細胞的生命歷程胚胎工程

1、細胞的生命歷程和胚胎工程【知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】 【重點知識整合】一、細胞增殖的周期性細胞周期的不同表示方法方法名稱 表示方法 說明 扇形圖 ABCA為 一個細胞周期 直線圖 ab或cd為一個細胞周期 坐標圖 abcde為一個細胞周期 直方圖 依據(jù)此圖可以判斷復(fù)制前、復(fù)制時和復(fù)制后所占時長的比例 【特別提醒】間期細胞的主要物質(zhì)變化是DNA復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。 間期抑制DNA和蛋白質(zhì)合成可有效地阻止細胞分裂，對癌癥具有較好的治療效果。 間期時間長，觀察細胞有絲分裂時絕大部分細胞處于間期。實驗時觀察材料宜選用分裂期相對于整個細胞周期較長的生物種類和組織種類。 間期是容易發(fā)生基因突變的時期。 二、細胞的

2、有絲分裂和減數(shù)分裂1一個細胞內(nèi)染色體、DNA數(shù)量變化曲線及判斷 (1)有絲分裂、減數(shù)分裂與受精過程中兩曲線變化： (2)DNA、染色體數(shù)量變化曲線判斷： eq avs4al(間期不加倍,染色體變化曲線) 2有絲分裂、減數(shù)分裂圖像的比較與辨析(以2n4為例)(1)圖像比較(以雄性動物為例)：時期前期 中期 后期 有絲分裂有同源染色體 減數(shù)第一次分裂 有同源染色體減數(shù)第二次分裂 無同源染色體 (2)辨析方法： (3)減數(shù)分裂中根據(jù)細胞質(zhì)分裂情況判斷細胞名稱 3有關(guān)細胞分裂的疑難問題點撥 (1)并非所有細胞都具有細胞周期。只有連續(xù)分裂的細胞才有細胞周期，高度分化的細胞、進行減數(shù)分裂的性原細胞都沒有細

3、胞周期。(2)細胞板是真實存在的結(jié)構(gòu)，而赤道板(面)并非真實存在。(3)著絲點(粒)分裂不是紡錘絲牽拉的結(jié)果。(4)同源染色體的大小并非完全相同，如性染色體X和Y。(5)細胞分裂與變異類型的關(guān)系：分裂方式變異類型無絲分裂基因突變有絲分裂基因突變、染色體變異減數(shù)分裂基因突變、基因重組、染色體變異三、動物配子的形成與受精過程1精子和卵細胞的種類 (1)1個精原細胞(含n對同源染色體)： 可能產(chǎn)生精子的種類：2n種。 實際產(chǎn)生精子的種類：2種。 同一個次級精母細胞，若在第一次分裂時沒有交叉互換，則產(chǎn)生的兩個精子是相同的；若在第一次分裂時發(fā)生了交叉互換，則產(chǎn)生的兩個精子是不同的。 (2)1個卵原細胞(

4、含n對同源染色體)： 可能產(chǎn)生卵細胞的種類：2n種。 實際產(chǎn)生卵細胞的種類：1種。 (3)動物(含n對同源染色體)產(chǎn)生精子或卵細胞的種類：2n種。 2細胞分裂過程分析 (1)一個精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂可形成4個精子，在沒有發(fā)生交叉互換時，其類型為兩種，圖示如下： 在上述過程中，非同源染色體進行組合的時候只能是、中的任意一種，因此可形成兩種類型的4個精子。 (2)一個精原細胞在減數(shù)分裂時，若發(fā)生了交叉互換，則可產(chǎn)生4種類型的4個精子，其圖示如下： 【特別提醒】精子和卵細胞相互識別的物質(zhì)基礎(chǔ)是卵細胞膜上的糖蛋白。 精卵融合過程體現(xiàn)出細胞膜具有一定的流動性。 受精卵內(nèi)核物質(zhì)一半來自精子、一半來自卵細胞，

5、細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細胞。 四、 細胞的分化、衰老、凋亡和癌變1細胞的全能性及其表達(1)細胞全能性的表現(xiàn)過程：eq x(離體細胞)eq o(,sup16(脫分化)eq x(愈傷組織)eq o(,sup16(再分化)eq x(完整個體)(2)細胞具有全能性的原因：細胞內(nèi)含有形成完整個體所需的全套基因。(3)可作為證明細胞全能性的實例必須同時滿足以下三個條件：起點：高度分化的細胞。終點：形成完整的個體。外部條件：離體、營養(yǎng)物質(zhì)等。2細胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌變的區(qū)別和聯(lián)系 (1)區(qū)別： 結(jié)果 遺傳物質(zhì)變化情況 細胞分裂 單細胞生物完成生殖，多細胞生物產(chǎn)生新細胞遺傳物質(zhì)復(fù)制均分 細

6、胞分化 形成不同組織器官遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變 細胞衰老 細胞正常死亡細胞凋亡 基因決定的細胞自動結(jié)束生命的正常死亡過程細胞癌變 形成無限增殖的癌細胞遺傳物質(zhì)發(fā)生改變 (2)聯(lián)系： 細胞分裂、細胞分化、細胞衰老、細胞凋亡是細胞的正常生理現(xiàn)象。 細胞分裂是生物生長發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)，是細胞分化的基礎(chǔ)。細胞分化是生物個體發(fā)育的細胞學(xué)基礎(chǔ)，僅有細胞分裂增殖而沒有細胞分化，生物體不能進行正常的生長發(fā)育，經(jīng)細胞分化，多細胞生物形成不同的組織和器官。 細胞癌變是正常細胞在致癌因子影響下畸形分化的結(jié)果，內(nèi)在原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變。 【特別提醒】細胞分化在自然條件下是不可逆的。細胞分化的關(guān)鍵是特異性

7、蛋白的合成，而特異性蛋白合成的實質(zhì)是基因的選擇性表達。細胞分化程度越高，細胞分裂能力越弱，全能性越低。細胞凋亡和細胞壞死是細胞死亡的兩種類型；細胞凋亡是正常生理現(xiàn)象，細胞壞死是異?，F(xiàn)象，對機體有害?！靖哳l考點突破】考點一 有絲分裂、減數(shù)分裂例1、玉米花藥培養(yǎng)的單倍體幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后形成二倍體植株。如圖是該過程中某時段細胞核 DNA 含量變化示意圖。下列敘述錯誤的是 () Aab 過程中細胞內(nèi)不會發(fā)生基因重組 Bcd 過程中細胞內(nèi)發(fā)生了染色體數(shù)加倍 Ce 點后細胞內(nèi)各染色體組的基因組成相同 Dfg 過程中同源染色體分離，染色體數(shù)減半 考點二 細胞分化與全能性及細胞衰老、凋亡和癌變例2、關(guān)于

8、人體細胞分化、衰老、凋亡和癌變的敘述，正確的是 () A細胞分化導(dǎo)致基因選擇性表達，細胞種類增多 B細胞衰老表現(xiàn)為酶活性降低，細胞核體積減小 C細胞凋亡受基因控制，不利于個體生長發(fā)育 D細胞癌變導(dǎo)致細胞黏著性降低，易分散轉(zhuǎn)移 【難點探究】難點一有關(guān)有絲分裂與減數(shù)分裂的比較1有絲分裂與減數(shù)分裂的總體比較（物種為2n）有絲分裂 減數(shù)分裂 發(fā)生分裂的細胞類型 體細胞 原始生殖細胞 復(fù)制與分裂次數(shù) 復(fù)制一次，細胞分裂一次 復(fù)制一次，細胞連續(xù)分裂二次 子細胞數(shù)目 2 1或4 子細胞類型 體細胞 生殖細胞 染色體數(shù)變化 2n4n2n 2nn2nn 染色單體數(shù)變化 04n0 04n2n0 DNA分子數(shù)變化

9、2c4c2c 2c4c2cc 染色體行為 不聯(lián)會、無四分體形成 聯(lián)會后形成四分體 可能發(fā)生的變異 基因突變(頻率極低)、染色體變異 基因突變、染色體變異和基因重組 2.有絲分裂與減數(shù)分裂核DNA數(shù)量和染色體數(shù)量變化曲線的比較例1、如圖所示是某二倍體動物的幾個細胞分裂示意圖，據(jù)圖所做的判斷正確的是()以上各細胞可能取自同一器官，在發(fā)生時間上存在乙甲丙的順序甲、乙、丙三個細胞中都含有同源染色體乙細胞中含有4個染色體組丙細胞是次級精母細胞或極體，正常情況下其分裂產(chǎn)生的子細胞基因型相同ABCD 難點二有關(guān)有絲分裂與減數(shù)分裂的圖像的判定 例2、圖A和圖B為處于相同分裂階段的兩種動物細胞，都含有兩對同源染

10、色體。關(guān)于它們的敘述中錯誤的一項是()A. 細胞A的同源染色體成對排列在細胞中央B. 細胞A產(chǎn)生的子細胞染色體數(shù)目減半C. 聯(lián)會發(fā)生在細胞B，而不會發(fā)生在細胞AD. 細胞B的染色體與親代體細胞染色體數(shù)目相同難點三細胞分化與細胞全能性的區(qū)別1.細胞分化、細胞全能性及相互比較2.與細胞分裂比較，細胞分化所具有的特點(1)分化的細胞來自于一個共同的細胞受精卵。這一點與細胞分裂相類似，所不同的是細胞分化形成的子細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生差異，這是由基因的選擇性表達造成的。(2)在個體發(fā)育中，細胞分化是不可逆的，而且是穩(wěn)定的(但在細胞培養(yǎng)條件下，細胞的分化又是可逆的，植物細胞培養(yǎng)的脫分化，就是實例)。

11、 (3)分化細胞對于大多數(shù)生物種類來說，雖形態(tài)各異、功能不同，但仍保持全部基因組，這是分化細胞仍具有全能性的基礎(chǔ)。例3、下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學(xué)過程是()A玉米種子萌發(fā)長成新植株B小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞C小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株 難點四細胞分裂與遺傳變異的聯(lián)系1有關(guān)細胞分裂和遺傳變異的關(guān)系真核生物的遺傳物質(zhì)為DNA，在其細胞分裂時，首先要進行DNA的復(fù)制，有可能復(fù)制差錯而導(dǎo)致基因突變。真核生物細胞中存在染色體，在其生長發(fā)育中，可能發(fā)生染色體變異。真核生物中有的進行有性生殖，在其減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，同源染色體的非

12、姐妹染色單體之間可能發(fā)生交叉互換、非同源染色體上的非等位基因會自由組合而導(dǎo)致基因重組。在基因工程中改造酵母菌、動物、植物，為人類遺傳病治療導(dǎo)入健康的外源基因等，也屬于基因重組。2. 細胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌變的區(qū)別和聯(lián)系：例4、下圖是某XY型性別決定的二倍體生物體內(nèi)的細胞分裂過程中物質(zhì)或結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)模式圖。對圖的分析錯誤的是()A如果圖甲中的細胞來自于動物的同一器官，則最可能是來自于雄性動物的精巢B在圖甲所代表的細胞分裂的全過程中，通常會發(fā)生的可遺傳變異是基因重組C圖丙中的變化，對應(yīng)于圖甲中形成細胞的過程和圖乙中的CD段時期D若該動物的成熟生殖細胞中有XY，變異通常發(fā)生在圖乙中的BC段

13、所代表的時期 【易錯點點睛】易錯點一 有絲分裂過程與DNA的復(fù)制例1、蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是A每條染色體的兩條單體都被標記B每條染色體中都只有一條單體被標記C只有半數(shù)的染色體中一條單體被標記D每條染色體的兩條單體都不被標記 易錯點二 忽視減數(shù)分裂圖像范圍的確定 減數(shù)分裂圖像涉及到精子和卵細胞的形成，題目中給定的一組圖像應(yīng)有三種情況：只有精子的形成圖像；只有卵細胞的形成圖像；既有精子又有卵細胞的形成圖像。解題時首先要界定好是哪一情況，界定方法如下：(1)題干中信息提示，若題干

14、中告訴是雄性動物體內(nèi)或精巢(睪丸)中發(fā)生的細胞分裂，則界定為情況；若告訴是雌性動物或卵巢內(nèi)進行，則為情況；未提示考慮情況。 (2)據(jù)圖像特點分析若細胞質(zhì)不均等分裂，一定是情況；若減I后期細胞質(zhì)均等分裂，一定是情況；若減期后期細胞質(zhì)均等分裂則應(yīng)是情況。 (2)根據(jù)性染色體確定圖示中畫出性染色體，若為XY型性別決定，兩條同型性染色體可確定為雌性個體，即情況，兩條異型性染色體可確定為雄性個體，即情況。 例2、在有絲分裂和減數(shù)分裂的過程中均可產(chǎn)生的變異是(多選)ADNA復(fù)制時發(fā)生堿基對的增添、缺失或改變，導(dǎo)致基因突變B非同源染色體之間發(fā)生自由組合，導(dǎo)致基因重組C非同源染色體之間交換一部分片段，導(dǎo)致染色

15、體結(jié)構(gòu)變異D著絲點分裂后形成的兩條染色體不能移向兩極，導(dǎo)致染色體數(shù)目變異 【歷屆高考真題】【2012年高考試題 】 1. （2012上海）成人體內(nèi)絕大多數(shù)處于分化終端的各種細胞A遺傳信息相同 B基因表達相同 CmRNA種類相同 D蛋白質(zhì)種類相同 2. （2012全國新課標）下列關(guān)于細胞癌變的敘述，錯誤的是（ ）A.癌細胞在適宜條件時刻無限增殖B.癌變前后，細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)有明顯差別C.病毒癌基因可整合到素質(zhì)基因組誘發(fā)癌變D.原癌基因的主要功能是組織細胞發(fā)生異常增殖 3. （2012山東）細胞衰老和凋亡對維持個體的正常生長發(fā)育及生命活動具有重要意義。下列敘述錯誤的是A.細胞普遍衰老會導(dǎo)致個體衰老

16、 B.效應(yīng)T細胞可誘導(dǎo)靶細胞發(fā)生凋亡C.細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡D.衰老細胞內(nèi)染色質(zhì)固縮影響DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄 4. （2012江蘇）研究表明細胞癌變是細胞從已分化轉(zhuǎn)變到未分化狀態(tài)的過程，下列敘述正確的是（ ）A. 癌細胞具有和正常分化細胞相近的細胞類型B. 癌細胞的分裂能力與分化程度成正相關(guān)C. 誘導(dǎo)癌細胞的正常分化是癌癥治療的一種策略D. 癌細胞類似于胚胎細胞都脫離了細胞的正常分化5. （2012安徽）脊椎動物在胚胎發(fā)育過程中產(chǎn)生了過量的運動神經(jīng)元，它們競爭肌細胞所分泌的神經(jīng)生長因子，只有接受了足夠量神經(jīng)生長因子的神經(jīng)元才能生存，并與靶細胞簡歷鏈接，其他的則發(fā)生凋亡，下列敘述正確

17、的是A.脊椎動物細胞凋亡僅發(fā)生在胚胎發(fā)育時期B.一個存活的神經(jīng)元只與一個靶細胞建立連接C.神經(jīng)元凋亡是不受環(huán)境影響的細胞編程性死亡D.神經(jīng)元凋亡是由基因控制的、自動的細胞死亡 6. （2012浙江T2,6分）下列關(guān)于高等哺乳動物受精與胚胎發(fā)育的敘述，正確的是A. 絕大多數(shù)精卵細胞的識別具有物種特異性B. 卵裂球細胞的體積隨分裂次數(shù)的增加而不斷增大C. 囊胚的滋養(yǎng)層細胞具有發(fā)育全能性D. 原腸胚發(fā)育分化形成內(nèi)外兩個胚層7. （2012江蘇T9，2分）通過胚胎移植技術(shù)，可以實現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是（ ）A. 對供體和受體母牛都要進行相同激素處理B. 受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體

18、外進行C. 對沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植D. 胚胎分割移植實現(xiàn)同卵多胎的成功率較低【2011年高考試題 】1.（2011天津卷）4.玉米花藥培養(yǎng)的單倍體幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后形成 倍體植株，下圖是該過程中某時段細胞核DNA含量變化示意圖。下列敘述錯誤的是：A.a-b過程中細胞不會發(fā)生基因變化B.c-d過程中細胞內(nèi)發(fā)生了染色體數(shù)加倍C.c點后細胞內(nèi)各染色體組的基因組成相同D.f-g過程中同源染色體分離，染色體數(shù)減半2.（11年大綱版全國卷）1下列能說明某細胞已經(jīng)發(fā)生分化的是A進行ATP的合成B進行mRNA的合成C存在血紅蛋白D存在纖維蛋白原基因3、（2011江蘇卷）關(guān)于人體細胞分化、衰老、凋亡和癌變的敘述，正確的是A細胞分化導(dǎo)致基因選擇性表達，細胞種類增多B細胞衰老表現(xiàn)為酶活性降低，細胞核體積減小C細胞凋亡受基因控制，不利于個體生長發(fā)育D細胞癌變導(dǎo)致細胞黏著性降低，易分散轉(zhuǎn)移 4.（2011安徽卷）干細胞移植現(xiàn)已成為治療糖尿病的一種臨床技術(shù)。自體骨髓干細胞植入胰腺組織后可分化為胰島樣細胞，以替代損傷的胰島B細胞，達到治療糖尿病的目的。下列敘述正確的是