【知识梳理】高中生物(人教版2019)必修1 第6章《细胞的生命历程》知识梳理

第6章 细胞的生命历程构建单元知识网络一、          细胞的增殖(一)细胞增殖与细胞周期1．细胞增殖概念细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程过程包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程意义是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础2.细胞周期(1)细胞周期的概念 ①条件：连续分裂的细胞②起点：一次分裂完成时③终点：下一次分裂完成时④特点：不同种类的细胞，细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占比例  也不同 (2)细胞周期4种常用表示方法 (3)分裂间期时间从细胞一次分裂结束到下一次分裂期之前主要物质变化完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 (二)植物细胞的有丝分裂时期图像特征前期①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体；②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；③从细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体中期①每条染色体的着丝粒两侧，都有纺锤丝附着在上面；②纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板上后期①着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体；②子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞的两极末期①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失；②核膜、核仁出现，形成两个新的细胞核；③在赤道板的位置出现细胞板，逐渐扩展形成细胞壁 (三)动物细胞的有丝分裂1．动、植物细胞分裂的区别时期植物细胞动物细胞间期无中心粒的倍增(低等植物细胞除外)中心粒倍增前期细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体中心粒发出星射线，形成纺锤体末期细胞板扩展为细胞壁，分割细胞质细胞膜从中部向内凹陷，缢裂细胞质2.有丝分裂的特征和意义特征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意义由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性 (四)无丝分裂特点分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化过程①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞实例蛙的红细胞的无丝分裂(五)观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂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)在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断这些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(如甲紫溶液)着色。2．实验步骤（六）细胞周期中的相关曲线(1)染色体、染色单体、核DNA的数目变化曲线项目上升段的变化原因下降段的变化原因核DNA间期(S期)DNA复制，DNA数目加倍末期结束，细胞一分为二，DNA数目减半染色体后期着丝粒分裂，染色体数目加倍末期结束，细胞一分为二，染色体数目减半染色单体间期(S期)DNA复制，染色单体形成后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，染色单体消失　　(2)染色体数与核DNA数关系曲线解读图中ef(BC)段表示S期DNA的复制，染色单体形成，fg(CD)段表示含有姐妹染色单体的时期，即G2期、有丝分裂前期和中期，gh(DE)段表示有丝分裂后期着丝粒分裂，染色单体消失。2．根据柱状图判断细胞分裂时期(以二倍体生物为例)(1)根据染色单体变化判断各时期染色单体(2)根据比例关系判断各时期核DNA∶染色体∶染色单体＝二、          细胞的分化1．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时间发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度结果形成不同的组织和器官特点持久性、不可逆性、普遍性意义是生物个体发育的基础；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原因细胞中基因的选择性表达 2．细胞的全能性3．干细胞(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。(2)类型项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自早期胚胎或原始性腺组织来自多种组织或器官功能可以分化成各种组织和器官具有分化成特定功能细胞的能力举例来自囊胚的内细胞团细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞 4．细胞分化的机制(1)不同细胞中基因“表达情况”不同，即基因“选择性表达”，如红细胞中与血红蛋白有关的基因表达，抗体基因关闭，而B细胞(一种免疫细胞)则与之相反。管家基因所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。奢侈基因不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。(2)由于基因的选择性表达，导致遗传信息相同的细胞中mRNA和蛋白质“各不相同”，从而导致出现细胞形态、结构或生理功能的“与众不同”(即分化)。 5．细胞分裂和细胞分化的比较项目细胞分裂细胞分化发生时间从受精卵开始发生在整个生命过程中原因细胞增殖需要基因选择性表达结果细胞数量增多细胞种类增多意义保持了细胞亲子代间遗传性状的稳定性保证了生物体正常发育联系细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降 三、          细胞的衰老和死亡(一)细胞衰老的特征1．细胞衰老的含义细胞衰老是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。2．衰老细胞的主要特征(二)细胞衰老的原因科学家对于细胞衰老的机制提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。1．自由基学说自由基的概念通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基自由基的特点含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性自由基的危害①攻击生物膜的组成成分磷脂分子，引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。②攻击DNA，可能引起基因突变。③攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老 2.端粒学说(1)端粒的概念：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA­蛋白质复合体，称为端粒。(2)主要观点：端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。(三)细胞衰老与个体衰老的关系单细胞生物细胞的衰老就是个体的衰老多细胞生物细胞的衰老与个体的衰老是不同步的。然而个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程 (四)细胞的死亡细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种主要方式。1．细胞凋亡概念由基因所决定的细胞自动结束生命的过程机理由遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡意义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 2．细胞坏死：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。(五)细胞自噬概念就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用类型(1)处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。(2)在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定意义人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义