高考生物一轮复习讲义：第六章 细胞的生命历程

高考生物一轮复习讲义：第六章细胞的生命历程第1节细胞的增殖第1课时细胞周期和有丝分裂的过程内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.简述细胞的生长和增殖的周期性。2.概述细胞的有丝分裂过程。3.运用模型解释细胞表面积与体积的关系。1.生命观念——通过对细胞周期的学习，认识到生命活动的周期性。水平一2.科学思维——分析与综合：对比分析有丝分裂各时期的特点，掌握有丝分裂过程。构建染色体和DNA数量变化模型。水平二3.科学探究——运用模型解释细胞表面积与体积的关系。水平一知识点一：细胞大小与物质运输的关系——————————————知识梳理——————————————1.多细胞生物生长的原因eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(细胞生长→增大细胞体积,细胞分裂→增加细胞数量))→个体生长2.决定器官大小的原因器官大小主要决定于细胞数量的多少。物质运输的效率与细胞的相对表面积有关，细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输效率越低3.运用模型解释细胞大小与物质运输的关系细胞模型边长表面积体积eq\f(表面积,体积)(相对表面积)A2mm24mm28mm33B4mm96mm264mm3eq\f(3,2)C8mm384mm2512mm3eq\f(3,4)假设物质扩散深度为0.5mm，则三个细胞模型中，物质扩散的体积占细胞体积的比例分别为eq\f(7,8)、eq\f(37,64)、eq\f(169,512)。4.细胞不能无限长大的限制因素[典例1]填写下表相关内容，得出相关结论细胞模型(琼脂块)的边长/cm表面积/cm2体积/cm3表面积与体积之比NaOH扩散的深度/cmNaOH扩散体积与整个细胞体积之比16160.51224830.57/83542720.519/27NaOH扩散的体积与细胞的总体积的比值，反映NaOH进入细胞的效率实验结论：①细胞的表面积与体积之比随着细胞体积的增大而减小。②NaOH扩散的体积与整个细胞的体积之比随着细胞体积的增大而减小。③细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。[变式训练1]下列关于动物大象体细胞不能无限长大的主要原因是()A.细胞长得太大影响生物体的整体美观B.细胞体积增大，体积与表面积之比变大，表面积的吸收能力不能满足细胞需要C.细胞长得太大就不能进行分裂D.细胞长得太大，相互之间就会挤压，最终细胞会被挤破解析细胞与周围环境进行物质交换的能力取决于表面积与体积之比，细胞体积越小，其相对表面积(表面积/体积)越大，细胞与周围环境进行物质交换的能力越大。因此，细胞不能无限长大。A、C、D三项不符合题意，B项符合题意。答案B知识点二：细胞增殖与细胞周期———————————————知识梳理——————————————1.细胞增殖(1)概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。(2)细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。(3)意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。2.细胞周期只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。———————————————素养提升———————————————科学思维——细胞周期及其表示方法根据细胞周期示意图，回答有关问题：(1)图甲中可表示一个细胞周期；图乙中表示间期，表示分裂期。图丙中表示一个细胞周期。(2)细胞周期的间期发生的变化主要有哪些？____________________________________________________________________________________________________________________________________(3)是不是只要能进行有丝分裂的细胞都具有细胞周期？______________________________________________________________________________________________________________________________________下列细胞中具有细胞周期的是________________________________________。①胚胎干细胞②成熟红细胞③精子、卵细胞④皮肤生发层细胞(4)据下表分析：细胞分裂间期分裂期细胞周期十二指肠细胞13.51.815.3肿瘤细胞18.00.518.5成纤维细胞19.30.720.0若用上述三种细胞观察细胞的有丝分裂，应选择细胞。理由是_________________________________________________________________。提示(1)A＋B或C＋Dab＋c＋d＋ea＋b＋c＋d＋e(2)完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞适度生长(3)不是，只有能连续分裂的细胞才具有细胞周期①④(4)十二指肠细胞周期中分裂期所占细胞周期的比例相对较大。[典例2]科学家用32P标记的磷酸盐浸泡蚕豆幼苗，追踪放射性的去向以研究蚕豆根尖细胞分裂情况，得到根尖细胞连续分裂的时间(单位：h)数据如图所示。下列叙述正确的是()A.DE阶段发生遗传物质的平均分配B.BC阶段结束时DNA含量增加一倍C.CD阶段完成与DNA复制有关的蛋白质的合成D.一个细胞周期(可表示为CD＋DE)等于17.3h具有细胞周期的条件：进行有丝分裂、能连续分裂的细胞才具有细胞周期。生殖细胞、高度分化的细胞等不具有细胞周期。解析图示AB、CD、EF为细胞分裂期，主要完成遗传物质的平均分配；BC、DE为细胞分裂间期，主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，结果是DNA含量加倍。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，可表示为DE＋EF(或BC＋CD)，等于17.3h。答案B[变式训练2]下列关于高等动物细胞的细胞周期的叙述，错误的是()A.分裂间期进行DNA复制B.前期开始出现染色体和纺锤体C.中期是观察染色体形态的最佳时期 D.末期进行着丝粒的分裂解析分裂间期进行DNA复制和蛋白质合成，前期核膜、核仁消失，染色体和纺锤体出现，中期染色体形态稳定数目清晰，是观察的最好时期。着丝粒分裂在后期。答案D【知识拓展】细胞分裂后产生的子细胞有三种去向①持续分裂：始终处于细胞周期中。如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞。②暂不分裂：暂时脱离细胞周期，仍具有分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中。如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞。③永不分裂：永远脱离细胞周期，处于分化状态直到死亡。如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞，叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞。联想质疑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→A(顺时针)为一个细胞周期直线图a＋b或c＋d为一个细胞周期判断一个完整的细胞周期的方法【想一想】1.如果某种药物能抑制DNA的复制，则这种药物能抑制癌细胞的有丝分裂，为什么？提示：如果不能完成DNA的复制，则细胞不能进入分裂期。2.一个细胞周期包括间期和分裂期，根据两个时期的长短分析，正在进行有丝分裂的组织细胞中，处于哪个时期的细胞最多？为什么？提示：间期，因为间期时间远远长于分裂期。知识点三：高等植物细胞的有丝分裂———————————————知识梳理———————————————根据细胞分裂图像判断细胞分裂时期，并补充细胞分裂特点：分裂图像时期分裂特点间期①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成；②细胞适度生长间期复制后，DNA数量加倍，但染色体数量不变前期①染色体变化：染色质丝变成染色体；②细胞变化：a.细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；b.核膜消失、核仁解体中期①染色体的着丝粒排列在赤道板上；②染色体形态比较稳定，数目比较清晰后期①染色体数目变化：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍②染色体运动：在纺锤丝牵引下移向两极末期①染色体变化：染色体变成染色质丝②细胞结构变化：a.核膜、核仁重新出现；b.赤道板位置出现细胞板，并逐渐扩展形成新的细胞壁不是具体结构，而是与纺锤体中轴垂直的一个平面———————————————素养提升———————————————生命观念——高等植物细胞有丝分裂的过程有丝分裂中染色体、染色单体和DNA的关系(1)根据染色体形态变化过程，写出甲、乙、丙、丁四幅图中染色体、染色单体、核DNA的含量：物质或结构甲乙丙丁染色体染色单体核DNA(2)核DNA数目和染色体数目比值为2∶1的时期有。(3)核DNA数目和染色体数目比值为1∶1的时期有。提示(1)111202201222(2)间期DNA复制之后及前期、中期(3)间期DNA复制前及后期、末期[典例3]下图为某学生绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中不正确的是()解析在细胞有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，纺锤丝与着丝粒相连，它牵引着染色体移向细胞两极，移动过程中，着丝粒在前，染色体的臂在后。答案C[变式训练3]如图为某一高等生物细胞有丝分裂某一时期的图像，下列叙述错误的是()A.该生物为一种植物B.该生物的体细胞中含有8条染色体C.该细胞处于有丝分裂后期D.该细胞中含有8条染色体解析图示细胞没有中心体，含有细胞壁，属于高等植物细胞，A正确；图示细胞含有8条染色体，是体细胞中染色体数目的2倍，因此该生物的体细胞中含有4条染色体，B错误；由以上分析可知，该细胞处于有丝分裂后期，C正确；图示细胞含有8条染色体，D正确。答案B联想质疑★间期DNA分子的复制使得DNA数目加倍，后期着丝粒的分裂使得染色体数目加倍。★每个复制后的染色体是由一对称为姐妹染色单体的结构组成的。【归纳概括】细胞内核DNA分子数、染色体数、每条染色体上DNA含量变化曲线1.细胞板与赤道板的区别是什么？提示赤道板不同于细胞板，赤道板不是真实存在的具体结构，它指的是细胞中央假想的一个平面，因此在显微镜下是无法观察到的。而细胞板则是植物细胞在分裂末期形成的结构，最终形成细胞壁，在显微镜下可观察到。2.染色体数与着丝粒数目始终相等吗？提示相等。课堂小结随堂检测1.下列关于细胞周期的叙述，正确的是()A.成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期B.机体内所有的体细胞都处于细胞周期中C.抑制DNA的复制，细胞将停留在分裂期D.细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础解析细胞分裂间期，主要进行DNA复制和有关蛋白质的合成，为细胞分裂期提供物质基础；成熟生殖细胞产生后不再进行细胞分裂；并非机体内所有细胞都处于细胞周期中，只有进行连续分裂的细胞才具有细胞周期；若抑制DNA复制，细胞停留在分裂间期。答案D2.在细胞分裂间期，不会发生()A.DNA数目加倍 B.蛋白质大量增加C.染色体数目加倍 D.细胞形态由小长大解析在细胞分裂间期，主要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。每条染色体中都出现两条姐妹染色单体，但是染色体的数目发生改变是在分裂后期，由着丝粒分裂而导致的。答案C3.在细胞有丝分裂过程中，DNA分子数相同而染色体数目不同的时期是()A.间期和前期 B.前期和中期C.前期和后期 D.间期和中期解析前期与后期细胞中DNA分子数相同，而后期细胞内染色体数是前期的2倍。答案C4.如图所示，有关细胞有丝分裂的描述正确的是()A.具有姐妹染色单体的只有eB.在b时期实现了细胞中的DNA和染色体数目的加倍C.细胞有丝分裂的顺序是c→e→a→b→dD.观察和计数染色体数目的最佳时期是e解析图中a、e时期均含姐妹染色单体；b时期染色体数目加倍，c时期DNA数目加倍；细胞有丝分裂顺序应为c→a→e→b→d。答案D课时作业(时间：30分钟)知识点1细胞周期的概念及表示方法1.下列关于细胞周期的叙述中，错误的是()A.不是生物体的所有细胞都有细胞周期B.在细胞周期中，分裂间期一般比分裂期时间长C.利用药物抑制DNA合成，细胞将停留在分裂间期D.细胞周期可分为前、中、后、末四个时期解析只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，A正确；间期时间长于分裂期，B正确；因为在间期要进行DNA的复制，所以如果药物抑制了DNA的复制，则间期不能完成，细胞将停留在分裂间期，C正确；前、中、后、末指的是分裂期的四个时期，一个细胞周期除了分裂期外还包括间期，D错误。答案D2.右图表示细胞周期，有关叙述错误的是()A.按箭头所示方向由a→a或由b→b表示一个细胞周期B.染色体的平均分配发生于a→b段C.细胞中核DNA含量的加倍发生在b→a段D.将癌细胞的细胞周期阻断在b→a段可以治疗癌症解析连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期，据图可知，a→b段为细胞分裂期，b→a段为分裂间期，故细胞周期可以表示为b→b；染色体平均分配发生在细胞分裂的后期，即a→b段；b→a段为细胞分裂间期，该时期完成DNA的复制，细胞中核DNA含量加倍；将癌细胞的细胞周期阻断在细胞分裂间期，即b→a段，可抑制癌细胞的增殖，达到治疗癌症的目的。答案A3.下表所列为不同细胞的细胞周期持续时间(h)。据表分析可以得出的结论是()细胞分裂间期分裂期细胞周期十二指肠细胞13.51.815.3肿瘤细胞18.00.518.5成纤维细胞19.30.720.0A.分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞B.分裂期占细胞周期比例最小的是十二指肠细胞C.不同种类细胞的细胞周期持续时间不同D.不同种类细胞的分裂都是同步进行的解析细胞周期包括细胞分裂间期和分裂期，由表中信息可以得出：不同种类细胞的细胞周期持续时间不同。答案C知识点2植物细胞的有丝分裂4.下列有关细胞有丝分裂的叙述，错误的是()A.细胞周期中，间期时间较短，分裂期时间较长B.分裂完成后两个正常子细胞的核DNA数目相同C.分裂中期，着丝粒排列在赤道板上D.间期发生DNA复制和有关蛋白质合成解析细胞周期中，间期大约占细胞周期的90%～95%，分裂期大约占细胞周期的5%～10%。答案A5.细胞有丝分裂过程中，DNA复制、着丝粒分裂、姐妹染色单体形成及消失依次发生在()A.间期、后期、间期、后期 B.间期、后期、中期、后期C.间期、后期、末期、后期 D.前期、中期、后期、末期解析细胞有丝分裂过程中，DNA复制发生于间期，着丝粒分裂发生于后期，姐妹染色单体形成于间期，而消失于后期。答案A6.在细胞有丝分裂过程中，细胞核内以下各组之间的数量关系一定不相等的是()A.染色体数目与着丝粒数目B.染色体数目与染色单体数目C.DNA分子数目与染色单体数目D.染色体数目与DNA分子数目解析染色体数目是以着丝粒数目为依据进行计数的，故两者一定相等；染色体数目为1时，染色单体数目为0或2，故两者不可能相等；DNA分子数目与染色体数目、DNA分子数目与染色单体数目之间可能相等，也可能不相等。答案B7.下图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况，在整个细胞周期中，染色体变化的顺序应该是()A.①④⑤③② B.②③①④⑤C.①⑤④③② D.⑤④③②①解析细胞分裂的间期DNA分子复制后每条染色体上含有两个DNA分子，但在间期呈染色质状态，如图①所示；在前期变成染色体，如图⑤所示；在中期由于纺锤丝的牵引，着丝粒排列在赤道板上，如图④所示；在分裂的后期着丝粒分裂，形成两条子染色体，分别移向细胞的两极，如图③所示；在分裂的末期时只存在含有一个DNA分子的染色体，如图②所示。答案C8.某同学在光学显微镜下观察洋葱根尖细胞有丝分裂并绘制下图。推测高尔基体的活动明显增强的时期是()解析A、B、C、D四个图依次表示有丝分裂的前期、中期、后期和末期。在末期，高尔基体的活动明显增强，以形成新的细胞壁。答案D9.如下图所示，在细胞增殖过程中，染色体和DNA都有复制和加倍的过程，下列相关叙述错误的是()A.染色体复制后其数量是之前的二倍B.细胞中b、d过程发生在细胞分裂间期C.细胞中a过程发生在细胞分裂间期，c过程发生在细胞分裂后期D.染色体复制的实质是DNA数量的加倍解析染色体复制前含一个DNA分子，复制后含两个DNA分子，着丝粒数目并不增加，因此，通过复制染色体的数量并不增加，而DNA分子的数量加倍。DNA的复制与加倍(b、d过程)是同一过程，发生在细胞分裂间期。染色体复制(a过程)发生在间期，后期着丝粒一分为二，染色体数目加倍(c过程)。答案A10.下图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析可做出的判断是()A.若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②B.图①中中心体发出的星射线形成了纺锤体，此时共有6条染色体C.图③中着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体数目也加倍D.图④中，着丝粒整齐地排列在细胞板上，此时是观察染色体的最佳时期解析由图可知，此为高等植物细胞分裂期图像，高等植物细胞分裂前期由两极发出纺锤丝形成纺锤体。着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体消失。图④为有丝分裂中期，着丝粒整齐排列在赤道板上，细胞板是末期才形成的。答案A11.下图中的甲、乙、丙表示细胞有丝分裂中的三个阶段，a是染色体数，b是染色单体数，c是DNA分子数，a、b、c的数量关系正确的是()A.甲、乙 B.甲、丙C.乙、丙 D.甲、乙、丙解析有丝分裂过程中存在染色单体时，染色体数∶染色单体数∶DNA分子数＝1∶2∶2，不存在染色单体时，染色体数∶染色单体数∶DNA分子数＝1∶0∶1，由此可推断，a、b、c的数量关系正确的是甲和丙。答案B12.科学家在染色体中找到了一种使姐妹染色单体连接成十字形的关键蛋白质，并将其命名为ASURA。下列与其有关叙述正确的是()①ASURA合成的场所是细胞质中的核糖体②ASURA可在有丝分裂间期合成③缺少ASURA的细胞，染色体数目可能会发生异常④ASURA可能与有丝分裂后期染色体的行为变化密切相关A.① B.①②C.①②③ D.①②③④解析由题意知，ASURA的化学本质为蛋白质，因此其合成场所为核糖体，合成时期在分裂间期，①②正确；该蛋白质的作用是使姐妹染色单体连接成十字形，即与姐妹染色单体的形成与分开有关，③④正确。答案D13.右图为细胞周期的示意图，请据图回答：(1)一个细胞周期包括(用字母回答)两个阶段，其中极为关键的准备阶段是(用字母回答)。B时期最明显的变化是的变化。(2)在细胞周期中，出现形态和数目完全相同的两套染色体的原因是_________________________________________________________。解析(1)一个细胞周期包括分裂期和分裂间期，极为关键的准备阶段是分裂间期，主要进行DNA的复制和蛋白质的合成，比分裂期时间长。由图可知，A>B，A为分裂间期，B为分裂期，分裂期最明显的变化是细胞核中染色体的变化。(2)在二倍体生物的一个体细胞中，当细胞分裂至后期时，由于着丝粒的分裂，细胞出现两套形态和数目完全相同的染色体。答案(1)A、BA细胞核中染色体(2)间期染色体的复制和后期着丝粒的分裂14.如图是某生物的体细胞进行有丝分裂的简图，据图回答：(“[]”内填序号，“”上按要求填数字、文字或字母)(1)该图表示的是动物细胞还是植物细胞？；理由是，其分裂顺序依次是(用字母表示)。(2)图示作为一个细胞周期还缺少处于期的细胞简图。(3)图示的细胞分裂结束后，子细胞内含条染色体。(4)染色体数目加倍发生在[]期图中，原因是______________________。(5)图B表示细胞分裂期。(6)图A中染色体的数目为条，染色单体数为条；DNA、染色体和染色单体三者之比为2∶1∶2的是图。(7)图所示的时期是观察染色体的最佳时期，因为此时染色体具有、的特点。解析(1)由图D可知，细胞分裂过程中产生了细胞板，可以判断该细胞是植物细胞。(2)一个细胞周期包括分裂间期和分裂期两个阶段，分裂间期在前，分裂期在后。根据染色体的形态行为变化规律可判断：图B为前期，图C为中期，图A为后期，图D为末期。(3)由图D可知，染色体在纺锤丝的牵引下均分到两极形成两个细胞核，因此分裂结束后，每个子细胞中含4条染色体。(4)由图可知，图A细胞中染色体数目因着丝粒分裂而加倍。(5)图B中出现染色体和纺锤体，染色体散乱地分布在纺锤体的中央，这是前期的特点。(6)图A为后期，着丝粒分裂，染色单体被纺锤丝拉开形成染色体，数目加倍为8条，此时已无染色单体。由图可知，图B和图C中每条染色体均含有两条姐妹染色单体，此时DNA数目等于染色单体数，因此它们的DNA、染色体和染色单体的数目之比为2∶1∶2。(7)图C为中期，此时细胞内染色体的形态固定，数目清晰，是观察染色体的最佳时期。答案(1)植物细胞内出现细胞板B→C→A→D(2)分裂间(3)4(4)A后着丝粒分裂，姐妹染色单体分开变成染色体(5)前(6)80B、C(7)C形态固定数目清晰第2课时动植物细胞有丝分裂的区别与观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.说出动物细胞和植物细胞有丝分裂的区别。2.制作和观察根尖分生区组织细胞有丝分裂简易装片或观察其永久装片。1.生命观念——通过比较动植物细胞有丝分裂的异同，认识生命现象的多样性和统一性。水平一2.科学思维——模型与建模：构建有丝分裂过程中染色体和DNA数量变化模型。水平二3.科学探究——通过观察有丝分裂实验，掌握显微观察实验的基本操作方法，提高实践能力。水平二知识点一：动植物细胞有丝分裂的区别及无丝分裂———————————————知识梳理———————————————一、高等动植物细胞的有丝分裂1.高等动植物细胞有丝分裂的不同点主要是前期与末期不同时期高等植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂间期无中心体有中心体，且完成倍增前期细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体两组中心粒分别移到细胞两极，并发出星射线形成纺锤体末期细胞板扩展形成细胞壁，分隔细胞细胞膜由细胞中部向内凹陷，缢裂细胞2.有丝分裂的特征和意义(1)特征：将经过复制的亲代细胞的染色体，精确地平均分配到两个子细胞中。(2)意义：在细胞的亲代和子代间保持了遗传的稳定性。二、无丝分裂1.概念由于分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，因此叫做无丝分裂。2.过程一般是细胞核先延长，细胞核的中部向内凹陷，缢裂为两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂为两部分，形成两个子细胞。3.实例蛙的红细胞。———————————————素养提升———————————————理性思维——动植物细胞有丝分裂的区别下列A、B、C三图是不同生物细胞有丝分裂图，据图回答下列问题：(1)A图表示(填“动物细胞”或“植物细胞”)。理由是：①，②。(2)B图细胞处于分裂期的期，图中有染色单体条。该图与它的前一时期相比，相同的是，不同的是。(3)C图表示的是细胞进行有丝分裂的期，此期细胞内发生的主要变化是分裂，分开成为两条子染色体，在牵引下移向细胞两极。(4)判断下列说法的正误并说明原因：①细胞分裂的过程中出现中心体的一定是动物细胞。判断：原因：________________________________________。②动物细胞和植物细胞有丝分裂前期形成纺锤体的方式相同。判断：原因：_____________________________________________________________________________________________________________。(5)判断动植物细胞有丝分裂的可靠依据是________________________。提示(1)植物细胞具有细胞壁无中心体(2)后0核DNA分子数染色体数(3)动物后着丝粒姐妹染色单体星射线(4)①错误某些低等植物细胞有丝分裂过程中也出现中心体②错误动物细胞有丝分裂前期由中心粒周围发出星射线形成纺锤体，高等植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体(5)末期细胞质分裂方式[典例1]如图所示为高等动植物细胞有丝分裂的模式图，顺序已经打乱。回答下列问题：(1)图中表示动物细胞有丝分裂的正确细胞分裂顺序是(填序号)。(2)对比高等动植物细胞的有丝分裂模式图，区别最为显著的时期是。(3)图中细胞⑥或⑧内染色单体数及染色体数分别为。(4)请在坐标系中绘出一个细胞周期内染色体数与核DNA数比值的变化曲线图。解析(1)植物细胞呈方形，动物细胞一般呈球形，再根据有丝分裂过程中染色体的行为变化规律可知，该动物细胞有丝分裂的正确排列顺序应为⑩④③⑥⑦。(2)高等动植物细胞有丝分裂的最显著区别在于前期的纺锤体形成方式不同和末期的细胞质分裂方式不同。(3)图中细胞⑥或⑧处于有丝分裂后期，该时期细胞内无染色单体，染色体数应为8条。(4)有丝分裂过程中，染色体数与核DNA数比值有四段变化，DNA复制前，该比值为1.0，DNA复制期间，该比值从1.0逐渐变化成0.5，DNA完成复制至着丝粒分裂期间，该比值为0.5，着丝粒断裂以后，该比值为1.0，图示见答案。答案(1)⑩④③⑥⑦(2)前期和末期(3)0、8(4)如图所示[变式训练1]动物细胞与高等植物细胞有丝分裂不同，其结构基础是因为植物细胞有()A.叶绿体和细胞壁 B.细胞壁和液泡C.叶绿体和液泡 D.细胞壁和无中心体解析动物细胞和高等植物细胞有丝分裂过程的区别是前期和末期。前期是纺锤体的形成方式不同，动物细胞由两中心体分别移向两极，周围发出星射线，形成纺锤体；植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体。末期形成子细胞的方式不同，动物细胞在中部出现细胞内陷，把细胞质缢裂为二，形成两个子细胞；植物细胞赤道板位置出现细胞板，扩展形成新细胞壁，并把细胞分为两个。因此结构基础是因为植物细胞有细胞壁无中心体。答案D联想质疑★植物细胞和动物细胞有丝分裂末期的细胞质分裂方式。★有丝分裂中亲代细胞染色体复制后平均分配，亲子代细胞的遗传物质相同。与有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用细胞器名称细胞类型时期生理作用核糖体动、植物细胞间期有关蛋白质的合成中心体动物、某些低等植物细胞前期参与纺锤体的形成高尔基体植物细胞末期参与细胞壁的形成线粒体动、植物细胞整个时期提供能量正确识别有丝分裂图像的方法1.动、植物细胞的识别(1)图像呈方形，外面有细胞壁，或图像中有细胞板结构，无中心粒结构，一般可判断为植物细胞。(2)图像呈圆形，外面无细胞壁，或有中心粒结构，无细胞板结构，通过缢裂方式平分细胞，一般可判断为动物细胞。2.不同分裂时期的细胞图像识别可根据染色体的形态及其在细胞中的位置来判断。(1)一条染色体含有两条染色单体，染色体在细胞中散乱分布——有丝分裂前期。(2)一条染色体含有两条染色单体，染色体的着丝粒有规律地排列在细胞中央赤道板上——有丝分裂中期。(3)着丝粒分裂，染色单体分开成为染色体，并向细胞两极移动——有丝分裂后期。(4)染色体成为染色质形态，重新出现细胞核——有丝分裂末期。知识点二：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂———————————————知识梳理———————————————1.实验原理(1)高等植物根尖、芽尖的分生区细胞能进行有丝分裂。(2)在高倍显微镜下，可根据细胞内染色体的存在状态识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。(4)盐酸和酒精混合液能使组织中的细胞相互分离。2.实验试剂(1)解离液：由质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1配制而成。(2)龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)：使染色体着色。(3)漂洗液：清水，洗去组织中的解离液。3.实验步骤(1)装片的制作：(2)观察：[典例2]在“观察细胞有丝分裂”实验中，三位实验人员制作洋葱根尖装片的操作步骤(“＋”表示操作，“－”表示未操作)如下表所示。实验人员操作取材解离漂洗漂洗的目的是洗去解离液，便于染色。染色制片甲根尖1～3mm处－＋＋＋乙根尖1～3mm处＋－＋＋丙根尖5～7mm处剪取根尖长度为2～3mm，过长或过短，都会导致难以找到分生区细胞。＋＋＋＋则甲、乙、丙观察到的实验现象分别是()A.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚B.细胞分散但看不到染色体、染色体着色清楚、细胞分散染色体清楚C.细胞重叠、染色体着色很浅不清楚、细胞着色清楚但看不到染色体D.染色体着色很浅不清楚、细胞分散染色体清楚、细胞分散染色体清楚解析解离的目的是使细胞分离开，甲未解离，细胞相互重叠；漂洗的目的是洗去解离液，便于染色，乙未漂洗，影响染色效果，染色体着色很浅不清楚；根尖5～7mm处为伸长区，伸长区细胞已失去分裂能力，染色体呈染色质状态，观察不到染色体。答案C[变式训练2]下列有关“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验的叙述，正确的是()A.解离的目的是使染色体离开细胞核B.漂洗的目的是洗去染色剂，避免染色过度C.使用龙胆紫溶液的目的是使染色体着色D.盖好盖玻片后压片的目的是使染色体分散开解析解离的目的是使组织中的细胞相互分离，A错误；漂洗的目的是洗去解离液，防止解离过度，B错误；使用龙胆紫溶液的目的是使染色体着色，C正确；盖好盖玻片后，压片的目的是使细胞相互分散开，D错误。答案C联想质疑【想一想】观察下面图片视野中处于哪个时期的细胞最多？为什么？提示：处于分裂间期的细胞最多，因为在细胞周期中，间期时间最长。课堂小结随堂检测1.下列关于无丝分裂的叙述错误的是()A.分裂过程中无纺锤体和染色体的出现B.无丝分裂过程中也存在DNA的复制C.原核细胞没有染色体，能够进行无丝分裂D.蛙的红细胞能进行无丝分裂解析因为在分裂过程中无纺锤体和染色体的出现，所以叫做无丝分裂。分裂的实质是把遗传物质平均分配给子代，因此在无丝分裂过程中也存在DNA的复制。无丝分裂是真核细胞的分裂方式，蛙的红细胞能够进行无丝分裂。答案C2.下列各项中，能正确说明高等动植物细胞有丝分裂主要区别的是()A.染色体和纺锤体的形成方式不同B.间期的时间长短不同C.纺锤体的形成和细胞质的分裂方式不同D.染色体的活动规律不同解析由于高等动植物细胞结构的不同，导致有丝分裂过程中出现差异，具体表现在前期纺锤体的形成以及末期细胞质的分裂方式上。答案C3.下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是()A.在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁的形成B.在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体C.分泌蛋白合成后在内质网和细胞质基质中加工D.核糖体和线粒体是既有核酸又有外膜的细胞结构解析植物细胞有丝分裂末期在赤道板的位置形成细胞板，最终向四周扩展形成细胞壁，而高尔基体与植物细胞壁的形成有关，A正确；有丝分裂间期中心体复制，但纺锤体在细胞分裂的前期形成，间期不存在，B错误；分泌蛋白合成后在内质网和高尔基体中加工，形成成熟的蛋白质，C错误；核糖体无膜结构，D错误。答案A4.下列关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验的叙述，全部正确的是()①解离的目的是用药液使组织细胞彼此分离开来②制片之前要通过漂洗洗去碱性染料，便于显微镜下观察③压片是为了将根尖细胞压成薄层，避免相互重叠影响观察④一个细胞中染色体的动态连续变化是观察的主要内容A.①③ B.②③C.①②③ D.①③④解析解离后需要漂洗洗去解离液，防止解离过度；解离后细胞已经死亡，不能观察到细胞中染色体的动态变化。答案A5.下列关于“观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂”的叙述，错误的是()A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散B.先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜观察C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体D.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据解析解离的目的是便于组织细胞相互分离，它是通过压片操作使细胞分散的前提；观察装片时应先用低倍镜找到分生区细胞，再换用高倍镜观察；只有分裂期细胞中才出现染色体，但因分裂期时间较短，处于此期的细胞数较少；探究有丝分裂的日周期性，可以选择在细胞分裂较旺盛期取材，保证较好的实验效果。答案C课时作业(时间：30分钟)知识点1动植物细胞有丝分裂的区别1.植物细胞有丝分裂特有的特征是()A.间期，中心粒进行复制B.前期，星射线形成纺锤体C.中期，染色体排列在赤道板D.末期，细胞板形成细胞壁解析高等植物细胞没有中心体，A错误；高等植物细胞在前期从两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞的中心体发出星射线，B错误；动物细胞有丝分裂的中期，染色体的着丝粒也排列在赤道板，C错误；植物细胞有丝分裂末期，在高尔基体的参与下，细胞板向四周扩展形成细胞壁，D正确。答案D2.下面是某同学绘制的动物体细胞分裂模式图，其中有错误的是()解析细胞板出现在植物细胞的分裂过程中，动物细胞分裂过程中不会出现。答案C3.真核细胞的DNA是随着染色体的复制而复制的，研究表明，真核生物染色体的复制是不同步的，有的先复制，有的后复制。下图中能真实反映染色体复制过程中染色体数目变化的是()解析染色体复制的实质是DNA的复制，染色体复制后染色体的数目并不变化。答案C4.处于有丝分裂过程中的动物细胞，某一时期细胞内的染色体、染色单体、核DNA分子三者的数量比是1∶2∶2，此时细胞内可能发生着()A.细胞膜向内凹陷 B.着丝粒一分为二C.中心体移向两极 D.DNA正在进行复制解析染色体、染色单体、核DNA分子三者的数量比是1∶2∶2，通常处于有丝分裂的前、中期，中心体移向两极是前期的特征，细胞膜向内凹陷是末期的特征，着丝粒一分为二是后期的特征，DNA复制发生在间期，所以C项正确。答案C5.关于下图的叙述中，错误的是()A.该细胞为动物细胞B.④是一条染色体，包含2条姐妹染色单体，2条姐妹染色单体由一个着丝粒②相连C.细胞中有8条染色单体D.在后期时，移向同一极的染色体形态、大小相同解析如图所示进行的是有丝分裂，因为细胞中有中心体⑨，无细胞壁，所以可以断定该细胞为动物细胞；④是一条染色体，包含2条姐妹染色单体①③，2条姐妹染色单体由一个着丝粒②相连；该细胞共有4条染色体，8条染色单体；在后期时，移向同一极的染色体形态、大小有的相同，有的不同。答案D6.细胞有丝分裂中，染色体与染色质发生形态转变的时期是()A.间期、末期 B.前期、末期C.中期、后期 D.后期、前期解析染色体是在前期出现的，因此染色质转变为染色体的过程发生在前期；染色体是在末期消失的，因此染色体转变为染色质的过程在末期。答案B知识点2观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂7.用光学显微镜观察有丝分裂过程，如果仅从细胞分裂周期看，图中所代表的四种植物作为实验材料最适合的是()解析用显微镜观察植物细胞有丝分裂过程，选材依据两个方面：一是分裂期占细胞周期比例大，这样可以观察到更多处于分裂期的细胞；二是细胞周期时间短，细胞分裂旺盛，这样会有更多的细胞进行有丝分裂，更容易观察到细胞分裂。D正确。答案D8.若图甲、乙、丙是某同学做观察根尖分生区组织细胞有丝分裂实验时，在光学显微镜下观察到的图像，下列有关说法正确的是()A.图甲是在低倍镜下所观察到的植物根尖分生区组织细胞图像B.将图甲转为图乙的操作步骤是移动装片→转动转换器→调节视野亮度→转动粗准焦螺旋C.图丙是根尖经过解离、漂洗、染色、制片后，在高倍镜下所观察到的图像D.制作装片的过程是解离→染色→漂洗→制片解析图甲细胞呈长方形，应为根尖伸长区的细胞图像，A错误；转动转换器换上高倍物镜后，不能再转动粗准焦螺旋，B错误；图丙中能看到有丝分裂的各时期，说明在制作的过程中已经过解离、漂洗、染色、制片，C正确；制作装片的过程是解离→漂洗→染色→制片，D错误。答案C9.取生长健壮的洋葱根尖，制成临时装片，放在显微镜下观察，正确的做法是()A.如果视野过暗，可以转动遮光器或反光镜以增加视野的亮度B.如果在一个视野中不能看全各个时期，应移动装片从伸长区细胞中寻找C.可以选一个处于间期的细胞，持续观察它从间期到末期的全过程D.若想进一步观察低倍镜视野中右下方的细胞，应先换上高倍镜，再将玻片朝右下方移动解析观察有丝分裂应选择根尖分生区细胞，而伸长区细胞不再进行分裂，没有细胞周期；在制作临时装片时，经解离处理后所有细胞已经被杀死，所观察到的细胞被固定在死亡时所处的分裂时期，因此不能观察到一个细胞连续分裂的过程；由低倍镜换高倍镜观察时，应先移动装片，后换高倍镜。答案A10.某同学在用光学显微镜做“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，可观察到的现象是()A.绝大多数细胞中能观察到染色体B.不同细胞的染色体数目可能不相等C.中心体发出星射线形成纺锤体D.某一细胞由中期逐渐分裂到后期解析在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，绝大多数细胞处于分裂间期，观察不到染色体，A错误；不同细胞的染色体数目可能不相等，如分裂后期的染色体数是分裂前、中期的两倍，B正确；高等植物细胞纺锤体是由细胞两极发出的纺锤丝形成的，C错误；实验中解离阶段已将细胞杀死，细胞将会停止于某一时期，D错误。答案B11.下面是关于观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂实验的部分操作示意图，有关评价合理的是()A.剪取洋葱根尖2～3mm，因为该区域属于根毛区，细胞有丝分裂旺盛B.该实验步骤中唯一错误的是在②和③之间缺少用清水漂洗这一环节C.在观察的图像中，b区域属于分生区的细胞，细胞已死亡D.若用图中b区域的细胞观察质壁分离和复原，实验现象明显解析洋葱根尖2～3mm的区域属于分生区。实验过程中在②和③之间应增加清水漂洗这一环节，而③和⑤之间的清水漂洗环节应删除。分生区的细胞呈正方形，细胞经解离已死亡。b区域的细胞属于分生区细胞，其无中央大液泡，用来观察质壁分离和复原时，实验现象不明显。答案C12.右图表示蛙的红细胞无丝分裂过程，和有丝分裂相比，下列叙述正确的是()A.没有DNA和染色体的复制B.分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化C.分裂过程中细胞核缢裂成两个细胞核，因此子细胞中染色体减少一半D.真核生物的分裂方式有无丝分裂和有丝分裂两种解析由无丝分裂产生的子细胞的遗传特性与亲代细胞一样，所以在分裂时也有DNA和染色体的复制，只是在分裂过程中没有染色体和纺锤体的出现。真核生物的分裂方式包括：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。答案B13.如图是某种动物细胞有丝分裂过程的部分示意图，据图回答下列有关问题：(1)在如图所示的各细胞图像中，表示细胞有丝分裂间期、前期、中期、后期、末期的字母顺序依次是。(2)图E中染色体、染色单体、核DNA的数量依次是条、条、个，染色体形态固定、数目最清晰的是图(填写字母)。(3)中心粒分开的时期是，纺锤体消失的时期是，核糖体增加的时期是，染色单体形成的时期是。(4)与植物细胞有丝分裂相比，其分裂末期不出现。解析本题结合图形考查动物细胞有丝分裂各个时期的不同特点。(1)由图A可知染色体尚未出现，核膜、核仁都存在，应是间期；图C染色体出现，核膜、核仁正在消失，应为前期；图B中的染色体排列在细胞中央，染色体形态最清晰，应为中期；图E染色单体分离成为染色体，正在星射线的牵引下向两极移动，应为后期；图D表示染色体在星射线的牵引下到达两极，在两极重新出现新的核膜、核仁，应为末期。(2)图E中由于染色单体分离成为染色体，导致染色体数目暂时加倍，此时细胞中有8条染色体、8个DNA分子，没有染色单体。(3)中心粒在间期复制后，在前期移到细胞两极；纺锤体在前期出现，末期消失；核糖体在间期增加，有利于蛋白质的合成；染色单体在间期DNA复制时形成。(4)与植物细胞有丝分裂相比，动物细胞有丝分裂的末期不出现细胞板。答案(1)A、C、B、E、D(2)808B(3)前期末期分裂间期分裂间期(4)细胞板14.下图为某生物体细胞有丝分裂模式图，据图回答下列问题：(1)图甲表示细胞核中数量变化曲线，判断依据是_____________________________________________________。(2)图乙所示的细胞类型是，该细胞分裂时期是。从数量上看该时期染色体∶染色单体∶DNA＝。(3)图乙对应于图甲中的段，图丙对应于图甲中的段。解析(1)从曲线中可以看出，该物质的数量增加是逐渐的，即需要一个复制过程，所以为DNA的数量变化。(2)从图乙中可以看出，该细胞含细胞壁，所以为植物细胞。该细胞处于分裂后期，因为每条染色体无姐妹染色单体且在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。每条染色体上只有一个DNA分子，染色体∶染色单体∶DNA＝8∶0∶8。(3)图丙中每条染色体上有姐妹染色单体，所以丙细胞一般对应分裂期的前期和中期。图甲中E～F为后期，C～E包括前期和中期。答案(1)DNA间期复制后数量加倍(2)植物细胞后期8∶0∶8(3)E～FC～E15.在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中：(1)在低倍显微镜下观察到的洋葱根尖分生区细胞的特点是；在高倍显微镜下看到的细胞大部分处于细胞分裂的间期，原因是________________________________________。(2)有一位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。造成这种情况的原因可能是()①取材位置不合适②取材时间不合适③制片时压片力量不合适④解离时间不合适⑤视野选择不合适A.②⑧ B.②⑤C.①②⑤ D.①③④(3)不会影响细胞周期各时期的长短或产生误差，但对整个实验结果产生影响的因素是。A.取材时间 B.根尖培养温度C.解离时间长短 D.载玻片厚度(4)某同学错误地把取材部位认为是表皮，他的实验操作完全正确，但也看不到染色体，这是因为______________________________________________。解析(1)根尖细胞中的分生区属于分生组织，其细胞的特点是呈正方形，排列紧密。由于一个细胞周期中，间期的时间远长于分裂期，所以看到的细胞大多数处于间期。(2)图中的细胞无处于细胞周期的细胞，可能是取材位置错误，也可能是取材时间不对，大部分细胞没有进行有丝分裂，还可能是视野选择不合适。(3)取材时间、培养根尖的温度以及解离时间会影响细胞周期的长短或使实验产生误差，载玻片的厚度不会影响细胞周期的长短，也不会使实验产生误差，但载玻片的厚度会影响对实验结果的观察，对整个实验结果产生影响。答案(1)细胞呈正方形，排列紧密分裂间期在细胞周期中占的比例最大(在细胞周期中间期时间最长)(2)C(3)D(4)表皮细胞不分裂，染色质没有螺旋化形成染色体(不出现染色体)第2节细胞的分化内容标准要求核心素养对接学业质量水平1.说明细胞分化形成各种组织。2.举例说明细胞的全能性。1.生命观念——明确细胞的生命历程，形成科学的自然观。水平一2.科学思维——归纳与概括：对比分析细胞分化、细胞全能性，明确相互关系。水平二3.社会责任——了解干细胞移植，关注健康的生活方式。水平一知识点一：细胞分化———————————————知识梳理———————————————1.概念2.特征具有普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。3.原因不同的细胞中遗传信息的执行情况不同。4.意义(1)细胞分裂与细胞分化是生物体生长发育的基础。细胞分裂增加细胞数量属细胞“量变”，而细胞分化增加细胞种类，属细胞“质变”(2)细胞分化使生物体中的细胞功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。———————————————素养提升———————————————生命观念——细胞分化的特点及实质下图表示某种植物细胞分裂和分化的过程，探讨下列问题。1.细胞分化的特点(1)判断图中①②③分别代表的过程。①细胞分裂；②细胞分化；③细胞分化。(2)细胞b能够再形成细胞a或细胞c吗？这说明细胞分化具有什么特点？提示一般不可以，说明细胞分化具有不可逆性。2.细胞分化的实质(1)细胞a、b、c的核遗传物质相同吗？为什么？提示相同，因为它们是同一个受精卵经过有丝分裂形成的，有丝分裂过程中遗传物质保持相对稳定。(2)造成细胞a、b、c在形态、结构和生理功能上出现差异的原因是什么？提示遗传信息的执行情况不同(或“基因的选择性表达”)。3.从不同水平分析细胞分化的结果(1)细胞水平：细胞的发生改变。(2)亚显微结构水平：的数目及细胞质基质成分发生改变。(3)分子水平：①蛋白质角度：。②基因角度：基因，即遗传信息的不同。提示(1)形态、结构和功能(2)细胞器(3)①蛋白质种类、数量、功能发生改变②选择性表达执行情况[典例1]人体不同细胞中基因的表达是不同的，下表为三种细胞的基因表达情况：基因存在情况基因表达情况甲乙丙丁甲乙丙丁甲状腺细胞√√√√√√骨骼肌细胞√√√√√√肝细胞√√√√√√理解细胞分化需要注意的几个问题(1)细胞分化的关键是特异性蛋白质的合成，而特异性蛋白质的合成是基因选择性表达的结果。(2)细胞分化过程中遗传物质并未改变。(3)细胞分化不改变细胞数目，而改变细胞种类。下列有关说法不正确的是()A.甲基因可能是控制甲状腺激素合成有关酶的基因B.丁基因可能是控制ATP合成酶的合成有关的基因C.三种细胞基因表达不同的根本原因是遗传信息不同D.三种细胞都有四种核基因的根本原因是人体细胞都来源于同一个受精卵解析由表格可知，丁基因在所有细胞中都表达，应该为维持细胞生命活动的基因，与ATP合成有关酶的基因满足此条件；控制甲状腺激素合成的基因只在甲状腺细胞中表达，甲基因满足此条件，因此可能是与甲状腺激素合成有关酶的基因；由表格可知，甲、乙、丙、丁四种基因存在于这三种细胞中，只是不同细胞中表达的基因不完全相同，这才使细胞出现了形态、结构和功能的差异；这三种细胞均来自受精卵的有丝分裂，而有丝分裂产生子细胞核的遗传物质不变，因此同一个体不同类型的细胞遗传物质相同。答案C[变式训练1]细胞分化的根本原因是()A.细胞核中基因发生突变B.细胞中细胞器的种类发生改变C.细胞核中基因的选择性表达D.细胞中合成的蛋白质发生改变解析细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，由于同一个生物体内不同的细胞都来自于同一个受精卵，所以不同细胞中遗传物质相同，但是不同的细胞表达的基因不同，所以不同的细胞形态结构和功能不同，即这是基因选择性表达的结果。答案C联想质疑★细胞分化的结果是形成形态、结构和功能不同的细胞。管家基因和奢侈基因管家基因——指所有细胞均要表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因。奢侈基因——指不同类型细胞特异性表达的基因，其产物赋予细胞特异的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。★细胞分化的机理判断细胞发生分化的方法(1)细胞形态的改变：变为梭形的肌细胞、圆饼状的红细胞、突起状的神经细胞等。(2)细胞结构的变化：形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。(3)细胞功能的特化：运动功能、运输功能、储存功能、反射功能、免疫功能等。(4)特殊分子的合成：合成了唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白、肌动蛋白等。【想一想】同一个体的不同体细胞的形态、结构和生理功能不同的直接原因及根本原因是什么？提示：直接原因是所含的蛋白质种类有所不同，根本原因是不同的细胞表达的基因不同。知识点二:细胞的全能性———————————————知识梳理———————————————1.概念指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。2.实例(1)植物细胞的全能性：细胞实现全能性的前提是具备“细胞核”，故无核的细胞(如哺乳动物成熟红细胞)不能实现全能性。a.胡萝卜经组织培养产生完整植株的过程如图①～⑥表示操作顺序：①取胡萝卜韧皮部组织②培养液中的韧皮部组织③细胞分裂形成细胞团④细胞分化⑤根茎叶的形成⑥移栽b.结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即：细胞的全能性。(2)动物细胞核的全能性a.非洲爪蟾的核移植过程①去核②核移植③8细胞胚结论：高度分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。3.干细胞(1)特点：①具有分裂和分化能力。②在动物和人体内，数量很少。(2)举例：人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板。造血干细胞是血液组织中的成体干细胞，具有长期自我更新的能力和分化成各类成熟血细胞的潜能，是体内各种血细胞的唯一来源，它主要存在于骨髓、外周血、脐带血、胎盘组织中。在临床治疗中，骨髓移植就是利用造血干细胞的替换来治疗血液方面的疾病。———————————————素养提升———————————————生命观念——细胞的全能性与“干细胞”1.细胞具有全能性的基础是什么？如何确认实现了全能性？提示细胞具有全能性的基础是细胞拥有发育成完整个体所必需的全部遗传信息(全套基因)；确认全能性实现的标准一是看起点，二是看终点，起点是“离体的细胞”，终点是发育成了“完整有机体”或分化成其他各种细胞。2.人的成熟红细胞是否具有全能性？为什么？提示不具有，因为人的成熟红细胞无细胞核，不具备发育成完整个体的遗传物质。3.判断细胞的全能性探讨下列实例是否体现了细胞的全能性，并说明理由。(1)种子萌发形成植株。判断：否(填“是”或“否”)。理由：种子萌发形成植株属于自然生长过程，是种子中胚芽、胚轴、胚根等进一步分裂、分化的结果，不能体现细胞的全能性。(2)诱导胚胎干细胞发育成特定的组织或器官。判断：否(填“是”或“否”)。理由：只形成了特定细胞未形成完整有机体或其他各种细胞。(3)在蜂群中，未受精的卵发育成雄蜂。判断：是(填“是”或“否”)。理由：未受精的卵是高度分化的细胞，且形成了新个体。[典例2]下列有关细胞全能性的理解，正确的是()A.从理论上讲，生物体的体细胞都具有全能性B.未脱离植株的幼叶，在适当的情况下能表现出全能性植物细胞全能性的表达需要一定的条件，即离体、无菌、一定的营养物质、植物激素等。未脱离植物体的细胞，其全能性受到抑制，不能表现全能性C.在个体发育的不同时期，细胞内基因发生变化导致细胞不能表现出全能性D.脱离了植株的芽，一定能表现出全能性解析细胞全能性表现的条件是离体状态、一定的营养物质以及适宜的其他外界条件，B、D错误；细胞具有全能性的原因是已经分化的体细胞具有一套和受精卵相同的染色体，携带相同的DNA分子，因此，从理论上讲，生物体的体细胞都具有全能性，A正确、C错误。答案A[变式训练2]在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是()A.壁虎断尾后重新长出尾部B.蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂C.用体外培养的皮肤治疗烧伤病人D.小鼠腺细胞的自我复制答案B联想质疑★细胞具有全能性与细胞全能性的表达不是一个概念，全能性表达是指形成新个体或分化成其他各种细胞。细胞分化与细胞全能性的比较细胞分化细胞全能性原因细胞内基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点①持久性②稳定性和不可逆性③普遍性①高度分化的植物体细胞具有全能性②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性结果形成形态、结构和生理功能不同的细胞群形成完整有机体或分化成其他各种细胞大小比较细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵细胞全能性表达的难易程度不同，全能性大小不同，如受精卵>生殖细胞>体细胞联系①两者的遗传物质都不发生改变②已分化的细胞(动物细胞核)仍然保持全能性③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低课堂小结随堂检测1.同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是()A.二者所处的细胞周期不同B.二者合成的特定蛋白不同C.二者所含有的基因组不同D.二者核DNA的复制方式不同解析同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同是细胞分化的结果，其实质是基因的选择性表达，合成了特定的蛋白质，从而表现出特定的生理功能，B正确；二者都是高度分化的细胞，均不具有分裂能力，所以二者均没有细胞周期，核DNA也不能进行复制，A、D错误；细胞分化过程中基因组不变，所以二者基因组相同，C错误。答案B2.人的造血干细胞能增殖分化产生各种血细胞，此过程()A.体现了细胞的全能性B.细胞的形态、结构和生理功能不变C.细胞中基因选择性表达D.细胞中不会出现染色体和纺锤丝的变化解析细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，故该细胞分化未体现细胞的全能性；细胞分化过程中细胞的形态、结构和生理功能均发生改变；细胞分化是基因选择性表达的结果；细胞增殖过程中会出现染色体和纺锤丝的变化。答案C3.如图是细胞分化实例，其中错误的是()解析细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的结果是形成不同的细胞。答案B4.研究发现，诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞的活动特征，且这些细胞可以转变为心脏和神经细胞。下列与此有关的说法不正确的是()A.诱导后的细胞具有分裂和分化能力B.人体表皮细胞具有全能性C.该研究说明细胞分化是可以逆转的D.该研究可以为治疗心血管绝症提供帮助解析诱导后的细胞可转变为心脏和神经细胞，说明其具有分裂和分化能力，A正确；诱导后的细胞没有发育成人体或分化成人体的各种细胞，因此不能说明人体表皮细胞具有全能性，B错误；诱导人体表皮细胞可使之具有胚胎干细胞的活动特征，这说明细胞分化是可以逆转的，C正确；根据题干信息“这些细胞可以转变为心脏和神经细胞”可知，该研究可以为治疗心血管绝症提供帮助，D正确。答案B课时作业(时间：30分钟)知识点1细胞分化1.下列有关细胞分化的叙述中，错误的是()A.细胞分化具有持久性、不可逆性和遗传物质多变性等特点B.细胞分化增加了细胞的种类C.细胞分化有利于提高机体生理功能的效率D.细胞分化的原因是不同细胞中遗传信息的执行情况不同解析细胞分化具有持久性、不可逆性，但细胞分化过程中遗传物质不会发生改变；细胞分化增加了细胞的种类；细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高机体各种生理功能的效率；细胞分化的原因是不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。答案A2.在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是()A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株解析有丝分裂使细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对生物性状的遗传有很大贡献。哺乳动物的受精卵是未经分化的细胞，而哺乳动物的造血干细胞是由受精卵分化形成的，属于已分化的细胞，只是分化程度不高，仍保留分裂和分化的能力。细胞分化的根本原因是在个体发育的过程中，同一生物的不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。高度分化的植物细胞仍具有全能性，故通过植物组织培养技术可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株。答案B3.乳腺细胞能够合成乳蛋白，不能合成唾液淀粉酶，而唾液腺细胞正相反。对这一现象的解释正确的是()A.唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因B.乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因C.两种细胞都没有合成乳蛋白、唾液淀粉酶的基因D.是两种细胞中相关基因选择性表达的结果解析同一个体的不同体细胞都来源于同一个受精卵，所以唾液腺细胞含有合成乳蛋白的基因，乳腺细胞也含有合成唾液淀粉酶的基因，A、B错误；两种细胞都有合成乳蛋白、唾液淀粉酶的基因，但是两种细胞的形态、功能不同是细胞中相关基因选择性表达的结果，C错误，D正确。答案D4.下图为某人体内几种类型的细胞模式图。下列相关叙述中，错误的是()A.这些细胞最初来源于同一个受精卵B.a的结构已发生很大变化，但仍属于真核细胞C.这些细胞在结构上具有统一性D.这些细胞在功能上是相同的解析人体所有的细胞都是由受精卵经分裂和分化产生的，所以图中所有的细胞都来源于同一个受精卵；a细胞为精子，虽然形态发生了改变，但是还具有细胞核，属于真核细胞；图中所有的细胞都具有细胞核、细胞膜和细胞质，这体现了它们在结构上的统一性；图中细胞形态不同，是其内部基因选择性表达的结果，不同基因的表达使得细胞具有不同的功能。答案D5.取自某一生物不同类型的正常体细胞，检测其基因表达，结果如图所示。关于此图说法错误的是()A.若基因1～8中只有一个是控制核糖体蛋白质合成的基因，则该基因最有可能是基因2B.图中7种细胞核的遗传物质是相同的C.图中7种细胞理论上都具有全能性，经合适条件诱导可在生物体内实现全能性D.此图可用于说明细胞分化的本质解析所有的细胞中都有核糖体，而图示基因中只有基因2在所有细胞中都表达了，因此基因2是控制核糖体蛋白质合成的基因，A正确；图中7种细胞来自于同一个受精卵，具有相同的细胞核遗传物质，B正确；图中7种细胞理论上都具有全能性，经合适条件诱导可在生物体外实现全能性，C错误；此图可用于说明细胞分化的本质，即基因的选择性表达，D正确。答案C知识点2细胞的全能性与干细胞6.关于细胞全能性的叙述，错误的是()A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性B.克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性C.在动物体所有的细胞中，受精卵的全能性最高D.生物体内细胞没有表现出全能性，是基因在特定时空条件下选择性表达的结果解析离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性，A正确；克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性，B错误；在动物体所有的细胞中，受精卵的全能性最高，C正确；生物体内细胞没有表现出全能性，是基因在特定时空条件下选择性表达的结果，D正确。答案B7.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。对如图的相关叙述中，错误的是()A.a过程表示干细胞能自我更新B.b、c过程表示干细胞具有分化能力C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同D.b过程形成的细胞直接组成器官，可供器官移植使用解析a过程中，细胞形态结构未发生变化，因此表示干细胞的自我更新，A正确；b、c过程中，细胞在形态结构上发生了改变，为细胞的分化过程，B正确；细胞分化的原因是基因的选择性表达，a、b、c过程中的细胞形态结构不同是因为其遗传信息的表达情况不同，C正确；b过程中分化形成的各种细胞先构成多种组织，然后再由不同组织构成器官，D错误。答案D8.将经处理后的胚胎干细胞移植到因胰岛受损而患糖尿病的小白鼠体内后，该鼠血糖浓度趋近正常。上述事实说明()A.该过程体现了胚胎干细胞的全能性B.移植的细胞中所有基因都得到表达C.干细胞经处理后进行了定向分化D.移植的细胞具有无限增殖的能力解析体现细胞的全能性需要形成一个完整有机体或分化成其他各种细胞，A错误；移植的细胞中只有部分基因表达，B错误；胚胎干细胞进行了定向分化，分化成了胰岛B细胞，使小鼠体内胰岛素分泌正常，C正确；移植的细胞不具有无限增殖的能力，D错误。答案C9.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是()A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同C.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性D.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性解析体细胞和生殖细胞都含有发育成完整个体所必需的全部基因，A错误；植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是基因的选择性表达，B错误；高度分化的植物细胞只有在离体情况下才有可能表现出全能性，C正确；紫色糯性玉米种子培育成植株属于自然生长过程，不属于植物组织培养，不能体现植物细胞的全能性，D错误。答案C10.人类寄希望于利用干细胞(人体中具有分裂、分化能力的细胞)的分离和体外培养，在体外培育出组织、器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。能否用肌细胞代替干细胞()A.不能，因为肌细胞与干细胞所含有的遗传物质不同B.不能，因为肌细胞是高度分化的细胞，没有分裂能力C.能，因为肌细胞虽然是分化的细胞，但在一定条件下也可脱分化，实现细胞全能性D.能，因为肌细胞与干细胞具有完全相同的遗传物质解析干细胞具有分裂和分化能力，全能性较高。肌细胞虽然具有与干细胞相同的遗传物质，但其为高度分化的细胞，全能性受到抑制，一般不具备分裂和分化能力。答案B11.细胞分化是生物个体发育中普遍存在的生命现象。如图为胚胎干细胞的分化过程，下列分析合理的是()A.某些动物成熟的红细胞没有细胞核，也没有DNA，说明细胞分化可能导致遗传物质发生改变B.从分子水平看，细胞分化表示各种细胞内合成了不同的蛋白质C.胚胎干细胞、造血干细胞、白细胞的全能性依次提高D.分化后的细胞一定会一直保持分化后的状态直到细胞死亡解析在哺乳动物红细胞的发育过程中，细胞核被排出，这一现象并不能说明细胞分化导致遗传物质改变；随着细胞分化程度的提高，细胞的全能性不断降低；高度分化的植物细胞在一定条件下会重新具备分裂、分化能力；从分子水平看，细胞分化的实质是遗传信息的执行情况不同，即合成的蛋白质不同。答案B12.下图表示人体造血干细胞在离体条件下，经诱导形成神经细胞和肝细胞的过程。下列有关叙述正确的是()A.该图说明造血干细胞具有全能性B.图中各细胞的遗传信息的执行情况相同C.①过程可发生遗传信息从DNA→DNA的传递D.②过程的实质是基因数量的变化解析该图并未显示全能性表达，A错误；图中不同细胞其遗传信息执行情况不同，B错误；②过程的实质是基因选择性表达，D错误。答案C13.下图为某哺乳动物红细胞的形成过程示意图，请回答：造血干细胞→早幼红细胞→eq^\o(中幼红细胞,\s\do4(（开始合成血红蛋白）))→晚幼红细胞eq\o(→,\s\up7(脱核))网织红细胞eq\o(→,\s\up7(丧失),\s\do5(细胞器))成熟红细胞(1)由造血干细胞形成系列幼红细胞的过程称为，这是细胞内的结果。通常情况下，某个体所有造血干细胞的遗传信息完全相同，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)血红蛋白的合成场所为，图中能合成血红蛋白的细胞有中幼红细胞、_____________________________________________________________。(3)研究发现，某毒素只能与染色质结合，导致染色质中的DNA不能复制，在该毒素作用下，造血干细胞内的分裂过程受阻，从而使造血干细胞停留在细胞周期的。解析(1)造血干细胞形成系列幼红细胞的过程中，血红蛋白基因在红细胞中选择性表达形成血红蛋白，此过程为细胞分化。通常情况下，受精卵经过分裂、分化产生造血干细胞，因此造血干细胞中的遗传物质是相同的。(2)血红蛋白属于胞内蛋白，因此是在(游离)核糖体上合成的，由图可知，红细胞成熟之前，有合成血红蛋白的细胞器，都可合成血红蛋白，例如图中的中幼红细胞、晚幼红细胞和网织红细胞。(3)若毒素抑制DNA复制，则造血干细胞由于不能进行DNA复制而停留在分裂间期。答案(1)细胞分化基因的选择性表达造血干细胞都来自同一个细胞(的有丝分裂)(2)(游离)核糖体晚幼红细胞、网织红细胞(3)分裂间期(G1期)14.如图是某细胞增殖和分化的