2-2025版5 · 3B版 新高考版 讲解册

第1部分分子与细胞

专题7细胞的生命历程

生物学新高考、新教材适用体系透视重难透析题型透析考点1细胞的增殖考点2减数分裂和受精作用考点3细胞的分化、衰老和死亡题型1细胞周期新情境（新考向）题型2减数分裂过程中的突变与重组（热考点）

题型3细胞程序性死亡（热考点）考点1细胞的增殖一、细胞增殖和细胞周期细胞增殖细胞周期

易混易错

(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期,高度分化的细胞没有细胞周期,发

生减数分裂的细胞也无细胞周期。(2)不同生物细胞的细胞周期存在差异,同种生物的不同细胞的细胞周期不一定相同,

分裂旺盛的细胞细胞周期较短。二、有丝分裂与无丝分裂1.细胞周期的过程(以二倍体生物为例)

图像特点染色体行为及各组分数量变化植物细胞动物细胞分裂间期(1)物质准备:DNA复制和相关蛋白质的合成;(2)核糖体数目增加;(3)动物、低等植物等细胞中的中心体在此时期倍增(高等植物细胞中不具有中心体)(1)染色体:2n→2n;(2)核DNA:2n→4n;(3)染色单体:0→4n有丝分裂前期

(1)核膜消失,核仁解体。(2)染色质→染色体。(3)形成纺锤体(低等植物或动物细胞由中心体向外发出星射线;高等植物细胞由两极发出纺锤丝)

(1)染色体:2n→2n;(2)核DNA:4n→4n;(3)染色单体:4n→4n中期

着丝粒排列在赤道板上,是观察染色体形态、数目的最佳时期

各组分数目不变有丝分裂后期

(1)着丝粒分裂,染色体数目加

倍。(2)姐妹染色单体分开移

向细胞两极

(1)染色体:2n→4n;(2)核DNA:4n→4n;(3)染色单体:4n→0末期

(1)染色体→染色质。(2)纺锤

体消失。(3)核膜、核仁重新

出现。(4)植物细胞在赤道板

的位置上形成细胞板(与高尔

基体有关),细胞板逐渐扩展形成新的细胞壁;动物细胞膜向内凹陷,将细胞缢裂成两个子细胞

(1)染色体:4n→2n;(2)核DNA:4n→2n;(3)染色单体:0无丝分裂蛙的红细胞的无丝分裂(1)过程:细胞核延长→核缢裂→

质缢裂→两个子细胞;(2)特点:没有出现纺锤丝和染色

体的变化2.有丝分裂的意义:将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后,精确地平

均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因此在细胞的亲代和子代之

间保持了遗传的稳定性。三、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂原理(1)根尖包括根冠、分生区、伸长区、成熟区,其中分生区细胞分裂较为旺盛;(2)通过在高倍显微镜下观察同一分生组织内细胞的染色体形态和数目,判断细胞处于有丝分裂的哪个时期;(3)染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液)着色制片流程与观察解离解离液(95%酒精和15%HCl等体积混合)使组织细胞相互分离开来漂洗清水洗去解离液,防止解离过度,便于染色染色甲紫溶液(或醋酸洋红液)使染色体着色,便于观察制片用镊子尖将根尖弄碎,盖上盖玻片,用拇指轻压盖玻片使细胞分散,有利于观察观察低倍镜下找到分生区细胞(细胞呈正方

形,排列紧密),换用高倍镜后依据染色体

形态和数目判断各时期易混易错

(1)由于解离过程中细胞已经死亡,因此在显微镜下并不能观察到细胞的动

态分裂过程,只能观察到细胞所处的状态。(2)利用某时期细胞总数/计数细胞总数的值可估算某时期的时间在细胞周期中的占

比。(3)该实验一般需要观察多个视野,视野中大部分细胞处于分裂间期。小表达

(1)没有纺锤丝的牵引,着丝粒

能

(填“能”或“不能”)分裂,原因是

着丝粒的分裂不是由纺锤丝牵引导致的,而是自行分裂的结果

。(2)(必修1P58)染色体和染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种状态,这两种不同的状态对细胞生命活动的意义是染色体呈高度螺旋状态,有利于在细胞分裂过程中移动并平均分配到子细胞中去;而染色质呈细丝状,有利于DNA解螺旋完成复制、转录等

。考点2减数分裂和受精作用一、减数分裂1.减数分裂及相关概念适用范围进行有性生殖的生物特点染色体复制一次,细胞分裂两次结果成熟生殖细胞中染色体和核DNA数目比原始生殖细胞的减少一半相关概念辨析

1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个核DNA分子=8条脱氧核苷酸链2.哺乳动物精子、卵细胞形成过程(以二倍体为例:设体细胞含2N条染色体)时期图像细胞主要

特点数目变化精子形成过程卵细胞形成过程染色体核DNA染色单体减数分裂前的间期

精/卵原细胞主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成2N2N↓4N0↓4N减数分裂Ⅰ前期

初级精/卵母细胞(1)同源染色体联会,形成

四分体;(2)四分体中的非姐妹染色单体可能发生互换2N4N4N中期

同源染色体排列在赤道

板两侧同源染色体分离,非同源染色体自由组合后期

末期结束时,细胞一分为

二,染色体数目减半2N↓N4N↓2N4N↓2N末期

减数分裂Ⅱ前期

2个次级精母细胞/1个次级卵母细胞+1个第

一极体染色体散乱分

布在细胞中N2N2N中期

染色体着丝粒排列在赤道板上N2N2N后期

着丝粒分裂,染色单体分开2N2N2N→0末期

核膜、核仁重新出现,纺锤丝逐渐消失,末期结束时,细胞一分为二,染色体数目减半2N↓N2N↓N0易混易错

一个含n对同源染色体的精原细胞能产生的配子种类是2种(不考虑突变和

互换)。一个含n对同源染色体的雄性个体可形成至少2n种配子。小表达

(2022福建,12改编)配子多样性形成的原因是减数分裂Ⅰ前期四分体中非姐妹染色单体互换,减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合。二、受精作用概念卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程结果受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中每对同源染色体中一条来自父方、另一条来自母方减数分裂和受精作用的意义(1)保证了每种生物前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性;(2)可以增加更多的变异,确保生物多样性,增强生物适应环境变化的能力三、有丝分裂与减数分裂综合(以二倍体雄性生物为例)1.有丝分裂与减数分裂的比较

前期中期后期子细胞

染色体

数可遗传

变异染色体组数变化有丝分裂

不变基因突

变、染色体

变异2(前、中期)

→4(后、末期)→2(子细

胞)减数分裂减数分裂Ⅰ

减半基因突变、基因重组、染色体变异2(减数分裂Ⅰ)→1(减数分裂Ⅱ前、中期)→2(减数分裂Ⅱ后、末期)→1(子细胞)减数分裂Ⅱ

基因突变、染色体变异2.有丝分裂与减数分裂过程的辨析

示例:知识链接

DNA复制过程中染色体标记问题利用放射性同位素（3H）标记精原细胞的所有DNA分子，并将该细胞置于不含放射性标记的培养液中培养，精原细胞可进行有丝分裂，也可进行减数分裂，以一对同源染色体为例进行分析（“”表示含3H的DNA链，“”表示不含3H的DNA链）：

两次连续的有丝分裂一次减数分裂图示

减数分裂各时期,所有染色体、染色单体、DNA分子均被标记3.有丝分裂和减数分裂过程中相关物质的变化及分析

考点3细胞的分化、衰老和死亡一、细胞的分化和全能性细胞分化概念在个体发育中,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实质基因的选择性表达(不同种类的细胞中遗传信息的执行情况不同,即遗传物质DNA不变,mRNA、蛋白质的种类和数量等发生改变)特点普遍性、持久性、稳定性(不可逆性)、遗传物质不变性意义细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率细胞的全能性概念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原因细胞具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质体现(1)植物组织培养→证明植物细胞具有全能性;(2)动物克隆→证明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性知识拓展

(1)干细胞分类:根据来源不同可分为成体干细胞和胚胎干细胞。根据分化

潜能分为全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞(如表)。名称概念示例全能干细胞具有形成完整个体的分化潜能的干细胞受精卵多能干细胞具有分化出多种细胞、组织潜能的干细胞造血干细胞单能干细胞仅能分化产生一种或几种类型的干细胞肠上皮干细胞(2)管家基因和奢侈基因①管家基因在所有细胞中都表达,常见的管家基因包括参与细胞呼吸的酶的基因、核

糖体蛋白基因、RNA聚合酶基因等。②奢侈基因在不同类型的细胞中特异性表达,常见的奢侈基因有血红蛋白基因、胰岛

素基因、抗体基因等。二、细胞的衰老和死亡1.细胞的衰老特点代谢减慢(1)水分减少,细胞萎缩,体积变小;(2)多种酶活性降低;(3)呼吸速率减慢;(4)细胞膜通透性改变,物质运输功能降低;(5)细胞内色素逐渐积累,妨碍细胞内

物质的交流和传递细胞核变化(1)染色质收缩、染色加深;(2)细胞核体积增大;(3)核膜内折原因自由基学说

端粒学说

与个体衰老的关系单细胞生物:细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡多细胞生物:个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程2.细胞的死亡(1)细胞凋亡和细胞坏死的比较

细胞凋亡细胞坏死概念由基因所决定的细胞自动结束生命的过程在种种不利因素影响下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡影响因素受遗传机制决定的程序性调控极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激对生物体的影响对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用不受机体控制的被动性死亡,对机体有害实例①个体发育中细胞的程序性死

亡,如胎儿手的发育;②成熟个体中细胞的自然更新,

如小肠上皮细胞的自然更新;③被病原体感染的细胞的清除,

如免疫系统清除靶细胞①缺血性坏死;②有毒物质导致的化学性坏死;③被病原体感染而死亡(2)细胞自噬:有些激烈的细胞自噬可能诱导细胞凋亡

小表达

(2021河北,5改编)细胞凋亡过程中,需要

(填“需要”或“不需要”)新合成蛋白质,原因是细胞凋亡过程中存在控制凋亡的基因的表达。

题型1细胞周期新情境(新考向)1.细胞周期检验点:细胞周期检验点是细胞周期的一种监控机制,主要作用是确保细胞

周期事件高度有序地完成。常见的检验点及其主要功能如下:检验点主要功能G1/S期检验点主要检验G1期合成的蛋白质(如DNA复制所需的酶)和糖类等是否充足,DNA是否损伤、能否启动DNA的复制S期检验点主要检验DNA复制,DNA是否损伤,若损伤则抑制DNA复制并修复G2/M期检验点主要检验DNA是否完成复制,细胞中合成的物质是否充足,细胞是否已生长到合适大小,环境是否利于分裂纺锤体组装检验点主要检查纺锤体是否正确组装,纺锤丝是否正确连接染色体的着丝粒M末期检验点主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂(2021重庆,7,2分)(2020江苏,29,8分)2.细胞周期同步化:为了研究某一时期细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡等,常通过

人工诱导(如药物)的方式使细胞同步化在细胞周期的某个特定时期。常用的细胞周

期同步化的方法及原理如下:(1)DNA合成阻断法①常用药物:TdR(胸腺嘧啶脱氧核苷)等DNA合成抑制剂。②原理:

用TdR第一次处理作用:所有处于S期的细胞立刻被抑制,其他细胞运行到G1/S期交界处被抑制洗脱TdR作用:解除抑制,被抑制的细胞沿细胞周期运行,使所有细胞均不处于S期TdR第二次处理作用:使所有的细胞被抑制在G1/S期交界处(2)分裂中期阻断法:常用药物为秋水仙素,培养液中添加适量的秋水仙素,能够抑制纺

锤体形成,使细胞阻断在分裂中期,从而实现细胞周期同步化。(2023重庆,14,3分)(2020江苏,29,8分)典例

(2020江苏,29,8分)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M期),根据DNA合成情况,分裂间期又分为G1期、S期和G2期。为了保证细胞周期的正常运转,细胞自身存在着一系列监控系统(检验点),对细胞周期的过程是否发生异常加以检测,部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成,细胞周期才能进入下一个阶段运行。请据图回答下列问题:(1)与G1期细胞相比,G2期细胞中染色体及核DNA数量的变化是染色体数不变,核DNA数加倍

。(2)细胞有丝分裂的重要意义在于通过染色体正确复制和平均分配

,保持亲子代细胞之间的遗传稳定性。图中检验点1、2和3的作用在于检验DNA分子是否①②

(填序号:①损伤和修复、②完成复制);检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分裂的检验点是检验点5

。(3)细胞癌变与细胞周期调控异常有关,癌细胞的主要特征是细胞无限增殖

。有些癌症采用放射性治疗效果较好,放疗前用药物使癌细胞同步化,治疗效果会更好。诱导

细胞同步化的方法主要有两种:DNA合成阻断法、分裂中期阻断法。前者可用药物特

异性抑制DNA合成,主要激活检验点2

,将癌细胞阻滞在S期;后者可用秋水仙碱

(素)抑制纺锤体

的形成,主要激活检验点4

,使癌细胞停滞于中期。

解析

(1)G2期细胞已完成DNA复制和组蛋白合成,其每条染色体含有两条姐妹染色单体,染色体数目不变,核DNA数量加倍。(2)图中检验点1、2和3依次处在间期的G1

期、S期、G2期,其主要作用在于检验DNA分子是否损伤和修复,DNA是否完成复制;检验点5主要检验发生分离的染色体是否正确到达细胞两极,从而决定胞质是否分

裂。(3)癌细胞的主要特征是细胞无限增殖等;DNA合成阻断法是用药物特异性抑制

癌细胞的DNA合成,主要激活检验点2,将癌细胞阻断在S期;分裂中期阻断法可用秋水

仙碱(素)抑制纺锤体的形成,染色体不能移向两极,故主要激活检验点4,使癌细胞停滞

于中期。题型2减数分裂过程中的突变与重组(热考点)1.基因重组和基因突变

(2023湖南,9,2分)(2022福建,12,2分)(2022重庆,20,2分)2.减数分裂过程中的染色体分配异常(1)减数分裂不同时期异常导致的配子异常情况分析(以精原细胞为例)

不考虑突变或互换,配子中出现等位基因Aa,则减Ⅰ异常(减数分裂Ⅰ后期同源染色体未正确移向细胞两极);配子中出现相同基因AA或aa,则减Ⅱ异常(减数分裂Ⅱ后

期姐妹染色单体分开后未正确移向细胞两极)。(2021重庆,8,2分)个体类型推理过程XXY情况1可能是XY型异常精子与X型正常卵细胞结合→只能是父亲减数分裂Ⅰ后期同源染色体没有分离情况2可能是XX型异常卵细胞与Y型正常精子结合→母亲减数分裂出错→可能是减数分裂Ⅰ后期两条X染色体未分离,产生了XX型卵细胞;也可能是减数分裂Ⅱ后期X染色体着丝粒分裂后产生的两条X染色体没有分离,产生了XX型卵细胞XYY只能是YY型异常精子与X型正常卵细胞结合→父亲减数分裂出错→只能是父方减数分裂Ⅱ后期Y染色体着丝粒分裂后产生的两条Y染色体没有分离,产生了YY型精子(2)异常个体产生原因分析①XXY、XYY异常个体产生原因分析②解题技巧(2024广东,9,2分)

知识拓展

三体的减数分裂(以雄性个体为例)三体的一个精原细胞经减数分裂能够形成两种类型的精子——异常精子(n+1)和

正常精子(n)(如图),而异常精子和正常卵细胞结合后,仍会形成三体。典例

(2022湖北,20,2分)为了分析某21三体综合征患儿的病因,对该患儿及其父母的2

1号染色体上的A基因(A1~A4)进行PCR扩增,经凝胶电泳后,结果如图所示。关于该患

儿致病的原因叙述错误的是

(

)A.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常B.考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常C.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第一次分裂21号染色体分离异常D.不考虑同源染色体交叉互换,可能是卵原细胞减数第二次分裂21号染色体分离异常

D

解析第一步:找出异常配子。由图知,患儿基因型为A2A3A4,根据父母基因型(母亲为A2A3,父亲为A1A4),可推知,A2A3来自母亲,A4来自父亲,因此可以确定是由A2A3

异常卵细胞和A4正常精子结合产生的变异。第二步:分析异常配子成因。如果不发

生交叉互换,卵细胞中