資源簡介

第四單元　細胞的生命歷程 含減數分裂和受精作用
第一講　細胞的增殖
考綱要求
1．細胞的生長和增殖的周期性　Ⅱ
2．細胞的有絲分裂　Ⅱ
3．實驗：(1)制作和觀察根尖細胞有絲分裂簡易裝片，或觀察其永久裝片。(2)模擬探究細胞表面積與體積的關系。
考點一　細胞的生長與細胞周期
　
1．生物體生長的原因
一是細胞的生長，二是細胞分裂。
2．細胞不能無限長大
3．細胞分裂方式及判斷
(1)概念圖
(2)解讀
4．細胞周期
　　
易錯整合，判斷正誤。
(1)組成生物體的細胞越小越好(　×　)
(2)所有的細胞均有細胞周期(　×　)
(3)洋蔥的表皮細胞比分生區細胞的增殖周期長(　×　)
(4)進行減數分裂的細胞不具有細胞周期(　√　)
(5)細胞越小，相對表面積也越小，這有利于提高物質交換效率(　×　)
(6)瓊脂塊越小，NaOH擴散到瓊脂塊的速度越快(　×　)
(7)間期的G2期的染色體含量是G1期的2倍(　×　)
　　
1．為何有些原生動物(如草履蟲)會出現2個細胞核？
[提示]原生動物相對體積較大，出現2個細胞核可擴大核質比，有利于細胞核對細胞功能的控制。
2．(教材必修1P115拓展題)卵細胞為什么體積比較大？
[提示]卵細胞的卵黃中貯存了大量營養物質，卵裂初期所需的營養物質由卵黃提供，不是靠細胞外物質的輸入；細胞的表面積與體積之比限制細胞的物質運輸，而卵細胞內部儲存了大量的營養物質，可以長得比較大。
3．細胞產生的子細胞都將繼續分裂嗎？
[提示](1)繼續分裂：始終處于細胞周期中，保持連續分裂狀態，如動物紅骨髓細胞、植物形成層細胞等。
(2)暫不分裂：仍具分裂能力，在一定條件下可回到細胞周期中繼續分裂，如肝臟細胞、黃骨髓造血細胞、記憶細胞等。
(3)細胞分化：失去分裂能力，分化為其他組織器官細胞，如骨骼肌細胞、洋蔥表皮細胞、漿細胞等。
重 難 精 講
　細胞周期的表示方式
方法名稱 表示方法 說明
扇形圖 間期在前，分裂期在后，順序不能顛倒 A→B→C→A表示一個細胞周期 C→A→B→C不能表示一個細胞周期
線段圖 a＋b或c＋d為一個細胞周期
坐標圖 a＋b＋c＋d＋e為一個細胞周期
柱形圖 B組DNA含量的變化說明處于DNA的復制時期；C組DNA已經加倍說明處于分裂期；分裂間期時間長，A組細胞數目最多，處于分裂間期
[易錯警示]
(1)具有細胞周期的條件
①只有連續分裂的細胞才有細胞周期，有些細胞分裂結束后不再進行分裂，它們就沒有周期性。
②生物體中有細胞周期的細胞有：受精卵、干細胞、分生區細胞、形成層細胞、生發層細胞、癌細胞(不正常分裂)等。
③減數分裂形成的細胞和已分化的細胞沒有周期性。細胞分裂能力與細胞分化程度成反比。
(2)分裂間期的物質變化
分裂間期又可劃分為G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)和G2期(DNA合成后期)，其主要變化如下：
①G1期
②S期：完成DNA復制——每條染色體上1個DNA復制為2個DNA，且兩個DNA位于兩條染色單體上，兩條染色單體由一個著絲點連在一起。
③G2期：合成蛋白質——主要是用于形成紡錘絲(星射線)。
(3)由細胞周期可聯系的知識
①聯系基因突變：在細胞分裂間期，DNA復制時容易受到內外因素的干擾而發生差錯，即發生基因突變。
②聯系染色體變異：在細胞分裂前期，秋水仙素或低溫都可抑制紡錘體的形成，出現多倍體細胞。
③聯系細胞癌變：用藥物作用于癌細胞的分裂間期，使DNA分子不能復制，可抑制癌細胞的無限增殖。
精 準 命 題
例1　(2018·江西臨川二中月考)如圖a→d表示連續分裂細胞的兩個細胞周期，下列敘述不正確的是(　D　)
A．a和b為一個細胞周期
B．c段結束核DNA含量增加一倍
C．核遺傳物質平分一般發生在d段
D．b和c為一個細胞周期
[解析]　分析題圖可知，a、c持續的時間長，為分裂間期，b、d持續的時間短，為分裂期。a是分裂間期、b是分裂期，二者組成一個細胞周期，A正確；c是分裂間期，主要完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，c段結束后核DNA含量增加一倍，B正確；d是分裂期，主要完成核遺傳物質的平均分配，C正確；細胞周期是指連續分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止所經歷的全過程，分為間期與分裂期兩個階段，因此該圖中一個細胞周期是a＋b或c＋d，不能是b＋c，D錯誤。
技巧點撥
判斷一個完整的細胞周期的方法及影響因素
(1)“先長后短”：一個細胞周期一定要先經過一個長的間期，再經過一個短的分裂期。
(2)“終點到終點”：從完成時開始，到完成時結束，為一個細胞周期。
(3)“先復制后分裂”：一個細胞周期一定要先完成DNA的復制，才能完成細胞的分裂。
(4)影響細胞周期的因素
①內部因素：不同種類的細胞，細胞周期持續的時間不同，間期和分裂期所占的比例也不同。
②外部因素：溫度、pH、射線、生理和病理狀況等通過影響酶的活性影響細胞周期。
〔對應訓練〕
1．(2018·江西南昌摸底調研)下列有關細胞的生長與增殖的敘述中，錯誤的是(　A　)
A．體細胞增殖的唯一方式是有絲分裂
B．動物細胞有絲分裂各時期染色體的行為與植物細胞大體相同
C．細胞核中DNA的含量相對穩定是限制細胞無限長大的因素之一
D．顯微觀察洋蔥根尖分生區的一個視野中，往往看不全細胞周期各時期的圖像
[解析]　體細胞的增殖可以通過有絲分裂進行，也可以通過無絲分裂進行，A錯誤；動物細胞有絲分裂各時期染色體的行為與植物細胞大體相同，如都有染色體的復制、染色體排列在細胞中央、染色體著絲點分裂后產生的兩個子染色體分別移向細胞的兩極等，B正確；細胞核是細胞的控制中心，細胞核中DNA的含量是相對穩定的，如果細胞太大，會增大細胞核的“負擔”，因此細胞不能無限長大，此外，細胞不能無限長大還受其他因素的影響，如細胞表面積與體積的關系，C正確；細胞周期中，分裂間期持續的時間較長，分裂期持續的時間較短，觀察洋蔥根尖分生區的一個視野時，一般處于分裂間期的細胞數目較多，分裂期的細胞數目較少，分裂期中某個時期的細胞圖像可能看不到，D正確。
2．(2018·黑龍江雞西虎林一中月考)在探究細胞大小與物質運輸關系的實驗中，用NaOH溶液浸泡不同邊長的含酚酞的瓊脂立方塊一定時間后，取出立方塊切成兩半，其剖面如圖所示，其中x為NaOH擴散的深度，y為立方塊的邊長，陰影代表紅色。則(　D　)
A．該實驗的自變量為x，因變量為y
B．x的值隨y值的增大而增大
C．NaOH擴散的體積為(y－x)3
D．y值越小，擴散體積的比例越大
[解析]　本實驗的目的是探究細胞大小與物質運輸關系，y表示細胞大小，x表示細胞運輸物質的量，故該實驗的自變量為y，因變量為x，A錯；從實驗的結果來說，細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質運輸效率就越低，B錯；NaOH擴散的體積為y3－(y－2x)3，C錯。
考點二　細胞的有絲分裂
　
1．有絲分裂過程——以高等植物細胞為例(連線)
巧學妙記：細胞有絲分裂各時期特點
→膜仁消失顯兩體
　|
→形定數晰赤道齊
　|
→點裂數加均兩極
　|
→兩消兩(三)現質分離
2．有絲分裂過程中相關結構的變化
(1)染色體形態及行為變化：
間期 前期 中期 后期 末期
染色質染色體
(2) 有絲分裂過程中相關成分或結構“加倍”的時期和原因分析
成分或結構 時期 原因
DNA 間期 DNA復制
染色體 后期 著絲點分裂
中心體 間期 中心體復制
細胞核 末期 新核膜已經形成，細胞質尚未分裂
3．“三看”法界定動物和高等植物細胞有絲分裂圖像
4．細胞有絲分裂的意義
將親代細胞的染色體經過復制之后，精確地平均分配到兩個子細胞中去。
由于染色體上有遺傳物質DNA，因而在細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性。
　　
真題重組，判斷正誤。
(1)若要觀察處于分裂中期的染色體，可用醋酸洋紅液染色(2017·全國卷Ⅰ，2C)(　√　)
(2)有絲分裂有利于保持親代細胞和子代細胞間遺傳性狀的穩定(2017·海南卷，23B)(　√　)
(3)細胞中染色體的數目始終等于DNA數目(2017·海南卷，23A)(　×　)
(4)人的正常體細胞的分裂次數是有限的(2016·海南卷，4A)(　√　)
(5)細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻(2016·全國卷Ⅱ，1A)(　√　)
　　
1．著絲點的分裂是由于紡錘絲牽拉的結果嗎？
[提示]不是，是自行分裂的結果。
2．赤道板和細胞板都是真實存在的嗎？
[提示]赤道板是一種假想平面，不是細胞結構，在光學顯微鏡下看不到；細胞板是一種真實結構，在光學顯微鏡下能看到，出現在植物細胞有絲分裂的末期。
重 難 精 講
1．細胞核DNA、染色體、染色單體、每條染色體上DNA含量變化曲線
(1)a→b、l→m、p→q變化原因都是DNA分子復制。
(2)g→h、n→o、r→s變化原因都是著絲點分裂，姐妹染色單體分開，形成子染色體。
(3)c→d、r→s的變化很相似，但時期不同。
(4)染色單體數在細胞周期中的起點為0，終點也為0。
2．與細胞有絲分裂有關的細胞器及相應的生理作用(見下表)
細胞器名稱 細胞類型 時期 生理作用
核糖體 動物、植物 整個時期，但是主要是間期 各種蛋白質(組成染色體的蛋白質和細胞內的蛋白質)的合成
中心體 動物、低等植物 前期 紡錘體的形成
高爾基體 植物 末期 細胞壁的形成
線粒體 動物、植物 整個時期 提供能量
3．動植物細胞有絲分裂異同點比較
比較 類別 不同點 相同點
是否有中 心體復制 有絲分裂過程 間期 分裂期
前期：紡錘體形成機制不同 末期：細胞質分裂方式不同
高等 植物 細胞 無 染色體完成復制 染色體平 均分配到 兩個子細 胞中
動物 細胞 有
[易錯警示]
在一些低等植物細胞里，也存在著中心體，會出現星射線，因此鑒別一個正在進行有絲分裂的細胞是植物細胞還是動物細胞，最可靠的方法是根據有絲分裂過程中是形成細胞板使細胞質分裂為二，還是細胞膜內陷使細胞質分割為二作為鑒別依據。
精 準 命 題
考向一　 有絲分裂過程及相應數量變化
例2　(2018·福建福州模擬)下面是動物細胞有絲分裂不同時期染色體(a)數目、核DNA分子(b)數目的柱形統計圖。下列對該圖的分析正確的是(　C　)
A．①時期染色體還未復制，核DNA已完成了復制
B．③時期核膜、核仁重建，細胞中部出現細胞板
C．①→②表示著絲點分裂，染色體數目加倍，但核DNA分子數目不變
D．②→③表示同源染色體相互分離，染色體和核DNA分子數目也隨之減半
[解析]　圖①可表示有絲分裂前期和中期，圖②可表示有絲分裂后期。有絲分裂的前期和中期，DNA已復制，染色體也完成了復制，但染色體數目不變，A錯誤。動物細胞分裂過程中不形成細胞板，B錯誤。①→②可表示由中期到后期，著絲點分裂，染色體數目加倍，但核DNA分子數目不變，C正確。有絲分裂過程中不會發生同源染色體分離現象，D錯誤。
技巧點撥
根據柱形圖來判斷細胞分裂時期的方法
常見柱形圖如下：
一般從兩個方面判斷細胞所屬的分裂時期
(1)根據染色單體變化判斷各時期：
染色單體
(2)根據比例關系判斷各時期：
考向二　動、植物細胞有絲分裂的區別
例3　(2018·湖南岳陽湘陰一中月考)下列關于動、植物細胞有絲分裂相同點的敘述，錯誤的是(　B　)
A．在分裂間期，核DNA復制，含量加倍
B．在分裂前期，由中心粒周圍發出的星射線形成紡錘體
C．在分裂中期，染色體的著絲點排列在赤道板上，含姐妹染色單體
D．在分裂后期，每一個著絲點分裂成兩個，染色體數目加倍，不含姐妹染色單體
[解析]　動、植物細胞有絲分裂前期紡錘體的形成方式不同：動物細胞中紡錘體是由中心體發出的星射線形成的，植物細胞中紡錘體是由細胞兩極發出的紡錘絲形成的。
技巧點撥
動植物細胞有絲分裂圖像的識別方法
細胞分裂的過程中出現中心體的不一定是動物細胞，低等植物細胞有絲分裂的分裂期，紡錘體的形成也與中心體有關。
(1)細胞邊界畫成方形或圖像中有細胞板結構，無中心粒結構，一般可判斷為高等植物細胞。
(2)細胞邊界畫成圓形或有中心粒，無細胞板，通過縊裂方式平分細胞，一般可判斷為動物細胞。
〔對應訓練〕
3．(2018·河南鶴壁高級中學第一次段考)下圖中，圖甲表示有絲分裂不同時期核DNA含量和細胞數目的變化關系；圖乙、圖丙分別表示細胞有絲分裂過程中某一時期的模式圖。下列分析錯誤的是(　B　)
A．圖甲細胞核內DNA含量為2C～4C之間的細胞正在進行DNA復制
B．圖乙對應圖甲中細胞核內DNA含量為2C的細胞，中心體、線粒體參與細胞分裂
C．圖乙細胞核DNA：染色體＝2︰1，圖丙細胞含0條姐妹染色單體
D．用DNA合成抑制劑處理，圖甲中細胞核內DNA含量為4C的細胞數目會減少
[解析]　圖乙處于有絲分裂中期，對應圖甲中細胞核內DNA含量為4C的細胞，B錯。
4．(2018·浙江鎮海中學月考)菠菜根的分生區細胞不斷分裂，對該過程的敘述正確的是(　C　)
A．細胞分裂間期，DNA復制，DNA和染色體的數目增加一倍
B．細胞分裂前期，核膜和核仁逐漸消失，中心體發出星射線形成紡錘體
C．細胞分裂中期，染色體形態穩定、數目清晰，適于染色體計數和形態觀察
D．細胞分裂末期，在細胞中央赤道板的位置出現一個由薄細胞構成的細胞板
[解析]　細胞分裂間期，DNA復制，DNA數目增加一倍，但是染色體的數目沒有發生變化，A錯誤；菠菜是高等植物，沒有中心體，從細胞兩極發出紡錘絲，形成一個梭形的紡錘體，B錯誤；中期染色體的形態比較穩定，數目比較清晰，便于計數和觀察，C正確；細胞板是由高爾基體參與形成細胞壁的過程中出現的一個結構，不是由薄細胞構成的，D錯誤。
5．(2018·安徽屯溪一中期末)如圖是某生物體細胞有絲分裂的不同分裂期，對圖像的描述正確的是(　A　)
A．甲、乙、丙細胞分別處在有絲分裂的前期、后期和中期
B．甲、乙、丙細胞染色體數、染色單體數與DNA數之比均為1：2：1
C．甲細胞進行中心體復制，發出星射線，形成了紡錘體
D．該生物可能是高等植物
[解析]　由題圖可知，甲細胞中有中心體、染色體清晰可見，且染色體散亂排布，處于有絲分裂前期，乙細胞內著絲點已經分裂，新形成的子染色體分別移向細胞兩極，處于有絲分裂后期，丙細胞中著絲點整齊地排列在赤道板上，處于有絲分裂中期，A正確；乙細胞中無染色單體，B錯誤；中心粒在間期倍增成為兩組，甲細胞處于有絲分裂前期，C錯誤；圖中所示細胞含中心體且無細胞壁，可推知該生物為動物，高等植物細胞中不含中心體，D錯誤。
考點三　實驗：觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂
　
1．實驗原理
2．實驗步驟
過程 圖像 步驟說明
根尖培養 實驗前3～4 d，將洋蔥放在瓶內裝滿清水的廣口瓶上，底部接觸清水，置于溫暖處，常換水，待根長約5cm時取用
裝片制作 取材 剪取根尖2～3mm(時間：上午10時～下午2時)
解離 ①解離液：質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精按1︰1體積比混合； ②時間：3～5 min； ③目的：使組織中的細胞相互分離開來
漂洗 ①漂洗液：清水； ②時間：約10 min； ③目的：洗去解離液，防止解離過度
染色 ①染色液：0.01 g/mL或0.02 g/mL的龍膽紫溶液或醋酸洋紅液； ②時間：3～5 min； ③目的：使染色體(或染色質)著色
制片 ①壓片：用鑷子將處理過的根尖放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把根尖弄碎，蓋上蓋玻片，在蓋玻片上再加一片載玻片，然后用拇指輕輕地按壓載玻片； ②目的：使細胞分散開，利于觀察
觀察 ①先用低倍鏡觀察：找到分生區細胞(正方形、排列緊密)； ②后用高倍鏡觀察：找出各時期細胞，觀察特點并記錄各時期的細胞數目
繪圖 中期細胞繪圖要點：植物細胞形態近正方形，著絲點排列在赤道板上；有染色單體、紡錘體；無核膜、核仁和中心體
　　
易錯整合，判斷正誤。
(1)制作細胞的有絲分裂裝片時，洋蔥根尖解離后直接用龍膽紫溶液染色(　×　)
(2)解離和壓片都有利于根尖分生區細胞分散(　√　)
(3)在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中，持續觀察，視野中處于中期的細胞將分裂成兩個子細胞(　×　)
(4)顯微鏡下絕大多數細胞中能觀察到染色體(　×　)
(5)要觀察植物細胞的細胞板結構，應選取處于有絲分裂后朝的細胞(　×　)
　　
1．解離洋蔥根尖時，時間過長或過短對實驗的影響有哪些？
[提示]解離時間過短，細胞不易分離開；解離時間過長，根尖細胞會遭到破壞，無法進行染色和制片。
2．實驗操作中漂洗和染色的順序能不能互換？并說明原因。
[提示]不能。漂洗的目的是洗去根尖組織細胞中的鹽酸，有利于堿性染料的著色，若二者順序顛倒，解離液中的鹽酸會影響染色的效果。
3．在制片時兩次用到載玻片，作用分別是什么？
[提示]一次是放置根尖；另一次是在蓋玻片上加一片載玻片，用拇指輕壓，目的是使細胞均勻分散，防止蓋玻片移動，同時避免壓碎蓋玻片。
重 難 精 講
1．實驗成功的關鍵及注意事項
實驗 材料 的選擇 類型 選取分裂期占細胞周期比例相對較大的材料
部分 選取分裂旺盛的部位(如根尖、莖尖的分生區)
時間 必須在分裂旺盛的時間
操作 注意 事項 解離 時間 太短 細胞間質未被完全溶解，壓片時細胞不易分散
過長 導致細胞解離過度、根尖酥軟，影響染色
漂洗 時間 適宜 洗去多余的鹽酸，防止解離過度而影響染色
染色 時間 太短 染色體或染色質不能完全著色
過長 使其他部分也被染成深色，無法分辨染色體
壓片 時間 過輕 細胞未分散開
過重 將組織壓爛
顯微鏡 觀察 細胞狀態 顯微鏡觀察的都是死細胞，不能看到動態變化
細胞數目 間期的細胞數目最多，原因是間期歷時最長
2．高中生物實驗中洋蔥的“一材多用”
(1)葉片——綠葉中色素的提取和分離實驗。
(2)鱗片葉外表皮——觀察植物細胞的質壁分離和復原實驗。
(3)鱗片葉內表皮——觀察DNA和RNA在細胞中的分布實驗。
(4)根尖——觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂和低溫誘導植物染色體數目的變化實驗。
精 準 命 題
例4　(2018·江西重點中學聯考)下圖所示是關于觀察洋蔥有絲分裂實驗的部分操作，下列評價合理的是(　C　)
A．剪取洋蔥根尖2～3 mm，因為該區域屬于根毛區，細胞有絲分裂旺盛
B．該實驗步驟中唯一的錯誤是在②和③之間缺少用清水漂洗這一環節
C．在觀察的圖像中，b屬于分生區的細胞，細胞已死亡
D．若用圖中b區域的細胞觀察質壁分離和復原，實驗現象明顯
[解析]　根尖2～3 mm的區域屬于分生區。在②和③之間應增加清水漂洗這一環節，而③和⑤之間的清水漂洗環節應刪除。分生區的細胞呈正方形，細胞經解離已死亡。b區域的細胞屬于分生區細胞，其液泡較小，滲透作用不明顯。
〔對應訓練〕
6．(2018·江西臨川一中質檢)下列關于“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗的描述正確的是(　B　)
A．實驗步驟：取材→解離→染色→漂洗→制片→觀察
B．視野中不同細胞的染色體數目可能不相等
C．能觀察到分裂末期細胞內細胞板向四周擴展形成細胞壁的過程
D．處于分裂間期和中期的細胞數目大致相等
[解析]　觀察植物根尖分生區細胞有絲分裂的實驗步驟是取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察，A錯誤；視野中不同細胞所處的分裂時期不同，細胞中染色體數目可能不相等，如分裂中期和后期，B正確；分裂末期細胞內由細胞板向四周擴展形成新的細胞壁，但該實驗中細胞經解離已經死亡，觀察不到細胞板向四周擴展的動態過程，C錯誤；處于分裂間期的細胞數目要多于處于中期的細胞數目，D錯誤。
課末總結
1．〔思維導圖〕
2．〔高考必背語句〕
1．細胞體積越小，細胞的相對表面積與體積之比就越大，越有利于物質交換。
2．真核細胞的增殖方式有無絲分裂、有絲分裂和減數分裂。
3．細胞周期包括分裂間期和分裂期，以分裂間期為起點。
4．只有連續分裂的細胞才具有細胞周期，進行減數分裂的細胞、高度分化的細胞都不具有細胞周期。
5．分裂間期的時間遠遠長于分裂期。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2018·全國卷Ⅰ，4)已知藥物X對細胞增殖有促進作用，藥物D可抑制藥物X的作用。某同學將同一瓶小鼠皮膚細胞平均分為甲、乙、丙三組，分別置于培養液中培養，培養過程中進行不同的處理(其中甲組未加藥物)，每隔一段時間測定各組細胞數，結果如圖所示。據圖分析，下列相關敘述不合理的是(　C　)
A．乙組加入了藥物X后再進行培養
B．丙組先加入藥物X，培養一段時間后加入藥物D，繼續培養
C．乙組先加入藥物D，培養一段時間后加入藥物X，繼續培養
D．若藥物X為蛋白質，則藥物D可能改變了藥物X的空間結構
[解析]　A對：乙組細胞數增加最快，應該是加入了藥物X后進行的培養。B對：丙組細胞開始時增殖速度與乙組幾乎相同，曲線和乙組基本重合，后期比乙組慢，說明丙組先加入藥物X促進細胞增殖，后期加入藥物D，抑制了藥物X的作用。C錯：若乙組先加入藥物D，后加入藥物X，其細胞數變化曲線開始應與甲組基本重合，后期略有增加。D對：藥物D對藥物X有抑制作用，若藥物X為蛋白質，其抑制原理可能是藥物D改變了藥物X的空間結構，導致藥物X的活性降低。
2．(2017·北京卷，1)洋蔥根尖和小鼠骨髓細胞都能用于觀察細胞有絲分裂，比較實驗操作和結果，敘述正確的是(　B　)
A．都需要用鹽酸溶液使細胞相互分離
B．都需要用低倍鏡找到分裂細胞再換高倍鏡觀察
C．在有絲分裂中期都能觀察到染色體數目加倍
D．在有絲分裂末期都能觀察到細胞板
[解析]　在觀察細胞有絲分裂實驗中，使用顯微鏡的操作步驟是先使用低倍鏡找到細胞，再轉動轉換器轉為高倍鏡觀察細胞中染色體的數目和形態，B項正確。觀察根尖細胞有絲分裂的實驗需要解離(用酒精和鹽酸混合液處理)，觀察動物細胞有絲分裂時不需要解離，A項錯誤；有絲分裂過程中，染色體的數目加倍發生在后期著絲點分裂時，中期是染色體形態和數目最清晰的時期，C項錯誤；植物細胞有絲分裂末期會形成細胞板，最終形成細胞壁，而動物細胞在有絲分裂末期從細胞中央縊裂成兩個子細胞，不會形成細胞板，D項錯誤。
3．(2017·全國卷Ⅲ，29)利用一定方法使細胞群體處于細胞周期的同一階段，稱為細胞周期同步化。以下是能夠實現動物細胞周期同步化的三種方法。回答下列問題：
(1)DNA合成阻斷法：在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的DNA合成可逆抑制劑，處于分裂期的細胞不受影響而繼續細胞周期的運轉，最終細胞會停滯在細胞周期的間(或答S)期，以達到細胞周期同步化的目的。
(2)秋水仙素阻斷法：在細胞處于對數生長期的培養液中添加適量的秋水仙素，秋水仙素能夠抑制紡錘體形成，使細胞周期被阻斷，即可實現細胞周期同步化。經秋水仙素處理的細胞不會(填“會”或“不會”)被阻斷在間期。
(3)血清饑餓法：培養液中缺少血清可以使細胞周期停滯在間期，以實現細胞周期同步化。分裂間期的特點是完成DNA復制和有關蛋白質的合成，為分裂期準備物質(答出1點即可)。
[解析]　(1)DNA復制發生在細胞分裂間期，添加適量的DNA合成抑制劑后，DNA合成被阻斷，使細胞停滯于間期(S期)，而處于分裂期的細胞暫時不受影響。(2)秋水仙素通過抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而阻斷細胞周期，而紡錘體形成于分裂前期，因此經秋水仙素處理的細胞不會被阻斷在間期。(3)分裂間期的特點是完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，為分裂期進行活躍的物質準備，同時細胞有適度的生長。
第二講　減數分裂和受精作用
考綱要求
1．細胞的減數分裂　Ⅱ
2．動物配子的形成過程　Ⅱ
3．動物的受精過程　Ⅲ
考點一　減數分裂和受精作用
　
1．減數分裂的概念
2．動物精子的形成過程
3．精子和卵細胞形成過程的差異
比較 精子形成過程 卵細胞形成過程
細胞質分 裂方式 均等分裂 第一極體均等分裂，初、次級卵母細胞不均等分裂
是否變形 變形 不變形
結果 一個精原細胞 ↓ 4個精子 一個卵原細胞 ↓ 1個卵細胞、3個
4．受精作用的概念
　　
易錯整合，判斷正誤。
(1)人體的一個精原細胞產生兩個相同精子的概率最大為1/223(　×　)
(2)1個卵原細胞只能產生1個卵細胞，而1個精原細胞能形成4個精細胞(　√　)
(3)減數分裂形成配子過程中實現了基因重組，造成有性生殖后代的多樣性(　√　)
(4)受精卵中的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方(　×　)
(5)玉米體細胞中有10對染色體，經過減數分裂后，卵細胞中染色體數目為5對(　×　)
(6)哺乳動物精子形成時，在減數第一次分裂過程中均存在四分體(　×　)
(7)在減數第二次分裂的后期，染色體數目暫時是體細胞的兩倍(　×　)
(8)一個基因型為AaBb的精原細胞，在不發生交叉互換的情況下，能產生2種精子(　√　)
　　
1．精子與卵細胞的識別、融合體現了細胞膜的哪類功能，其結構基礎是什么？
[提示]精卵識別體現細胞膜的信息交流功能，其融合則依賴于細胞膜的流動性。
2．若基因型為AaBb的一個卵原細胞，產生了一個Ab的卵細胞，請繪制與產生該卵細胞相關的初級卵母細胞、次級卵母細胞及第一極體后期分裂圖像。
[提示]
3．有性生殖后代多樣性的原因？
[提示](1)配子的多樣性：減Ⅰ前期同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換，減Ⅰ后期非同源染色體之間的自由組合。
(2)受精時精子和卵細胞的結合具有隨機性。
重 難 精 講
1．聯會和四分體
(1)聯會：是指減數第一次分裂過程中(前期)同源染色體兩兩配對的現象。該時期已完成復制，染色單體已形成，即一對同源染色體含4條染色單體。
(2)四分體：聯會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體。圖中含有兩個四分體，即四分體的個數等于減數分裂中配對的同源染色體對數。
2．交叉互換
(1)圖示：
(2)時期：減數第一次分裂前期(四分體時期)。
(3)范圍：同源染色體中非姐妹染色單體之間交換片段。
(4)交換對象：等位基因(B－b)交換。
(5)結果及意義：導致基因重組，產生多種配子，若不交換只產生AB、ab兩種配子，若交換則可產生AB、ab(染色單體未交換)和Ab、aB(交換的結果)四種配子，產生可遺傳變異。
[易錯警示]
(1)同源染色體也有大小不同的，如男性體細胞中的X染色體和Y染色體，X染色體較大，Y染色體較小。
(2)大小相同的染色體不一定是同源染色體，如著絲點斷裂后形成的兩條染色體，因不是一條來自父方，一條來自母方，所以不叫同源染色體；但只要聯會的兩條染色體不管大小、形狀是否相同，都叫同源染色體；同源染色體既可以是復制之前不含染色單體也可以是復制之后含染色單體。
3．精子和卵細胞形成過程的比較
項目 精子形成過程 卵細胞形成過程
不同點 部位 動物睪丸或精巢 動物卵巢
原始生殖細胞 精原細胞 卵原細胞
細胞質的 分配情況 兩次分裂都均等 只有減數第二次分裂中第一極體的分裂均等，初級、次級卵母細胞的分裂皆不均等
分裂結果 1個精原細胞形成4個精子，在無交叉互換時形成2種精子，有交叉互換時形成4種精子 1個卵原細胞形成4個子細胞，其中1個是卵細胞，3個是極體
是否變形 4個精細胞變形后形成4個精子 不需變形
相同點 (1)染色體的行為和數目變化規律相同，表現在： ①染色體都在減數第一次分裂前的間期復制 ②減數第一次分裂時期染色體聯會(可發生交叉互換)、均分，非同源染色體自由組合 ③減數第二次分裂都是著絲點分裂，姐妹染色單體分開 (2)產生的子細胞數目都是4個，且子細胞中染色體數目減半
4．細胞分裂的特殊情況
[1]減數分裂過程中的交叉互換和自由組合
⑴若發生交叉互換產生配子的情況
⑵若發生自由組合產生配子的情況
若一個性原細胞基因型為AaBb，則減數分裂后產生配子為AB和ab或Ab和aB兩種情況，若考慮個體則產生四種類型的配子。
[2]細胞分裂過程中異常細胞的形成原因
⑴原始生殖細胞的基因型為AaBb
①若形成的子細胞是AAaaBb，則形成原因是有絲分裂過程中兩條染色體的姐妹染色單體未分開。
②若形成的子細胞是AaB或Aab或ABb或aBb類型，則形成原因是減I過程中，同源染色體未分離。
③若形成的子細胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb類型，則形成原因是減Ⅱ過程中，姐妹染色單體未分開。
⑵如果減數第一次分裂異常，則所形成的配子全部不正常；如果減數第二次分裂一個次級精母細胞分裂異常，則所形成的配子有的正常，有的不正常。如圖所示：
[3]精子和卵細胞種類和數目的計算方法
⑴1個含n對等位基因的精原細胞，經過減數分裂后，能形成4個精子，2種類型。
⑵1個含n對等位基因的卵原細胞，經過減數分裂后，能形成1個卵細胞，1種類型。
⑶1個含n對同源染色體的生物體，經過減數分裂能形成2n種精子或卵細胞。
精 準 命 題
考向一：減數分裂過程
例1　(2018·安徽合肥一中月考)下列關于細胞分裂的表述，正確的是(　B　)
A．二倍體動物體細胞有絲分裂后期，細胞的每一極均不含有同源染色體
B．二倍體生物細胞質中的遺傳物質在細胞分裂時，隨機地、不均等地分配
C．二倍體生物減數第二次分裂后期的細胞中，染色體數目與體細胞相同，含同源染色體
D．等位基因的分離發生在減數第一次分裂過程中，非等位基因的自由組合發生在減數第二次分裂過程中
[解析]　有絲分裂過程中沒有同源染色體的分離，因此在二倍體動物體細胞有絲分裂后期，細胞的每一極均含有同源染色體，A錯誤；二倍體生物細胞在細胞分裂過程中，線粒體、葉綠體等并不是均勻分布，因此細胞質中的遺傳物質在細胞分裂時，隨機地、不均等地分配，B正確；二倍體生物減數第二次分裂過程中一般無同源染色體；C錯誤；非等位基因的自由組合發生在減數第一次分裂后期，D錯誤。
技巧點撥
(1)減數第一次分裂的主要特點是同源染色體分離，減數第二次分裂的主要特點是著絲點分裂，姐妹染色單體分開。
減數第一次分裂分開的是同源染色體，減數第二次分裂分開的是姐妹染色單體。
(2)減數分裂產生配子的種類
分析正常情況下產生配子種類時應特別注意是“一個個體”還是“一個性原細胞”。
①若是一個個體，則可產生2n種配子，n代表同源染色體的對數或等位基因的對數。
②若是一個性原細胞，則一個卵原細胞僅產生1個卵細胞，而一個精原細胞可產生4個(2種)精細胞。例如YyRr基因型的個體產生配子情況如下：
項目 可能產生配子的種類 實際能產生配子的種類
一個精原細胞 4種 2種(YR、yr或Yr、yR)
一個雄性個體 4種 4種(YR、yr、Yr、yR )
一個卵原細胞 4種 1種(YR或yr或Yr或yR )
一個雌性個體 4種 4種(YR、yr、Yr、yR)
(3)減數分裂是有性生殖生物的遺傳和變異的細胞學基礎
①減Ⅰ前的間期復制→基因突變。
②減Ⅰ前期同源染色體非姐妹染色單體交叉互換→基因重組。
③
④減數分裂中也可能發生染色體結構和數目的改變―→染色體變異
考向二：減數分裂異常情況
例2　(2018·山東菏澤一中月考)在熒光顯微鏡下觀察被標記的某動物的睪丸細胞，等位基因A、a被分別標記為紅、黃色，等位基因B、b被分別標記為藍、綠色。①③細胞都處于染色體向兩極移動的時期。不考慮基因突變和交叉互換，下列有關推測合理的是(　C　)
A．①時期的細胞中向每一極移動都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各2個
B．③時期的細胞中向每一極移動都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各1個
C．②時期的初級精母細胞中都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各2個
D．圖中精細胞產生的原因是減數第一次分裂或減數第二次分裂過程異常
[解析]　分析題圖可知①是有絲分裂后期的細胞，著絲點分裂，向每一極移動都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各1個，A錯誤；分析題意可知③是減數第二次分裂后期的細胞，由于減數第一次分裂時等位基因已經發生了分離，因此向每一極移動的熒光點紅、黃色不能同時出現，B錯誤；②為初級精母細胞，染色體發生了復制，基因加倍，此時同源染色體沒有分離，因此該時期的細胞中都有紅、黃、藍、綠色熒光點，各2個，C正確；分析題圖可知，圖中的精細胞存在等位基因B和b，若不考慮基因突變和交叉互換，原因只能是減數第一次分裂時B與b所在的同源染色體沒有發生分離所致，D錯誤。
〔對應訓練〕
1．(2018·黑龍江省伊春二中高三期中)有關減數分裂和受精作用的描述，正確的是(　D　)
A．受精卵中的遺傳物質一半來自于卵細胞，一半來自于精子
B．在成年男子的精巢細胞中，染色體數目有46條、23條2種可能
C．減數分裂過程中，著絲點分裂伴隨著等位基因的分離
D．染色體的自由組合不是配子多樣性的唯一原因
[解析]　受精卵中的細胞核遺傳物質一半來自卵細胞，一半來自精子，而細胞質遺傳物質幾乎都來自卵細胞，A錯誤；在成年男子的精巢細胞中，有的進行有絲分裂，有的進行減數分裂，所以染色體數目有92條、46條、23條3種可能，B錯誤；減數分裂過程中，等位基因的分離發生在減數第一次分裂后期，而著絲點分裂發生在減數第二次分裂后期，C錯誤；染色體
的自由組合不是配子多樣性的唯一原因，配子多樣性的原因還有可能是交叉互換等其他變異，D正確。
2．(2018·湖南長沙一中模擬)某夫婦妻子表現型正常，丈夫為紅綠色盲患者(相關基因用B、b表示)，生下一性染色體組成為XXY的色盲孩子，出現這種現象的原因可能是(　D　)
A．女方減數第一次分裂異常或男方減數第一次分裂異常
B．女方減數第一次分裂異常或男方減數第二次分裂異常
C．女方減數第二次分裂異常或男方減數第二次分裂異常
D．女方減數第二次分裂異常或男方減數第一次分裂異常
[解析]　依題意可知，紅綠色盲孩子的基因型為XbXbY，該對夫婦的基因型是XBXb和XbY，由此可推出該患兒可能是由母親產生的含XbXb的卵細胞與父親產生的含Y的精子結合或是由母親產生的含Xb的卵細胞與父親產生的含XbY的精子結合后所形成的受精卵發育而成的。若為前者，則基因組成為XbXb的異常卵細胞的形成是由于次級卵母細胞在減數第二次分裂過程中出現異常，著絲點分裂后所形成的兩條X染色體沒有正常分離；若為后者，則基因組成為XbY的精子的產生是由于初級精母細胞在減數第一次分裂過程中X和Y這對同源染色體沒有分離。綜上所述，A、B、C三項均錯誤，D項正確。
3．(2018·安徽質量檢測)如圖所示動物精原細胞中有一對同源染色體，在減數分裂過程中這對同源染色體發生交叉互換，結果形成了①～④所示的四個精細胞。這四個精細胞中，來自同一個次級精母細胞的是(　A　)
A．②與③　 B．①與③
C．①與②　 D．②與④
[解析]　減數第一次分裂結束后，同源染色體分至兩個細胞中，在減數第二次分裂后期姐妹染色單體分離，根據題圖可知，①和③在減數分裂過程中發生了交叉互換，則②與③、①與④分別是來自同一個次級精母細胞，故A正確。
考點二　減數分裂過程中數量變化
(設正常體細胞中染色體為2N)
重 難 精 講
1．具體數量變化
比較項目 分裂方式 染色體 數目變化 核DNA 數目變化 染色單 體數目變化 染色體 組數目變化 同源染 色體對 數變化
減數分裂 第一次分裂 性原 細胞 2N 2N→4N 0→4N 2 N
前、中、 后期 2N 4N 4N 2 N
末期 N 2N 2N 1 0
第二次分裂 前、中期 N 2N 2N 1 0
后期 2N 2N 0 2 0
性細胞 N N 0 1 0
2．染色體、核DNA數量變化曲線
(1)染色體數量變化曲線
分析：AB段表示減數第一次分裂末期，同源染色體分離，分別進入兩個次級性母細胞，導致子細胞內染色體數目減半。
CD段表示減數第二次分裂后期，著絲點分裂導致細胞內染色體數目暫時加倍。
(2)核DNA數量變化曲線
EF段表示減數第一次分裂前的間期，染色體復制導致細胞核內DNA數目暫時加倍。
GH段表示減數第一次分裂末期，同源染色體分開分別進入兩個子細胞，導致子細胞核內DNA數目減半。
IJ段表示減數第二次分裂末期，分開后的姐妹染色單體成為染色體，分別進入兩個子細胞，導致精細胞(或卵細胞)核內DNA減半。
(3)每條染色體DNA含量或染色體︰核DNA值曲線圖
相關解讀
A→B (A′→B′) B→C (B′→C′) C→D (C′→D′) D→E (D′→E′)
特點 及其 變化
減數 分裂 對應 時期 減數第一次分裂前的間期 減數第一次分裂全過程和減數第二次分裂的前期、中期 減數第二次分裂的后期 減數第二次分裂的末期
有絲 分裂 對應 時期 間期 前期和中期 后期 末期
[方法技巧]
巧判配子的來源
精 準 命 題
例3　(2018·南京模擬)下圖分別表示對幾種生物體內正在進行分裂的細胞進行觀察的結果。下列有關敘述正確的是(　C　)
A．若圖甲為有絲分裂過程中的某階段，則可在上一時期的細胞中觀察到赤道板
B．若圖乙表示有絲分裂過程的某階段，則染色體著絲點分裂可發生在這一階段
C．若圖乙表示減數分裂過程的某階段，則同源染色體的分離可發生在這一階段
D．若圖丙表示果蠅卵巢內的幾種細胞，則b組細胞中不會出現聯會和四分體
[解析]　細胞中央的赤道板是個假想的平面，是觀察不到的。若圖乙表示有絲分裂過程中的某階段，那么該階段是有絲分裂的前期和中期，染色體著絲點分裂不可能發生在此階段。若圖乙表示減數分裂過程中的某階段，那么該階段可能是減數第一次分裂的后期，同源染色體的分離可發生在此階段。若圖丙表示果蠅卵巢內的幾種細胞，根據細胞中染色體數量可知，b組可表示卵原細胞、初級卵母細胞或處于減數第二次分裂后期的次級卵母細胞，因此b組細胞中可能會出現聯會和四分體。
技巧點撥
關注染色體和核DNA變化曲線的變式——直方圖
直方圖實質上是坐標曲線圖的變形，反映的也是染色體、核DNA或染色單體數量的變化關系。解題思路與坐標曲線圖基本相同，但對染色單體的分析顯得尤為重要。在直方圖中，染色體和DNA的含量不可能是0，但染色單體會因著絲點的分裂而消失，所以直方圖中表示的某結構如出現0，則其一定表示染色單體。如下圖所示：
〔對應訓練〕
4．(2018·江西臨川一中月考)如圖1表示細胞分裂的不同時期染色體數與核DNA分子數之比的變化關系，圖2表示某動物處于細胞分裂不同時期的圖像。相關分析正確的是(　D　)
A．圖2中具有同源染色體的只有甲、丙細胞
B．處于圖1中CD段的細胞是圖2中的甲、丙、丁
C．圖1中BC段形成的原因與DE段形成的原因相同
D．圖2中丁細胞的名稱為次級精母細胞，如果丁細胞中的M為X染色體，則N一定是常染色體
[解析]　圖2中甲、乙、丙細胞中均有同源染色體，A錯誤；圖1中CD段的細胞中一條染色體上有兩個DNA分子，對應圖2中的丙、丁細胞，B錯誤；圖1中BC段形成的原因是細胞分裂間期DNA的復制，DE段形成的原因是著絲點分裂，C錯誤；圖2中丁細胞為次級精母細胞，丁細胞中沒有同源染色體，如果丁細胞中的M為X染色體，則N一定是常染色體，D正確。
??考點三　減數分裂與有絲分裂的比較
重 難 精 講
1．分裂過程的比較
比較項目 減數分裂 有絲分裂
發生部位 卵巢、睪丸(精巢) 各組織器官
分裂次數 連續分裂兩次 一次
染色體復制 次數和時期 1次；減數第一 次分裂前的間期 1次；間期
子細胞染色 體數目變化 減半，發生在減數第 一次分裂完成時 不變
子細胞類型 生殖細胞、極體 體細胞
聯會、四分體 出現 不出現
同源染色體的非姐妹 染色單體交叉互換 有；發生在減數 第一次分裂前期 無
同源染色體分離 有；發生在減數 第一次分裂后期 無
著絲點分裂 發生在減數第 二次分裂后期 后期
子細胞間的遺傳組成 不一定相同 一般相同
2．分裂圖像的比較
有絲分裂 減數第一次分裂 減數第二次分裂
前期
①與②的主要區別在于同源染色體的行為特點不同；①與③、②與③的主要區別在于有無同源染色體
中期
①與②的主要區別在于同源染色體的行為特點不同； ①與③、②與③的主要區別在于有無同源染色體
后期
①與②比較：①中染色單體分離，②中同源染色體分離； ①與③比較：①中有同源染色體，③中無同源染色體； ②與①、③比較；②中有染色單體，①③中無染色單體
3．據減數分裂后期細胞質分裂方式判斷細胞類型
[易錯警示]
“三看法”判斷細胞分裂方式
精 準 命 題
例4　(2019·武漢質檢)下圖表示細胞有絲分裂、減數分裂和受精作用過程中核DNA含量的變化示意圖，下列敘述不正確的是(　D　)
A．由B→C，DNA的含量增加一倍，是因為復制的結果
B．由H→I，DNA的含量增加一倍，是受精作用的結果
C．由R→P，DNA的含量減少一半，是著絲點分裂，姐妹染色單體分開，分別進入到兩個子細胞中去的結果
D．由D→E，DNA的含量減少一半，原因與R→P的過程相同
[解析]　圖中AG段為減數分裂，其中BC段DNA加倍是因為DNA在間期復制的結果；DE段DNA數目減半是因為減數第一次分裂中同源染色體分離后分別進入到兩個子細胞中；經過減數分裂后形成的生殖細胞中染色體數為體細胞的一半，DNA數也為體細胞的一半；經受精作用(HI)后，DNA數恢復為體細胞水平，隨后進行有絲分裂；RP段DNA數減半是由于有絲分裂中，姐妹染色單體分開后進入到兩個子細胞中的結果，故與DE段原因不同。
技巧點撥
根據圖形判斷有絲分裂與減數分裂的技巧
(1)看“染色體峰值”。染色體數目最大為4N的是有絲分裂；染色體數目最大為2N的是減數分裂。
(2)看“DNA復制和分裂次數”。斜線代表DNA復制，豎直下降代表細胞分裂完成。因此斜線出現1次，而豎直下降2次的為減數分裂；斜線出現1次，而豎直下降1次的為有絲分裂。
(3)看“結果”。分裂完成后，染色體或核DNA的數量與分裂前相等則為有絲分裂；若減半則為減數分裂。
〔對應訓練〕
5．(2018·江西南昌二中二次測試)以下細胞中既有同源染色體，又含有姐妹染色單體的是(　A　)
①有絲分裂中期細胞　②有絲分裂后期細胞　③減數第一次分裂中期細胞　④減數第二次分裂中期細胞　⑤減數第一次分裂后期細胞　⑥減數第二次分裂后期細胞
A．①③⑤ 　 B．②③④
C．①③④　 D．④⑤⑥
[解析]　①體細胞含成對同源染色體，所以有絲分裂中期細胞有同源染色體，每條染色體含兩條姐妹染色單體；②有絲分裂后期成對的姐妹染色單體分離成為染色體，無姐妹染色單體；③減數第一次分裂中期細胞有同源染色體，并且每條染色體含兩條姐妹染色單體；④減數第二次分裂中期細胞無同源染色體；⑤減數第一次分裂后期細胞有同源染色體，每條染色體含兩條姐妹染色單體；⑥減數第二次分裂后期細胞無同源染色體，也無姐妹染色單體。
6．(2018·浙江五校聯考二模)現有女性紅綠色盲基因攜帶者體內一個處于有絲分裂時期的細胞a和男性紅綠色盲患者體內一個減數分裂時期的細胞b，在不考慮變異的情況下，下列說法正確的是(　A　)
A．a細胞有絲分裂中期與b細胞后期Ⅱ的色盲基因數目可能相同
B．a細胞有絲分裂前期與b細胞中期Ⅱ的染色單體數目相同
C．a細胞有絲分裂中期與b細胞末期Ⅱ的染色體組數目不同
D．a細胞有絲分裂后期與b細胞前期Ⅰ的DNA數目不同
[解析]　女性紅綠色盲基因攜帶者體內處于有絲分裂中期的細胞含有2個色盲基因，而男性紅綠色盲患者體內處于減數第二次分裂后期的細胞含有2個或0個色盲基因，A正確；女性紅綠色盲基因攜帶者體內處于有絲分裂前期的細胞含有92條染色單體，而男性紅綠色盲患者體內處于減數第二次分裂中期的細胞含46條染色單體，B錯誤；女性紅綠色盲基因攜帶者體內處于有絲分裂中期的細胞中含有2個染色體組，而男性紅綠色盲患者體內處于減數第二次分裂末期的細胞含有2→1個染色體組，C錯誤；女性紅綠色盲基因攜帶者體內處于有絲分裂后期細胞的DNA數目為92個，而男性紅綠色盲患者體內處于減數第一次分裂前期的叫DNA數目也為92個，D錯誤。
7．(2018·全國卷Ⅲ，4)關于某二倍體哺乳動物細胞有絲分裂和減數分裂的敘述，錯誤的是(　B　)
A．有絲分裂后期與減數第二次分裂后期都發生染色單體分離
B．有絲分裂中期和減數第一次分裂中期都發生同源染色體聯會
C．一次有絲分裂與一次減數分裂過程中染色體的復制次數相同
D．有絲分裂中期和減數第二次分裂中期染色體都排列在赤道板上
[解析]　A對：染色單體分離發生在有絲分裂后期和減數第二次分裂后期。B錯：同源染色體聯會發生在減數第一次分裂中期，有絲分裂過程中不發生同源染色體聯會。C對：有絲分裂過程中，染色體復制一次，細胞分裂一次，形成的子細胞的染色體數目與親代細胞一致；減數分裂過程中染色體復制一次，細胞分裂兩次，形成的子細胞的染色體數目是親代細胞的一半。D對：哺乳動物細胞處于有絲分裂中期和減數第二次分裂中期時，染色體的形態穩定、數目清晰，排列在赤道板上。
課末總結
1．〔思維導圖〕
2．〔高考必背語句〕
1．減數分裂中染色體數目減半的時期和原因是：減數第一次分裂時同源染色體分離。減數分裂中染色單體消失的時期和原因是：減Ⅱ后期、著絲點分裂。
2．減數第一次分裂后期的特點是：同源染色體分離，非同源染色體自由組合，減數第二次分裂過程中無同源染色體。
3．交叉互換發生的時期和部位是：減Ⅰ前期，同源染色體的非姐妹染色單體之間。
4．精原細胞的增殖方式為有絲分裂，精原細胞的染色體數目與體細胞相同。
5．受精卵細胞核內的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方，其細胞質中的遺傳物質幾乎全部來自母方。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2018·天津，4)果蠅的生物鐘基因位于X染色體上，有節律(XB)對無節律(Xb)為顯性；體色基因位于常染色體上，灰身(A)對黑身(a)為顯性。在基因型為AaXBY的雄蠅減數分裂過程中，若出現一個AAXBXb類型的變異細胞，有關分析正確的是(　D　)
A．該細胞是初級精母細胞
B．該細胞的核DNA數是體細胞的一半
C．形成該細胞過程中，A和a隨姐妹染色單體分開發生了分離
D．形成該細胞過程中，有節律基因發生了突變
[解析]　A錯：若為初級精母細胞，細胞中應含有Y染色體，該細胞中已無Y染色體，應是次級精母細胞，因含2條X染色體，故該細胞處于減數第二次分裂后期。B錯：該細胞處于減數第二次分裂后期，核DNA數與體細胞相同。C錯：由雄蠅的基因型為AaXBY可知，A、a位于一對同源染色體(常染色體)上，A和a是隨著同源染色體的分開而分離的。D對：由雄蠅的基因型為AaXBY可知，其體內無Xb基因，而出現的變異細胞中含有Xb 基因，故是有節律基因XB突變為無節律基因Xb。
2．(2017·海南卷，21)若要表示某動物細胞(2n)減數第一次分裂結束時形成的細胞，下列示意圖中正確的是(　D　)
[解析]　減數分裂第一次分裂結束形成的細胞無同源染色體，每條染色體含2條單體，D正確。
3．(2017·全國卷Ⅱ，1)已知某種細胞有4條染色體，且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。某同學用示意圖表示這種細胞在正常減數分裂過程中可能產生的細胞。其中表示錯誤的是(　D　)
[解析]　圖A、B所示細胞中沒有同源染色體，每個染色體上有染色單體，可表示次級精母細胞或次級卵母細胞或第一極體，兩個圖示的差異反映出減數第一次分裂后期同源染色體分開的同時非同源染色體的自由組合，A、B正確，不符合題意；圖C、D所示細胞中沒有染色單體，此時細胞中應該沒有同源染色體和等位基因，C正確，不符合題意，D錯誤，符合題意。
4．(2017·天津卷，4)基因型為AaBbDd的二倍體生物，其體內某精原細胞減數分裂時同源染色體變化示意圖。敘述正確的是(　B　)
A．三對等位基因的分離均發生在次級精母細胞中
B．該細胞能產生AbD、ABD、abd、aBd四種精子
C．B(b)與D(d)間發生重組，遵循基因自由組合定律
D．非姐妹染色單體發生交換導致了染色體結構變異
[解析]　A與a、D與d位于一對同源染色體上，這兩對等位基因的分離都發生在減數第一次分裂時，即初級精母細胞中，而交叉互換后的B與b分布在一條染色體的兩條姐妹染色單體上，這對基因的分離可發生在減數第二次分裂時，即次級精母細胞中，A項錯誤；由于發生了交叉互換，該細胞能產生ABD、abd、AbD、aBd四種精子，B項正確；B(b)與D(d)間的基因重組是同源染色體的非姐妹染色單體交叉互換導致的，不遵循自由組合定律，C項錯誤；同源染色體的非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于基因重組，不屬于染色體結構變異，D項錯誤。
5．(2017·江蘇卷，16)假如如圖是某生物體(2n＝4)正常的細胞分裂示意圖，下列有關敘述錯誤的是(　A　)
A．該細胞處于減數第二次分裂后期
B．若染色體①有基因A，則④有基因A或a
C．若圖中的②表示X染色體，則③表示Y染色體
D．該細胞產生的子細胞中有2對同源染色體
[解析]　該生物體的正常體細胞中有4條染色體，圖示細胞中有8條染色體，故該細胞處于有絲分裂后期，A項錯誤；染色體①和④是同源染色體，若①上有基因A，則④上可能有A或a，B項正確；染色體③和②是同源染色體，若②表示X染色體，則③表示Y染色體，C項正確；該細胞產生的子細胞中有4條染色體，2對同源染色體，D項正確。
第三講　細胞的分化、衰老、凋亡和癌變
考綱要求
1．細胞的分化和細胞的全能性　Ⅱ
2．細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關系　Ⅱ
3．癌細胞的主要特征及防治　Ⅱ
考點一　細胞的分化和細胞的全能性
1．細胞分化
(1)概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。
(2)時間：個體發育的整個生命進程均可發生，但在胚胎時期達到最大限度。
(3)結果：形成不同的細胞和組織。
巧記　細胞分化
(4)特點
①普遍性：多細胞生物普遍具有。
②持久性：貫穿于生物體整個生命進程中。
③穩定性：已分化的細胞將一直保持分化后的狀態，直至死亡。
④不可逆性：細胞只能從全能干細胞最終走向高度分化的體細胞，不能反向進行。
(5)實質：在個體發育過程中，不同細胞中遺傳信息的執行情況不同。即基因的選擇性表達。
(6)意義
[知識拓展]
分化細胞表達的基因
①管家基因：所有細胞均表達的一類基因，基因產物是維持細胞基本生命活動所必需的基因，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等。
②奢侈基因：不同類型細胞特異性表達的一類基因，其產物賦予不同細胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因等。
2．細胞的全能性
易錯整合，判斷正誤。
(1)細胞分化后的不同細胞中核DNA、mRNA和蛋白質均不相同(　×　)
(2)細胞分化導致細胞種類增多(　√　)
(3)細胞全能性以產生個體為標志，若無個體產生，則不能體現全能性(　√　)
(4)植物種子發育成植株叫全能性(　×　)
(5)胚胎干細胞發育成各種組織器官不叫全能性(　√　)
(6)用花粉離體培養獲得的抗病植株，其細胞仍具有全能性。(　√　)
1．小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞是否體現了全能性？為什么？
[提示]否，小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞，并沒有發育成“個體”，所以不能體現細胞的全能性。
2．玉米種子萌發長成新植株是否體現了細胞的全能性？為什么？
[提示]否，因為玉米種子的胚本身就是未來植物幼體，其萌發長成植株是正常發育。
重 難 精 講
1．細胞分化、細胞全能性的比較
細胞分化 細胞的全能性
原因 細胞內基因選擇性表達 含有本物種全套遺傳物質
特點 ①持久性 ②穩定性和不可逆性：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡 ③普遍性：在生物界中普遍存在 ①高度分化的植物體細胞具有全能性 ②動物已分化的體細胞全能性受限制，但細胞核仍具有全能性
結果 形成形態、結構、功能不同的細胞群 形成新的個體
大小 比較 細胞分化程度有高低之分，如體細胞>生殖細胞>受精卵 細胞全能性表達的難易程度不同，如受精卵>生殖細胞>體細胞
聯系 ①兩者的遺傳物質都不發生改變 ②已分化的細胞仍然保持全能性 ③一般情況下，分化程度越高，全能性相對越低
2．細胞分化的不可逆性及脫分化
(1)在生物體內，細胞分化是一種穩定的程序性變化，這種變化一般是不可逆轉的。
(2)但在人工實驗條件下，分化的組織細胞能脫分化，脫分化的組織細胞由于含有發育成完整生物體的全部遺傳物質，因而經一定人工培養后理論上可發育成一個完整生物體。
精 準 命 題
例1　(2018·黑龍江佳木斯模擬)關于細胞分化的敘述，下列哪一項是錯誤的(　C　)
A．細胞分化是一種持久性的變化，它發生在生物體的整個生命進程中
B．細胞分化在胚胎時期達到最大限度
C．隨著細胞分化的進行，細胞中的遺傳物質會發生變化
D．高度分化的動物細胞的細胞核保持著全能性
[解析]　細胞分化是一種持久性的變化，它發生在生物體的整個生命進程中，細胞分化在胚胎時期達到最大限度，A、B正確。細胞分化后在形態、結構和功能上形成穩定性差異，但遺傳物質并沒有改變，造成差異的原因是基因的選擇性表達，C錯誤。從整個細胞來說，高度分化的動物細胞全能性受到很大限制，但其細胞核仍保持著全能性，D正確。
技巧點撥
細胞分化與全能性的標志
(1)細胞分化的標志
在所有細胞中都表達的基因，與細胞分化無關，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能證明細胞發生分化；只有在特定細胞中選擇性表達的基因控制細胞分化，如胰島素基因、血紅蛋白基因可以證明細胞發生了分化。
(2)細胞分化的實質與標志
①圖解：
②實質：在個體發育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執行情況不同，即基因的選擇性表達，轉錄出不同的mRNA，控制合成出不同的蛋白質。
③標志：
Ⅰ．分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質，如唾液淀粉酶、胰島素等。
Ⅱ．細胞水平：形成不同種類的細胞。
(3)判斷細胞全能性的標志
由種子發育成個體能證明受精卵具有全能性，不能證明體細胞的全能性；由體細胞發育成一個個體能證明體細胞的全能性。判斷體細胞是否具有全能性的標志是看起點和終點，起點是“已分化的體細胞”，終點是發育成“個體”。
〔對應訓練〕
1．(2018·湖南雅禮中學月考)下列發生了細胞分化且能體現體細胞全能性的生物學過程是(　D　)
A．玉米種子萌發長成新植株
B．小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞
C．小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株
D．胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株
[解析]　“細胞全能性”是指已經分化的細胞，仍然具有發育完整新個體的潛能。選項A所述內容是玉米的胚后發育過程；不符合題意；全能性表達的結果是得到完整新個體，B選項所述內容僅體現了細胞分化，不符合題意；由于題干中要求體現的是“體細胞全能性”，花粉屬于生殖細胞，C不符合題意；胡蘿卜根韌皮部細胞是已分化的細胞，經組織培養后得到了完整的新植株，體現了體細胞的全能性，D符合題意。
2．(2018·湖南師大附中期中)植物細胞具有全能性，可以發育為完整的個體，但是植物體內的細胞并沒有發育成完整個體，而是分化為不同的組織、器官。植物體內的細胞沒有表現出全能性的原因是(　D　)
A．植物體內的細胞喪失了全能性
B．不同的細胞內基因不完全相同
C．在個體發育過程中，細胞內的基因發生了變化
D．植物體細胞中只有部分基因在表達，基因的表達具有選擇性
[解析]　細胞的全能性在植物體內之所以沒有表現出來，是基因選擇性表達的結果，故D符合題意。
考點二　細胞的衰老、凋亡和癌變
1．個體衰老與細胞衰老的關系
2．細胞衰老的特征
巧學妙記：細胞衰老的特征
3．細胞的凋亡
(1)概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程。
(2)原因：細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控。
(3)類型
(4)意義
4．細胞的癌變
(1)癌變實質
原癌基因和抑癌基因發生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控。
(2)癌細胞的特征
①能夠無限增殖。
②形態結構發生顯著變化，如成纖維細胞由扁平梭形變成球形。
③表面發生了變化，細胞膜上的糖蛋白等物質減少，導致癌細胞容易分散和轉移。
(3)三種致癌因子
物理致癌因子、化學致癌因子和病毒致癌因子。
真題重組，判斷正誤。
(1)細胞凋亡是基因決定的細胞自動結束生命的過程(2017·全國卷Ⅲ，2D)(　√　)
(2)癌細胞是動物體內具有自養能力并快速增殖的細胞(2017·全國卷Ⅲ，2C)(　×　)
(3)當細胞衰老時，其細胞膜的通透性會發生改變(2014·全國卷Ⅰ，1B)(　√　)
(4)細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除(2015·海南單科，4C)(　√　)
(5)被病原體感染的細胞可通過細胞凋亡清除(2015·海南單科，5D)(　√　)
　原癌基因與抑癌基因只存在于癌細胞嗎？
[提示]原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有體細胞中，并非只存在于癌細胞中，只不過在癌細胞中兩種基因已發生突變。
重 難 精 講
1．細胞凋亡、衰老、壞死、癌變的區別
實質 特點 結果與意義
細胞 衰老 內因和外因共同作用的結果 ①酶活性降低，呼吸速率減慢； ②細胞體積變小，線粒體減少； ③細胞核增大，核膜內折，染色質收縮、染色加深 ①生物體的絕大多數細胞都經歷未分化→分化→衰老→死亡的過程； ②細胞衰老是時刻都在發生的
細胞 凋亡 受由遺傳機制決定的程序性調控 細胞膜內陷，細胞變圓，與周圍細胞脫離 ①清除多余無用細胞； ②清除完成使命的衰老細胞； ③清除體內異常細胞
細胞 壞死 電、熱、冷、機械等不利因素引起的，不受基因控制 細胞膜破裂 傷害周圍細胞，引發炎癥
細胞 癌變 物理、化學和病毒致癌因子影響下，原癌基因和抑癌基因發生突變 ①惡性增殖的“不死細胞”； ②形狀顯著改變的“變態細胞”； ③黏著性降低的“擴散細胞” 癌細胞出現并大量增殖
2．細胞分化、分裂、癌變、壞死及凋亡的關系
[易錯警示]
與細胞癌變、衰老、凋亡、壞死有關的四個易錯點
(1)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有體細胞中，并非只存在于癌細胞中，只不過在癌細胞中兩種基因已發生突變。
(2)細胞的癌變是細胞畸形分化的結果，對機體有害。
(3)細胞衰老和凋亡對機體的正常發育都是有利的，細胞壞死對機體有害。
(4)細胞凋亡與基因選擇性表達有關，但不屬于細胞分化過程。
精 準 命 題
例2　(2018·四川眉山中學月考)下列有關細胞生命歷程的敘述，正確的是(　A　)
A．某細胞合成了胰島素意味著該細胞已發生了細胞分化
B．癌細胞的形成是原癌基因和抑癌基因選擇性表達的結果
C．細胞的衰老、凋亡和壞死都受基因的控制
D．人的造血干細胞和成熟紅細胞的染色體數目都能出現周期性變化
[解析]　胰島素是由胰島B細胞分泌的，胰島B細胞是已經分化的細胞；A項正確；癌細胞的形成是原癌基因和抑癌基因突變所致，B項錯誤；細胞壞死是在種種不利因素影響下，由細胞正常代謝活動受損或中斷而引起的細胞損傷和死亡，不受基因控制，C項錯誤；人的成熟紅細胞沒有細胞核，無染色體，不能分裂，故染色體數目不會出現周期性變化，D項錯誤。
〔對應訓練〕
3．(2018·山東省泰安市高三上學期期末)下列細胞中，可能已發生癌變的是(　A　)
A．被Rous肉瘤病毒感染的細胞
B．自由水含量減少，體積變小的細胞
C．膜通透性改變，物質運輸功能降低的細胞
D．在蝌蚪發育過程中，消失的尾部細胞
[解析]　導致細胞癌變的因素有物理因素、化學因素、生物因素，Rous肉瘤病毒屬于生物因素，可能導致細胞癌變，A正確。自由水含量減少，體積變小的細胞屬于衰老細胞的特征，B錯誤。膜通透性改變，物質運輸功能降低的細胞屬于衰老細胞的特征，C錯誤。在蝌蚪發育過程中，尾部的消失屬于細胞凋亡，D錯誤。
4．(2018·寧夏銀川一中月考)美國的研究人員鑒別出一組非肽類Caspase抑制劑及其分子作用機制，并證實它們能夠抑制細胞凋亡過程中信號的傳遞。下列相關敘述，不正確的是(　C　)
A．細胞凋亡過程中的信號傳遞可能與細胞膜表面的某種蛋白質有關
B．細胞凋亡是由基因控制的細胞編程性死亡
C．Caspase抑制劑在核糖體上合成
D．細胞的增殖和凋亡失控都會導致許多疾病的發生
[解析]　細胞間的信號傳遞與細胞膜表面的糖蛋白有關，A正確；細胞凋亡是由基因控制的細胞編程性死亡，是機體正常的生理反應，B正確；題干已強調Caspase是非肽類抑制劑，因此Caspase抑制劑不可能在核糖體上合成，C錯誤；細胞的增殖失控會導致疾病，如癌癥，細胞凋亡失控也會導致疾病的發生，如人類的并指，D正確。
課末總結
1．〔思維導圖〕
2．〔高考必背語句〕
1．細胞分化的實質是基因的選擇性表達，此過程中遺傳物質并未改變。
2．細胞分化在自然條件下是不可逆的。
3．雌蜂未受精的卵細胞發育成雄蜂證明了動物生殖細胞具有全能性。
4．細胞衰老最終表現為細胞的形態、結構和功能發生變化。
5．細胞凋亡是受到嚴格的遺傳機制決定的細胞程序性死亡。
6．癌細胞中遺傳物質發生變化。
7．原癌基因主要負責調節細胞周期，控制細胞生長和分裂的過程。
8．抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。
9．細胞分化、細胞衰老、細胞凋亡都不會使遺傳物質發生改變。
3．〔探究高考·明確考向〕
1．(2018·全國Ⅱ，6)在致癌因子的作用下，正常動物細胞可轉變為癌細胞。有關癌細胞特點的敘述錯誤的是(　A　)
A．細胞中可能發生單一基因突變，細胞間黏著性增加
B．細胞中可能發生多個基因突變，細胞的形態發生變化
C．細胞中的染色體可能受到損傷，細胞的增殖失去控制
D．細胞中遺傳物質可能受到損傷，細胞表面的糖蛋白減少
[解析]　A錯：正常細胞轉變為癌細胞并不是單一基因突變的結果，至少在一個細胞中發生5～6個基因突變，才能賦予癌細胞所有的特征。癌細胞膜上的糖蛋白減少，從而使癌細胞之間的黏著性降低。B對：癌細胞是原癌基因和抑癌基因突變的累積效應，癌細胞的形態結構發生顯著變化，例如，體外培養的呈扁平梭形的正常成纖維細胞轉變為癌細胞后變成球形。C對：環境中的致癌因子會損傷細胞中的染色體，使正常細胞成為不受機體控制的惡性增殖細胞。D對：細胞癌變的內因是原癌基因和抑癌基因發生突變，即細胞中的遺傳物質可能受到損傷，使細胞表面的糖蛋白減少。
2．(2018·江蘇卷，23)人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質干細胞(MSC)，下圖為MSC分裂、分化成多種組織細胞的示意圖，下列敘述錯誤的是(多選)(　ABC　)
A．組織細胞中的DNA和RNA與MSC中的相同
B．MSC不斷增殖分化，所以比組織細胞更易衰老
C．MSC中的基因都不能表達時，該細胞開始凋亡
D．不同誘導因素使MSC分化形成不同類型的細胞
[解析]　A錯：組織細胞中的DNA與MSC中的相同，由于組織細胞和MSC中的基因進行選擇性表達，所以兩者的RNA不完全相同。B錯：細胞會隨著分裂次數的增多而逐漸衰老，組織細胞是MSC分裂、分化后形成的，所以組織細胞更容易衰老。C錯：組織細胞中的凋亡基因表達，細胞才開始凋亡。D對：MSC在不同誘導因素的作用下，可分化形成不同類型的細胞。
3．(2017·江蘇卷，18)下列關于人體細胞分化、衰老、凋亡與癌變的敘述，錯誤的是(　B　)
A．細胞分裂能力隨細胞分化程度的提高而減弱
B．衰老細胞中各種酶的活性顯著降低
C．細胞凋亡有助于機體維持自身的穩定
D．癌細胞無接觸抑制特征
[解析]　通常，細胞分化程度越高分裂能力越低，A項正確；衰老細胞中多種酶的活性顯著降低，但有些酶的活性會提高，B項錯誤；細胞凋亡有利于清除多余的、受損的細胞，有助于機體維持自身的穩定，C項正確；癌細胞的細胞膜由于糖蛋白減少，會失去接觸抑制特征，D項正確。
4．(2016·全國卷Ⅱ，1)在細胞的生命歷程中，會出現分裂、分化等現象。下列敘述錯誤的是(　B　)
A．細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻
B．哺乳動物的造血干細胞是未經分化的細胞
C．細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果
D．通過組織培養可將植物葉肉細胞培育成新的植株
[解析]　細胞有絲分裂的重要意義是將親代細胞的染色體經復制后，精確地平均分配到兩個子細胞中，從而使細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性，A項正確；哺乳動物的造血干細胞是一種專能干細胞，分化程度不高，但已經分化，B項錯誤；細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果，C項正確；高度分化了的植物細胞仍具有全能性，通過組織培養可以將植物葉肉細胞培育成新植株，D項正確。
5．(2016·天津卷，6)在培養人食管癌細胞的實驗中，加入青蒿琥酯(Art)，隨著其濃度升高，凋亡蛋白Q表達量增多，癌細胞凋亡率升高。下列敘述錯誤的是(　D　)
A．為初步了解Art對癌細胞的影響，可用顯微鏡觀察癌細胞的形態變化
B．在癌細胞培養液中加入用放射性同位素標記的Art，可確定Art能否進入細胞
C．為檢測Art對凋亡蛋白Q表達的影響，須設置不含Art的對照試驗
D．用凋亡蛋白Q飼喂患癌鼠，可確定該蛋白能否在動物體內誘導癌細胞凋亡
[解析]　根據題干信息可知，Art可促進細胞中凋亡蛋白Q的表達，從而使癌細胞凋亡率升高，而細胞在凋亡過程中形態會發生變化，故用顯微鏡觀察癌細胞的形態變化可以初步了解Art對癌細胞的影響，A項正確；為了確定Art能否進入細胞，可以用放射性同位素標記Art，加入癌細胞培養液中，B項正確；設置含有Art與不含Art的對照實驗，才能確定Art對凋亡蛋白Q表達的影響，C項正確；用蛋白質飼喂患癌鼠，蛋白質會被消化成氨基酸，所以飼喂凋亡蛋白Q不能確定該蛋白的作用，D項錯誤。
考能提升(三)　細胞的生命歷程
〔易 錯 清 零〕
易錯點1　誤認為在裝片中可以觀察一個細胞的有絲分裂的連續過程
點撥：根尖細胞在解離的同時已被殺死，細胞分裂停止，細胞固定在被殺死的瞬間所處的細胞分裂時期，不再變化，故對于裝片中的某一特定細胞來說，并不能觀察到一個細胞的有絲分裂的連續過程。
易錯點2　誤認為所有細胞都能觀察到染色體
點撥：只有處于有絲分裂前期、中期、后期(或減數分裂)的細胞其染色質才會高度螺旋化，形成染色體，不進行分裂的細胞，其染色質極其細長，不能通過光學顯微鏡觀察到，故欲觀察染色體，必須取“分生組織”制片。
易錯點3　誤認為同源染色體大小必須完全相同
點撥：同源染色體的大小并非全相同：同源染色體形態、大小一般都相同，但也有大小不相同的，如男性體細胞中X染色體和Y染色體是同源染色體，X染色體較大，Y染色體較小。而對于果蠅，則是Y染色體較大，X染色體較小。此外，對于ZW型性別決定的生物而言，其Z、W染色體大小形態也不相同，但其在減數分裂過程中可進行聯會，故仍可互稱為同源染色體。
易錯點4　誤認為精原細胞減數分裂的結果是產生精子
點撥：實際上精細胞變形成為精子不屬于減數分裂的范疇，所以，精原細胞減數分裂的結果是產生精細胞。
易錯點5　誤認為受精卵中的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方
點撥：(1)核內染色體一半來自父方，一半來自母方。
(2)細胞質中的遺傳物質幾乎都來自母方。
易錯點6　誤認為同源染色體分離與非同源染色體自由組合在時間上存在“先后”
點撥：同源染色體分離與非同源染色體自由組合的發生時間無先后，是“同時進行”的。減數分裂過程中同源染色體分離，其上的等位基因也分離(此為基因分離定律基礎)，與此同時，非同源染色體自由組合，其上的非等位基因也自由組合(此為基因自由組合定律的基礎)。
易錯點7　不清楚細胞周期中相關物質變化及mRNA形成的兩個高峰期內涵
點撥：有絲分裂各階段細胞核中DNA和細胞質中mRNA的含量變化，如下圖所示曲線，圖中a、b、c依次對應G1期、S期、G2期。
(1)a、c期解讀：
a、c兩時期為mRNA形成的高峰期，表明此期為轉錄高峰期，此時應大量消耗“U”，且RNA聚合酶活性較高，但G1期主要合成DNA復制所需的酶系，G2期主要合成紡錘體微管蛋白等。
(2)S期解讀：
①S期為DNA復制期，是細胞周期的最關鍵期，此時大量消耗“T”
②S期易發生基因突變，為誘變育種、癌細胞增殖，藥物研發關鍵期。
易錯點8　誤認為細胞質均等分裂的一定不是卵細胞形成過程并認為生殖器官中不存在有絲分裂
點撥：(1)細胞質不均等分裂的一定為卵母細胞，有姐妹染色單體的是初級卵母細胞，無姐妹染色單體的是次級卵母細胞；細胞質均等分裂且有姐妹染色單體的一定是初級精母細胞，細胞質均等分裂無姐妹染色單體的則可能是次級精母細胞或第一極體。
(2)生殖器官中精原細胞或卵原細胞的形成過程為有絲分裂，故在生殖器官中不僅發生減數分裂過程，也發生有絲分裂過程，進行減數分裂裝片觀察時，兩類分裂的細胞圖像均可存在。
易錯點9　誤認為只有癌細胞內才有原癌基因與抑癌基因，且只要有一個基因突變即可引發細胞癌變
點撥：人和動物細胞的染色體上本來就存在著與癌有關的基因——原癌基因和抑癌基因。環境中的致癌因子會損傷細胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因發生基因突變，導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。根據大量的病例分析，癌癥的發生并不是單一基因突變的結果，至少在一個細胞中發生5～6個基因突變，才能賦予癌細胞所有的特征，這是一種累積效應。
易錯點10　誤認為種子萌發成植株或干細胞分化成多種組織器官即實現了“全能性”
點撥：確認是否實現了全能性必須把握“起點”與“終點”，即起點為離體的已分化的細胞、組織或器官，終點為“完整個體”，種子為未來植株的幼體，它的萌發應屬于正常發育，不是全能性表達；而干細胞形成的器官種類雖多，但并非“完整的個體”，故也未實現全能性。
易錯點11　誤認為衰老個體中所有細胞都衰老且衰老或凋亡細胞的所有酶活性都降低
點撥：多細胞生物個體衰老時，其細胞普遍衰老，但衰老個體中也會有“新生細胞”(如造血干細胞)生成，細胞衰老時，其多數酶活性降低，然而與衰老、凋亡相關基因表達的酶的活性卻“格外高”。
〔核 心 強 化〕
1．DNA復制與細胞分裂中染色體標記情況分析
(1)有絲分裂的過程圖解與規律總結
①過程圖解(一般只研究一條染色體)
復制一次(母鏈標記，培養液不含同位素標記)：
轉至不含放射性培養液中再培養一個細胞周期：
②規律總結：若只復制一次，產生的子染色體都帶有標記；若復制兩次，產生的子染色體只有一半帶有標記。
(2)減數分裂與DNA復制
①過程圖解：減數分裂一般選取一對同源染色體為研究對象，如圖：
②規律總結：由于減數分裂沒有細胞周期，DNA只復制一次，因此產生的子染色體都帶有標記。
2．減數分裂與有絲分裂中的特例
(1)處于減數第二次分裂過程中的細胞，可能含有同源染色體，如多倍體(四倍體的減數分裂)。
(2)處于有絲分裂過程中的細胞可能沒有同源染色體，如二倍體生物形成的單倍體體細胞進行的有絲分裂。
3．減數分裂異常發生時期的判斷
(1)若生殖細胞中含有等位基因，通常是減數第一次分裂后期同源染色體未分離進入同一個細胞的結果。
(2)若生殖細胞中含有相同基因，通常是減數第二次分裂后期姐妹染色單體未分開的結果。
(3)個別染色體數目的變異
在正常減數分裂過程中將產生含X或Y染色體的精子，以及含有X染色體的卵細胞。但偶爾也會出現異常精子和異常卵細胞，各種情況及出現的原因大致如下：
—
—
4．剖析細胞分裂過程中異常細胞產生的三大原因
5．據基因型或染色體“互補性”判斷配子來源
(1)若兩個精細胞中染色體組成“完全相同”，(注與及與應視作相同)，則它們可能來自同一個次級精母細胞。
(2)若兩個精細胞中染色體組成恰好“互補”，則它們可能來自同一個初級精母細胞分裂產生的兩個次級精母細胞。
(3)若兩個精細胞中的染色體有的相同，有的互補，只能判定其可能來自同一生物不同精原細胞的減數分裂過程。
6．減數分裂與基因突變
在減數第一次分裂前的間期，DNA分子復制過程中，如復制出現差錯，則會引起基因突變，此時可導致姐妹染色單體上含有等位基因，這種突變能通過配子傳遞給下一代，如圖所示。
7．減數分裂與基因重組
(1)非同源染色體上非等位基因自由組合導致基因重組(自由組合定律)。在減數第一次分裂后期，可因同源染色體分離，非同源染色體自由組合而出現基因重組如A與B或A與b組合。
(2)同源染色體非姐妹染色單體交叉互換導致基因重組。在減數第一次分裂四分體時期，可因同源染色體的非姐妹染色單體間交叉互換而導致基因重組，如A原本與B組合，a與b組合，經重組可導致A與b組合，a與B組合。
特例——這是命題人設置陷阱的首選
(1)關于細胞分裂的四個“不一定”
不一定 特例(原因)
1 細胞不一定都有細胞周期 已分化的成熟細胞和進行減數分裂的細胞都沒有細胞周期
2 染色體和DNA數量不一定相等 復制前，染色體∶DNA＝1∶1，復制后，染色體∶DNA＝1∶2
3 細胞分裂中不一定都有染色體和紡錘體的出現 蛙紅細胞無絲分裂及原核細胞分裂中沒有染色體和紡錘體出現
4 減數第二次分裂后期細胞質均等分裂的不一定是次級精母細胞 極體的分裂也是均等的
(2)關于細胞的分化、衰老、凋亡和癌變的三個“不一定”
不一定 特例(原因)
1 同一個體不同體細胞蛋白質不一定相同 由于基因選擇性表達，不同體細胞中蛋白質不完全相同
2 衰老細胞中各種酶活性不一定都降低 衰老細胞中部分酶活性降低，但并非所有酶都降低活性
3 基因突變不一定都會導致癌變 只有原癌基因和抑癌基因發生突變，且有5～6個基因突變后才會導致癌變
〔狀 元 筆 記〕
規 范 養 成
案例　細胞分裂圖像及曲線圖規范審答案例
批閱答卷——判斷對錯，查找誤區
圖1表示某種生物(基因型為EeFf)細胞分裂的不同時期每條染色體上DNA含量的變化；圖2表示該生物細胞分裂不同時期的細胞圖像(字母E、e代表染色體上的基因)。請據圖回答問題：
(1)圖1中AB段形成的原因是DNA復制和有關蛋白質合成①，CD段變化發生在有絲分裂后期②(時期)。
(2)圖2中，甲細胞含有4③個染色體組，甲細胞分裂的前一階段，細胞中染色體排列的特點是排列在細胞中央赤道板位置④。
(3)圖2中，乙細胞處于圖1中的BC⑤段。
(4)圖2中，丙細胞的名稱是次級卵母細胞⑥。
請仔細觀察丙細胞染色體上的基因，分析產生這種情況的原因是發生了基因突變⑦。
評析矯正——辨析誤區，規范審答
錯因分析 正確答案
① 未審清圖1是每條染色體上DNA含量的變化，只問AB段 DNA復制
② 未理清圖1的實質內涵，忽視了減數分裂過程的變化 有絲分裂后期或減數第二次分裂后期
④ 語言表述不準確 染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上
⑥ 考慮問題不全面 次級卵母細胞或極體
⑦ 未看清圖丙中E和e基因所在染色單體的差異 發生了交叉互換
狀 元 解 題
案例1　下圖表示果蠅精原細胞在分裂過程中細胞內染色體數目、核DNA分子含量等指標的變化情況，其中圖1中的乙曲線表示減數分裂過程中染色體數目。下列有關分析錯誤的是(　D　)
A．圖1中甲曲線表示減數分裂過程中每條染色體上DNA分子數目
B．圖2中AF段和圖3均表示有絲分裂過程
C．圖1中EF段與圖2 中DE段下降的原因不同
D．圖2中HI段只有 1個染色體組
[解析]　(1)圖1中，H點表示的數目與A點相同，則甲曲線表示減數分裂過程中每條染色體上DNA分子數目。
(2)圖2中AF段和圖3曲線表示的同源染色體對數和染色體組數均有加倍現象，所以均表示有絲分裂過程。
(3)圖1中EF段表示著絲點分裂，圖2中DE段表示細胞分裂成兩個子細胞。
(4)圖2中HI段可表示減數第二次分裂后期，由于著絲點分裂，染色體數短暫加倍，此時細胞中有2個染色體組。
　　案例2　(經典高考題)基因型為AaXBY的小鼠僅因為減數分裂過程中染色體未正常分離，而產生一個不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于2號染色體。下列關于染色體未分離時期的分析，正確的是(　A　)
①2號染色體一定在減數第二次分裂時未分離　②2號染色體可能在減數第一次分裂時未分離　③性染色體可能在減數第二次分裂時未分離　④性染色體一定在減數第一次分裂時未分離
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
[解析]　(1)該小鼠的基因型為AaXBY，其處于四分體時期的初級精母細胞中染色體及基因組成如右圖所示。等位基因A、a位于2號染色體上，B位于X染色體上。若正常減數分裂則形成的配子的基因型為AXB、aXB、AY、aY四種。(2)依據題干中提供的信息“產生一個不含性染色體的AA型配子”，可知A與A沒有分離，而其分離發生在減數第二次分裂后期；“不含性染色體”有兩種可能：一是減數第一次分裂后期同源染色體未分離，二是減數第二次分裂后期姐妹染色單體分離后移向同一極。
長句應答突破簡答題
1．甲圖表示處于某分裂時期的細胞圖像，乙圖表示該細胞在有絲分裂不同時期每條染色體上DNA含量變化的關系圖。請據圖回答下列問題：
(1)甲圖所示細胞發生的主要變化是：每個著絲點分裂成兩個，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體并移向細胞兩極。
(2)乙圖中AB段形成的原因是：分裂間期DNA分子復制；CD段形成的原因：是分裂后期染色體的著絲點分裂，染色單體分離。
(3)甲圖所示細胞分裂的前一階段，細胞中染色體排列的特點是：染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上。
(4)分裂期蛋白質合成的很少，原因是：分裂期染色體中的DNA高度螺旋化，難以解旋，無法正常轉錄。
2．下圖表示某動物細胞分裂的不同時期染色體數目變化曲線，請分析回答下列問題：
(1)①→②染色體數目減半的時期和原因是：減數第一次分裂末期，同源染色體分離分別進入兩個子細胞中。
(2)③⑥染色體數目加倍的原因是：著絲點分裂，姐妹染色單體分開成為染色體，染色體數目加倍。
(3)④形成的細胞中遺傳物質的來源是：細胞核內的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方，其細胞質中的遺傳物質幾乎全部來自卵細胞。
(4)過程C與過程A產生的子細胞中DNA含量不同的原因是：減數分裂時DNA復制1次，細胞連續分裂兩次；有絲分裂時DNA復制1次，細胞分裂1次。
3．下圖為細胞的生命歷程示意圖，據圖分析：
(1)癌細胞易擴散和轉移的原因是：細胞膜表面糖蛋白減少，使細胞間黏著性降低。
(2)原癌基因的主要功能是：調節細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程。
(3)乙和丙過程中基因活動的區別是：乙過程是相關基因選擇性表達的結果，遺傳物質沒有發生改變；丙過程是原癌基因和抑癌基因突變導致的結果，遺傳物質發生了改變。
(4)丁和戊過程的區別是：丁是在相關基因調控下細胞主動結束生命的過程，對生物體有利；戊是在外力作用下迅速使細胞破裂死亡的過程，對生物體是不利的。
(5)己過程中細胞代謝會減慢，原因有：水分減少，酶活性降低，細胞膜通透性改變，染色質收縮等。
針 對 訓 練
〔訓練1〕　(2018·東山二中高三上學期期中)如圖所示細胞均來自同一生物體，有關敘述錯誤的是(　C　)
A．細胞⑤中的染色體數是①或②的四倍
B．細胞②可通過④→⑤→④→③→②的過程來形成
C．圖①和圖②不可能來自于同一個初級精母細胞
D．圖③④⑤⑥中都具有來自父方或母方的染色體
[解析]　圖①和圖②的染色體是“互補”的關系，可能來自于同一個初級精母細胞。
〔訓練2〕　(2019·天津市南開區高三期末)如圖為某動物細胞分裂的示意圖，據圖判斷該細胞(　A　)
A．只分裂形成一種卵細胞
B．含有3對同源染色體
C．含有3個染色體組
D．一定發生過基因突變
[解析]　由于細胞質不均等分裂，且著絲點已分裂，所以細胞為次級卵母細胞，因此分裂后只能形成一種卵細胞，A正確；著絲點分裂后形成的染色體相同，屬于復制關系，不含同源染色體，B錯誤；由于圖示細胞中著絲點分裂，細胞處于減數第二次分裂后期，移向細胞兩極的染色體共有2個染色體組，C錯誤；由姐妹染色單體分裂形成的染色體上的基因在正常情況下應該完全相同，而圖示細胞出現了等位基因G和g，原因可能是發生了基因突變，也可能是減數第一次分裂前期同源染色體上的非姐妹染色單體交叉互換形成的，D錯誤。
〔訓練3〕　(2019·年廣東省韶關市)一個家庭中，父親正常，母親患血友病，婚后生了一個性染色體為XXY的正常兒子。產生這種變異最可能的親本和時間分別是(　C　)
A．父親、減數第二次分裂后期
B．母親、減數第二次分裂后期
C．父親、減數第一次分裂后期
D．母親、減數第一次分裂后期
[解析]　血友病是伴X染色體隱性遺傳病(用H、h表示)。父親正常，母親患血友病，生了一個性染色體為XXY色正常兒子，則這對夫婦的基因型為XHY×XhXh，兒子的基因型為XHXhY。根據兒子的基因型可知，他是由含XHY的精子和含Xh的卵細胞結合形成的受精卵發育而來的，所以問題出在父親，是父親減數第一次分裂后期，XH和Y移向同一極，形成異常精子所致。
〔訓練4〕　(2019·南開實驗中學期中)將某一經3H充分標記核DNA的雄性動物細胞(染色體數為2N)置于不含3H的培養基中培養，經過連續兩次細胞分裂。下列有關說法正確的是(　C　)
A．若進行減數分裂，則子細胞含3H的DNA分子數為N/2
B．若進行有絲分裂，則子細胞含3H的染色體數一定為N
C．若子細胞中染色體都含3H，則細胞分裂過程中可能發生基因重組
D．若子細胞中有的染色體不含3H，原因是同源染色體彼此分離
[解析]　DNA分子復制是半保留復制，經過減數第一次分裂和第二次分裂，產生的每個子細胞染色體數目減半，則含3H的DNA分子數應該是N，A錯誤；若進行2次有絲分裂產生4個子細胞，第一次分裂產生的細胞中核DNA都含有3H，第二次分裂過程中含3H和不含3H的DNA隨機分向兩極，故不能確定每個子細胞中含有3H的染色體數，B錯誤；如果連續經過兩次細胞分裂形成的子細胞中所有染色體都含3H，說明該細胞進行的分裂方式最可能是減數分裂，減數分裂過程中可能發生基因重組，C正確；子細胞中若有不含3H的染色體，則細胞進行的是有絲分裂，同源染色體不會分離，有的染色體不含3H是因為細胞在第二次分裂后期形成的子染色體向兩極隨機移動，D錯誤。

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