高一上学期生物人教版必修1第六单元 细胞的生命历程单元复习学案

第六单元 细胞的生命历程

第一步：单元学习目标整合

第二步：单元思维导图回顾知识

第三步：单元重难知识易混易错

（一）有丝分裂

1. 有丝分裂各个时期的特点（以高等植物细胞为例）

        分裂间期：完成DNA分子的复制和有关蛋自质的合成，每条染色体都形成两条完全一样的姐妹染色单体。

前期：①出现染色体；②核仁逐渐解体核膜逐逝消失；③从细胞的两极发出许多纺锤丝，形成纺锤体。

中期：每条染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体的形态比较稳定，数目比较清晰。

后期：每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。

末期：①两套染色体分别到达细胞的两极后，每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝：②纺锤丝逐渐消失；③核膜、核仁重新出现。

归纳：利用口诀记忆各时期的变化特征：

（1）前期：膜仁消失显两体（核膜、核仁消失，显现纺锤体和染色体）。

（2）中期：形定数晰赤道齐（染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，着丝点排列在赤道板上）。

（3）后期：点裂数加均两极（着丝点分裂，染色体数目加倍，并平均移向细胞两极）。

（4）末期：两消两现重开始（纺锤体消失，染色体变成染色，核膜、核仁重新出现）。

2. 有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中，从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。

3. 有丝分裂过程中染色体的行为变化以及染色体和DNA的数量变化

        染色体的行为变化

间期：以染色质的状态存在，一条染色质（体）上有一个DNA分子。

前期：染色质高度螺旋化，变成染色体

后期：着丝点分裂，每条染色单体变成一条染色体，原先的一条染色体变成两条完全相同的子染色体。

中期：一条染色体包含两条姐妹染色单体、两个DNA分子。

末期：染色体解螺旋变成染色质状态。

4. 染色体和DNA的数量变化

（1）DNA分子、染色体的数量变化

（2）曲线模型

        染色体数量变化图：

        DNA数量变化图：

※易混易错：

1. 并非所有细胞都有细胞周期：只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，高度分化的细胞（如神经细胞）不具有细胞周期，进行减数分裂的性原细胞也没有细胞周期。

例题：抑素是细胞释放的、能抑制细胞分裂的物质，主要作用于细胞周期的G2期。研究发现，皮肤破损后，抑素释放量减少，细胞分裂加快；伤口愈合后，抑素释放量增加，细胞分裂又受抑制。由此推断(   )

A.伤口处各种组织的细胞周期长短相同，但G2期长短不同

B.在伤口愈合后，处于细胞分裂前期的细胞数目逐渐减少

C.抑素能抑制皮肤细胞G2期的活动，使其细胞周期缩短

D.抑素抑制DNA复制所需蛋白质的合成，阻断细胞分裂

【答案】B

【解析】不同种类细胞，一般细胞周期有所不同，G2期时间长短也不同，A错误；伤口愈合时，抑素释放量增加，抑制细胞分裂且作用于G2期，所以分裂前期的细胞数目减少，B正确；抑素能抑制皮肤细胞G2期的活动，使细胞停滞在分裂间期，不能完成细胞周期，C错误；抑素抑制的是G2期的活动，而DNA复制所需蛋白质的合成发生在G1期，与抑素作用无关，D错误。

2. 细胞板是真实结构，赤道板并非真实存在：

（1）赤道板是细胞中与纺锤体的中轴垂直的一个平面，只表示一个位置，不是真实存在的，在显微镜下观察不到。

（2）细胞板是在植物细胞有丝分裂末期，在赤道板位置通过高尔基体密集而形成的一种结构，它向四周扩展形成新的细胞壁，显微镜下能观察到该结构，它是植物细胞所特有的、区别于动物细胞的标志。

3. 在装片中不能观察到细胞有丝分裂的连续过程：根尖细胞在解离的同时已被杀死，细胞分裂停止，细胞固定在被杀死的瞬间所处的细胞分裂时期，不再变化，故对于装片中的某一特定细胞来说，只能看到细胞周期的一个特定时期。
4. 后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果：用秋水仙素破坏纺锤体的形成，无纺锤丝牵引着丝点，复制后的染色体着丝点照样分裂，使细胞中染色体数目加倍，这就说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。
5. 同源染色体的大小并非全相同：同源染色体的形态、大小一般都相同，但也有大小不同的如男性体细胞中的X染色体和Y染色体是同源染色体，X染色体较大，Y染色体较小。
6. 误以为二分裂就是无丝分裂

无丝分裂是指某些高等生物高度分化的成熟组织细胞进行的分裂方式，如蛙的红细胞、某些植物的胚乳细胞等，这些细胞都有成形的细胞核，核膜、核仁都完备。分裂时细胞核先延长，核的中部向内巴陷，缢裂成为两个细胞核接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。在整个分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化分裂指细菌的分裂方式。细菌没有核膜，在拟核中只有一个大型的环状然后随着细胞膜的延长，复制而成的两个DNA分子彼此分开；同时，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成两个子细胞，这个过程就被称为细菌的二分裂。所以无丝分裂和二分裂是两种不同的细胞分裂方式。

例题：

1.某植物（2n）根尖由根冠、分生区、伸长区、成熟区等组成，其中分生区细胞呈正方形、排列紧密。下列关于根尖分生区细胞的叙述，正确的是(   )

A.要观察细胞内的染色体，需要用醋酸洋红等酸性染料染色

B.按核DNA含量，根尖细胞只包括含2n个DNA和4n个DNA的两类

C.经过细胞有丝分裂过程，能实现核DNA的平均分配

D.分化形成的根冠、伸长区、成熟区细胞核中基因数量变少

【答案】C

【解析】本题主要考查细胞的分裂与分化等，考查学生的理解能力和获取信息的能力。染色体易被甲紫、醋酸洋红等碱性染料染色，A项错误；根尖细胞除了包括含2n个DNA和含4n个DNA的两类细胞，还含有处于分裂间期，包含2n~4n个DNA的细胞即正在进行DNA复制过程的细胞，B项错误；有丝分裂能实现核DNA的平均分配，C项正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化后，细胞核中基因数量不变，D项错误。

2.下图是某动物细胞周期中四个时期的分裂模式图，下列叙述错误的是(   )

A.该动物细胞周期的正确顺序是甲→丁→乙→丙→甲

B.图乙细胞中染色体的数量少于DNA的数量

C.图乙和图丁细胞中的核DNA数目不相同

D.图丁细胞中出现纺锤体，由中心体发出星射线形成

【答案】C

【解析】细胞周期包括间期和分裂期，上述细胞有丝分裂的顺序是甲（间期）→丁（前期）→乙（后期）→丙（末期）→甲（间期），A正确；由于DNA主要存在于染色体上，也有少量存在于线粒体中，所以图乙细胞中染色体的数量少于DNA的数量，B正确；图乙和图丁细胞中的核DNA数目相同，都是8条DNA，C错误；图丁细胞中出现纺锤体，在有丝分裂过程中动物细胞和低等植物细胞都是由中心体发出星射线形成纺锤体，D正确。

（二）细胞分化

        细胞分化的概念、实质和意义：

（1）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。

（2）实质：基因的选择性表达。

（3）意义：细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

2. 细胞的全能性的概念：

（1）概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。植细胞具有全能性，动物细胞的细胞核也具有全能性。

（2）原因：已分化的细胞都有一套和受精卵相同的遗传物质，携带有发育成完整个体必需的全部基因。

（三）细胞的衰老和死亡

        细胞衰老的特征

（1）形态结构方面

①细胞膜：通透性改变，使物质运输功能降低。

②细胞核：体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。

（2）细胞内的物质方面

①水：水分减少（特别是自由水含量减少），细胞蒌缩、体积变小。

②酶：多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。

③色素：细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。

        人体衰老的主要表现及原因分析

皮肤干燥、发皱：细胞内的水分减少，使细胞萎缩。

头发变白：细胞内的酪氨酸酶活性降低，导致黑色素的合成减少。

出现老年斑：细胞内色素（主要是脂褐素）积累。

吸收能力下降：细胞膜的通透性改变。

无力：细胞呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢，能量供应不足

        细胞衰老与个体衰老的关系

（1）单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡

（2）多细胞生物：细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

①幼年个体中每天都有细胞衰老、死亡，因此细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。

②老年个体中每天也有新细胞的产生，因此个体的衰老不等于所有细胞的衰老。

（四）细胞的凋亡

1.概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡

2.实例：

①人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失。

②蝌蚪尾的消失，也是通过细胞自动死亡实现的。

③在胎儿手的发育过程中，五个手指最初是愈合在一起的，像一把铲子，后来随着指间细胞自动死亡，才发育为成形的手指。

（3）作用：

①清除多余的、无用的细胞。例如，胎儿手的发育，如果没有细胞的凋亡就不会有纤细的手指；如果没有正常的细胞凋亡，蝌蚪的尾部就不会消失，它将不能变成青蛙。

②清除完成正使命的衰老细胞，如衰老的白细胞的死亡。

③维持器官和组织中细胞数目的相对稳定，如红细胞的更新。

④清除体内的有害细胞，如癌症的发生就是异常的细胞没有被及时清除的结果。

4.意义：

①使生物体完成正常发育，维持机体内部环境的稳定

②抵御外界各种因素的干扰

※易混易错

1. 细胞凋亡的三种主要类型：①细胞的編程性死亡；②细胞的自然更新；③被病原体感染的细胞的清除。
2. 细胞坏死：是细胞正常代谢受损或中断引起细胞损伤死亡。是一种病理性现象。

例题：

1.细胞衰老的自由基学说认为，自由基是细胞内异常活泼的带电分子或基团，细胞内各种氧化反应很容易产生自由基，未被清除的自由基会破坏与攻击具有各种生理功能的生物分子，导致细胞许多生理功能下降。下列相关叙述错误的是(   )

A.生物体清除衰老及癌变的细胞，一般是通过细胞凋亡完成的

B.新产生的细胞不产生自由基，故参与各项代谢活动的酶活性较高

C.自由基攻击DNA可能会引起基因突变，攻击磷脂可能会导致细胞膜的运输能力下降

D.在辐射或电离等不利条件下，细胞可能产生更多的自由基

【答案】B

【解析】生物体清除衰老或癌变细胞需要通过细胞凋亡来完成；由题干可知，细胞内各种氧化反应很容易产生自由基，分裂形成的新细胞能进行氧化反应，故能产生自由基；辐射或电离等不利条件可能诱发细胞产生更多的自由基。B错误。

6.细胞的死亡包括凋亡和坏死等方式，下列有关细胞死亡的叙述错误的是(   )

A. 细胞凋亡是正常生理性变化，细胞坏死是病理性变化或剧烈损伤引起

B. 细胞凋亡是受基因调控的，是一种程序性死亡

C. 细胞坏死对于多细胞生物完成正常的生长发育起着重要作用

D. 某些被病原体感染的细胞的清除也是通过细胞凋亡来完成的

【答案】B

【解析】细胞凋亡是基因决定的正常的生命现象，而细胞坏死是由于外界环境因素引起的不正常的死亡，A正确；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以是一种程序性死亡，B正确；细胞坏死是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，对生物体是有害的，C错误；清除被病原体感染的细胞属于细胞凋亡，D正确。

第四步：单元核心素养对接高考

学生在本单元学习中观察探究细胞的有丝分裂，比较动物细胞和植物细胞有丝分裂过程中的异同。学生通过现象分析，从感性认识到理性认识，真正理解细胞分裂的过程。同时，学生通过文本阅读和数据分析等活动，理解细胞死亡也是细胞生命历程的一个重要阶段，理解在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程，领悟健康生活方式的积极意义。最后，学生通过了解干细胞技术的发展现状，体会科技发展的重要作用，提高社会责任感。

知识点1 细胞的分化

        并非所有干细胞的分裂都要发生细胞分化：细胞分裂增加细胞数目部分细胞发生细胞分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分继续保持分裂能力，用细胞本身的自我更新，如造血干细胞分裂后，一部分细胞分化为具有各种功能的细胞，另一部分增殖为造血干细胞。

        未脱离植物体的细胞不能表现出全能性：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、植物激素和一定的外界条件。未脱离植物体的细胞，其全能性受到抑制，不能发育成完整的植物个体。

例题1：【2022·河北】骨骼肌受牵拉或轻微损伤时，卫星细胞（一种成肌干细胞）被激活，增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合，使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述正确的是(   )

A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力

B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达，其编码基因不存在于其他类型的细胞中

C.激活的卫星细胞中，多种细胞器分工合作，为细胞分裂进行物质准备

D.适当进行抗阻性有氧运动，有助于塑造健美体型

【答案】ACD

【解析】由题干信息“卫星细胞被激活，增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合”可知，卫星细胞具有自我更新和分化的能力，A正确；因为同一个体的所有细胞最初均来源于受精卵，所以遗传物质相同，肌动蛋白在肌细胞中特异性表达，其编码基因也存在于其他类型的细胞中，只是没有在其他类型细胞中表达，B错误；卫星细胞被激活后会进行增殖、分化，所以激活的卫星细胞中，多种细胞器分工合作，为细胞分裂进行物质准备，如核糖体会合成蛋白质等，C正确；根据题干信息可知，适当进行抗阻性有氧运动，骨骼肌受牵拉，可以激活卫星细胞，最后达到使肌肉增粗的作用，有助于塑造健美体型，D正确。

知识点2 细胞衰老的原因

（1）自由基学说：异常活泼的带电分子或基团，称为自由基。自由基会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使其活性下降，使细胞衰老。

（2）端粒学说：每条染色体的两端都有一段特殊的DNA序列，称为端粒。每次细胞分裂后端粒就会缩短。

例题：【2022·山东】某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是(   )

A.细胞核中的APOE可改变细胞核的形态

B.敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老

C.异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解

D.异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用

【答案】C

【解析】本题考查细胞衰老和凋亡的有关知识。由题意可知，进入细胞核中的蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老，A项正确；促进该种干细胞衰老的蛋白APOE由APOE基因控制合成，B项正确；异染色质蛋白在溶酶体内发生自噬性降解，降解后的产物可能被细胞利用，也可能排出细胞外，C项错误，D项正确。

知识点3 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

        实验原理

（1）高等植物根尖、芽尖等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）染成深色。

        目的要求

（1）制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片。

（2）观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期不同时期的时间长短。

（3）绘制植物细胞有丝分裂简图

        材料用具

（1）生物材料：洋葱（可用葱、蒜代替）。

（2）用具：显微镜，载玻片，盖玻片，玻璃皿，剪子，镊子，滴管，洋葱根尖细胞有丝分裂固定装片。

（3）试剂：质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒精，质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液（将龙胆紫溶解在质量分数为2%的醋酸溶液中配制而成）或醋酸洋红液。

        实验流程：洋葱根尖的培养→解离→漂洗→染色→制片→观察→绘图

例题：【2022·广东】用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。下列实验操作正确的是(   )

A.根尖解离后立即用龙胆紫溶液染色，以防解离过度

B.根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检

C.找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦

D.向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央

【答案】C

【解析】本题考查观察植物根尖细胞有丝分裂实验。根尖解离后用清水漂洗约10 min，以防止解离过度，便于染色，A项错误；将已经染色的根尖置于载玻片上，加一滴清水，用摄子将根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻按压盖玻片，使细胞分散开，再进行观察，B项错误；在低倍镜下找到分生区细胞后，再换高倍镜观察，为使视野清晰，需要用细准焦螺旋调焦，C项正确；题图中分裂中期细胞位于视野左上方，由于物像与实物位置相反，故向左上方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央，D项错误