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3 细胞的生命历程(含减数分裂)


第3讲

细胞的增殖、分化、衰老、凋亡和癌变

1.简述细胞的生长和增殖的周期性。 2.描述细胞的无丝分裂。 3.观察细胞的有丝分裂并概述其过程。 4.说明细胞的分化。 5.举例说明细胞的全能性。 6.探讨细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系。 7. 说出癌细胞的主要特征, 讨论恶性肿瘤的防治。

一、细胞分裂和细胞周

期 典例1下图甲和乙为细胞周期的不同表示方法, 下列叙述 正确的是( D )

A.甲图中 a 和 c 表示分裂期,b 和 d 表示分裂间期,图 中含有两个完整的细胞周期 B.甲图中的 b+c 可以表示减数分裂的细胞周期,其中 c 包含两次分裂 C.乙图顺时针和逆时针表示细胞周期时起点是相同的 D.乙图可以表示精原细胞的一个细胞周期

1.细胞周期的不同表示方法

方法名称

表示 方法

说明

扇形图

A→B→C→A为 一个细胞周期

方法名称

表示方法

说明 a+b或c+d 为一个细胞周期 a+b+c+d+e 为一个细胞周期 依据此图可以判断复制

直线图

坐标图

直方图

前、复制时和复制后所
占时长的比例

①间期细胞的主要物质变化是DNA复制和有关蛋白质的合成。 ②间期抑制DNA和蛋白质合成可有效地阻止细胞分裂,对癌症

具有较好的治疗效果。
③间期时间长,观察细胞有丝分裂时绝大部分细胞处于间期。 实验时观察材料宜选用分裂期相对于整个细胞周期较长的生 物种类和组织种类。 ④间期是容易发生基因突变的时期。

2.判断下列图示细胞是否均有细胞周期

图示细胞有细胞周期的是: (3) 。

2.一个细胞内染色体、DNA数量变化曲线及判断 (1)有丝分裂、减数分裂与受精过程中两曲线变化:

(2)DNA、染色体数量变化曲线判断:

? ①间期加倍 ? ? ? ? DNA变化曲线? ? ?

连续两次减半? ? ??减数分裂 ? 最后数量为N ? 只发生一次减半? ? ??有丝分裂 最后数量为2N ? ?

②间期不加倍 ? ?最大数量为2N?减数分裂 ? ? ? ?最大数量为4N?有丝分裂 染色体变化曲线

2.有丝分裂、减数分裂图像的比较与辨析(以 2n=4 为例) (1)图像比较(以雄性动物为例):
时期 方式 有同

前期

中期

后期

有丝 分裂

源染
色体

时期 方式 减数 有同 源染 色体

前期

中期

后期

第一
次分 裂

时期
方式

前期

中期

后期

减数第
二次分 裂

无同
源染 色体

(2)辨析方法:

1.减数分裂图像鉴别

(1)将上述图像进行排序: ③→④→⑥→①→⑤→② ; (2)②、⑥中一定属于雌性动物分裂图像的是 b、d ; 不能确定性别的图像是: a ,此细胞可能为 第一极体或

次级精母细胞



(3)基因重组发生于 ③和⑥ ; (4)不含同源染色体的图像是 ①、②、⑤ 。

3.与细胞分裂相关的细胞器 细胞器 时期 作用

核糖体 间期 与蛋白质合成有关 中心体 前期 高尔基 发出星射线,形成纺锤体,以牵

引染色体移动



末期 植物细胞细胞壁的形成

线粒体 各期 为细胞分裂提供能量

4.减数分裂与遗传变异 (1)减数分裂与遗传定律: 染色体的行为 同源染色体分离 基因的行为 等位基因分离 遗传定律 基因的分离 定律

非同源染色体自
由组合

非同源染色体上的非 基因的自由
等位基因自由组合 组合定律

(2)减数分裂与生物变异的关系:
时期 变化特点 变异的来源

减Ⅰ间期
减Ⅰ前期

DNA复制
非姐妹染色单体交叉互换

基因突变
基因重组

减Ⅰ后期
各期

非同源染色体自由组合
染色体数目或 结构增多或减少

基因重组
染色体变异

5.精子和卵细胞的种类 (1)1个精原细胞(含n对同源染色体): ①可能产生精子的种类:2n种。 ②实际产生精子的种类:2种。 ③同一个次级精母细胞,若在第一次分裂时没有交叉互 换,则产生的两个精子是相同的;若在第一次分裂时发 生了交叉互换,则产生的两个精子是不同的。

(2)1个卵原细胞(含n对同源染色体):
①可能产生卵细胞的种类:2n种。 ②实际产生卵细胞的种类:1种。

(3)动物(含n对同源染色体)产生精子或卵细胞的种类:2n种。

6.细胞分裂过程分析 (1)一个精原细胞经减数分裂可形成4个精子,在没有发生交 叉互换时,其类型为两种,图示如下:

一个AaBb的精 原细胞产的精 子类型为?

AB和ab或 Ab和aB

在上述过程中,非同源染色体进行组合的时候只能是①、② 中的任意一种,因此可形成两种类型的4个精子。

(2)一个精原细胞在减数分裂时,若发生了交叉互换,则可 产生4种类型的4个精子,其图示如下:

AB、ab、Ab和aB

? 3.与染色体有关概念 ? 如图是高等动物的两细胞分裂示意图。

图Ⅰ

图Ⅱ

(1)图Ⅱ中属于姐妹染色单体的是 ①和②;③和④ (用数 字表示)。 (2)含有两个染色体组的是细胞 Ⅰ 。 (3)若图Ⅰ细胞的⑤中含有 B,而①中含有 b,则①与⑤ 的基因不同是由于 基因突变或基因重组 造成的。

图Ⅰ

图Ⅱ

①精子和卵细胞相互识别的物质基础是卵细胞膜上的糖蛋白。 ②精卵融合过程体现出细胞膜具有一定的流动性。

③受精卵内核物质来源:一半来自精子、一半来自卵细胞,
细胞质中的遗传物质来源:几乎全部来自卵细胞。

? 细胞分裂过程中形成异常细胞的三种原因 ? 1.纺锤体形成受阻:低温诱导或用秋水仙素处理, 使有丝分裂过程中纺锤体的形成受阻,导致体细 胞内染色体数目加倍,形成多倍体细胞。 ? 2.同源染色体不分离:在减数第一次分裂后期, 同源染色体不分离导致产生的次级精(卵)母细胞 异常,进而使产生的配子全部异常。 ? 3.姐妹染色单体不分离:在减数第二次分裂后期, 姐妹染色单体不分离,导致产生的配子异常。

1.细胞的全能性及其表达 (1)细胞全能性的表现过程: 脱分化 再分化 离体细胞 ―――→ 愈伤组织 ―――→ 完整个体 (2)细胞具有全能性的原因:细胞内含有形成完整个体所需 的全套基因。

(3)可作为证明细胞全能性的实例必须同时满足以下 三个条件: ①起点:高度分化的细胞。 ②终点:形成完整的个体。 ③外部条件:离体、营养物质等。

2.细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变的区别和联系 (1)区别:
结果 遗传物质变化情况

细胞分裂
细胞分化 细胞衰老 细胞凋亡 细胞癌变

单细胞生物完成生殖,多细胞 生物产生新细胞 形成不同组织器官 细胞正常死亡 基因决定的细胞自动结束生命 的正常死亡过程 形成无限增殖的癌细胞

遗传物质复制均分

遗传物质不发生改变

遗传物质发生改变

(2)联系: ①细胞分裂、细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡是细胞的

正常生理现象。
②细胞分裂是生物生长发育、繁殖和遗传的基础,是细 胞分化的基础。

③细胞分化是生物个体发育的细胞学基础,仅有细胞分
裂增殖而没有细胞分化,生物体不能进行正常的生长发 育,经细胞分化,多细胞生物形成不同的组织和器官。 ④细胞癌变是正常细胞在致癌因子影响下畸形分化的结 果,内在原因是原癌基因和抑癌基因发生突变。

①细胞分化在自然条件下是不可逆的。

②细胞分化的关键是特异性蛋白的合成,而特异性蛋
白合成的实质是基因的选择性表达。 ③细胞分化程度越高,细胞分裂能力越弱,全能性越低。

④细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种类型;细胞凋亡
是正常生理现象,细胞坏死是异常现象,对机体有害。

[例3]

(2011·江苏高考)右图为基因型

AABb 的某动物进行细胞分裂的示意图。相

关判断错误的是

( A )

A.此细胞为次级精母细胞或次级卵母细胞 B.此细胞中基因a是由基因A经突变产生的 C.此细胞可能形成两种精子或一种卵细胞 D.此动物体细胞内最多含有四个染色体组

[例4] (2011·安徽高考)干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种

临床新技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞,
以替代损伤的胰岛B细胞,达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确 的是 ( )

A.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同,基因表达产物不同
B.骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同,基因表达存在差异 C.胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失,分化成为胰岛样 细胞

B

D.胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响,分化是由基因决
定的


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