高中生物 第六章细胞的生命历程期末知识梳理 新人教版必修1.docx
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高中生物第六章细胞的生命历程期末知识梳理新人教版必修1
2019-2020年高中生物第六章细胞的生命历程期末知识梳理新人教版必修1
一、本章知识网络：
二、知识解读：
知识点一、细胞周期的概念与表示方法
1．细胞周期概念及时期划分
（1）概念：
连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。
（2）细胞周期的时期划分：
细胞周期分为分裂间期和分裂期。
间期历时长，分裂期历时短。
间期在前，分裂期在后。
2．细胞周期的表示方法
（1）常规表示法（扇形图、直线图、曲线图）
（2）柱形图表示法
B组DNA含量在2n到4n之间，说明细胞正处于DNA复制时期；C组细胞中DNA已经加倍说明细胞处在分裂期。
3．影响细胞周期的因素
（1）内部因素：
不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同。
间期与分裂期所占比例也不同。
（2）外部因素：
主要有温度、pH、射线、生理和病理状况等，这些因素通过影响酶的活性影响细胞周期。
因为DNA复制、有关蛋白质合成、能量供给等生理过程都需要酶的参与。
知识点二、细胞有丝分裂过程中的规律性变化、曲线模型及动植物细胞有丝分裂异同点比较
1．细胞周期中几种细胞结构的变化
（1）染色体形态变化
染色质（间期、末期）
染色体（前期、中期、后期）
（2）纺锤体的变化：
形成（前期）―→解体消失（末期）。
（3）核仁、核膜的变化：
解体消失（前期）―→重建（末期）。
（4）中心体变化规律（动物细胞、低等植物细胞）
复制―→分开移向两级―→平均进入两个子细胞[]
（间期） （前期） （末期）
1～2个 2个 1个
（5）染色体行为变化规律
2．数目变化规律（以二倍体生物为例）
间期
前期
中期
后期
末期
核DNA数（2n）
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
染色单体数
0→4n
4n
4n
4n→0
0
染色体数（2n）
2n
2n
2n
2n→4n
2n
同源染色体对数
n
n
n
n→2n
n
染色体组数
2
2
2
2→4
2
3.DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线
（1）A→B、L→M、P→Q的变化原因都是DNA分子复制。
（2）G→H、N→O、R→S变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
（3）C→D，R→S的变化很相似但时期不同。
（4）染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。
4．与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用（见下表）
细胞器
名称
细胞
类型
时期
生理作用
核糖体
动物、植物
整个时期，但是主要是间期
各种蛋白质（组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质）的合成
中心体
动物、低等植物
前期
纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期
细胞壁的形成
线粒体
动物、植物
整个时期
提供能量
提醒
（1）观察染色体最好的时期是中期。
（2）染色单体形成于间期，出现于前期，消失于后期。
（3）有丝分裂全过程各个时期始终有同源染色体存在，但不配对也不分开。
（4）赤道板与细胞板的区别：
赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。
5．动植物细胞有丝分裂异同点比较（见下表）
比较
类别
不同点
相同点
有丝分裂过程
是否有中心体复制
前期：
纺锤体形成机制不同
末期：
细胞质分裂方式不同
分裂期
间期
高等
植物
细胞
无
两极
↓
纺锤丝
↓
纺锤体
细胞板
（高尔基体有关）
↓
细胞壁
↓
分割细胞（质）
染色体完成复制
染色体
平均分
配到两
个子细
胞中
动物
细胞
有
两组中心粒
（复制于间期）
↓
星射线
↓
纺锤体
细胞膜
↓
中央内陷
↓
缢裂细胞（质）
染色体完成复制
染色体
平均分
配到两
个子细
胞中
提醒 动植物细胞有丝分裂的区别要注意特例：
（1）细胞分裂的过程中出现中心体的不一定是动物细胞，低等植物细胞有丝分裂的分裂期，纺锤体的形成也与中心体有关；
（2）细胞分裂的过程中不出现中心体的不一定是植物细胞，也有可能是进行无丝分裂或者二分裂的细胞；（3）区分动、植物有丝分裂最可靠的方法——子细胞形成方式、细胞板结构，纺锤丝、星射线、中心体都不可靠。
考点三、观察植物细胞的有丝分裂
一、实验原理
1．植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。
2．有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，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（质）易被碱性染料着色。
二、实验流程
1．洋葱根尖的培养：
实验前3～4d，将洋葱放在装满水的广口瓶上，底部接触水，把装置放在温暖的地方，经常换水，以防烂根，待根长到5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。
2．装片的制作
3．观察：
使用低倍镜找到根尖分生区的细胞，然后换成高倍镜，观察分生区的各个细胞，并找到有丝分裂各个时期的细胞。
4．绘图。
三、实验注意事项
1．取材时，剪取根尖应为2～3mm，过长会包括伸长区，无细胞分裂；
2．解离时间不宜过长，否则根尖细胞的结构会遭到破坏；
3．漂洗是为洗去细胞内部的盐酸，因此要保证足够的时间，否则会影响对染色体（质）的染色；
4．压片时要掌握好力度，过轻，细胞分散不开；过重，会压坏玻片。
考点四、细胞分化与细胞全能性及其应用
1．细胞分化、细胞全能性的比较
细胞分化
细胞全能性
原理
细胞内基因的选择性表达
含有本物种全套遗传信息
特
点
1持久性：
细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度
2稳定性和不可逆性：
一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡
③普遍性：
生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础
①高度分化的植物细胞具有全能性。
植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性
②动物已分化的体细胞全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性。
例如，动物克隆技术
结果
形成形态、结构、功能不同的细胞
形成新的个体
大小比较
细胞分化程度有高低之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵
细胞全能性有大小之分，如受精卵>生殖细胞>体细胞
关系
1两者的遗传物质一般都不发生变化
②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小
2.干细胞的类型和在医学上的应用
（1）概念
干细胞是一类具有自我更新和分化发育潜能的原始细胞。
机体内的各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。
（2）类型
干细胞分为3类：
全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。
下面以干细胞分化成红细胞的过程为例，说明它们之间的关系：
（3）应用
医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。
【疑难辨析】
1．细胞分化的不可逆性及脱分化
（1）在生物体内，细胞分化是一种稳定的程序性变化，这种变化一般是不可逆转的。
（2）但在人工实验条件下，分化的组织细胞能脱分化，脱分化的组织细胞由于含有发育成完整生物体的全部遗传物质，因而经一定人工培养后理论上可发育成一个完整生物体。
2．个体发育、细胞分化、基因表达三者之间的关系
（1）个体发育是以细胞的分裂和分化为基础，因为只有通过细胞分裂，才能增加细胞的数目；只有通过细胞的分化，才能形成不同的组织、器官和系统。
细胞分化是个体发育中的主要过程：
受精卵
成熟的生物个体
（2）细胞的分裂和细胞的分化是以基因的表达为基础的，特别是细胞分化，它是细胞内的遗传信息（基因）有序表达的结果。
如红细胞的形成是以控制血红蛋白合成为主的基因表达的结果。
（3）从上述三者之间的关系可以看出，个体水平上的发育是以细胞水平的分裂与分化为基础的，细胞水平的分裂与分化是以分子水平的基因表达为基础的。
考点五、细胞的衰老、凋亡和癌变
1．个体衰老与细胞衰老的关系
（1）单细胞生物的细胞衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
（2）多细胞生物体内的细胞总是不断地更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，但从整体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2．癌细胞的特征与癌变机理
（1）特征分析
①不死性：
条件适宜时，癌细胞可以无限增殖，而且分裂迅速，细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃。
②迁移性：
癌细胞分泌一些酶类分解细胞表面的某些结构，导致癌细胞黏着性降低，易于扩散。
③失去接触抑制性：
正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长，称为接触抑制。
而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长。
如下图：
（2）癌变机理
（3）原癌基因与抑癌基因的关系
①原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
②抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。
③癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变，导致细胞异常分裂，对这种异常分裂机体又无法阻止而造成的。
3．细胞的凋亡、坏死与癌变的比较
项目
细胞凋亡
细胞坏死
细胞癌变
与基因的关系
受基因控制
不受基因控制
受突变基因控制
细胞膜的变化
内 陷
破 裂
糖蛋白等减少，黏着性降低
形态变化
细胞变圆，与周围细胞脱离
细胞外形不规则变化
呈球形
影响因素
受严格的由遗传机制决定的程序性调控
电、热、冷、机械等不利因素影响
分为物理、化学和病毒致癌因子
对机体的影响
对机体有利
对机体有害
对机体有害
2019-2020年高中生物第十二章植物的成熟和衰老生理竞赛教案
一、教学时数
计划教学时数6学时。
二、教学大纲基本要求
了解花粉的构造、主要成分、花粉萌发和花粉管的生长；掌握被子植物中存在的两种自交不亲和性及其特点，了解克服不亲和的方法；了解胚和胚乳的发育，以及种子中贮藏物质的积累过程；熟悉果实的生长模式、单性结实现象和果实成熟时的变化；掌握种子和芽的休眠并了解其调控方法；熟悉植物衰老时的生理生化变化和引起衰老的原因、影响衰老的因素；掌握器官脱落的细胞学及生物化学过程，并了解影响脱落的内外因素及调控方法。
三、教学重点和难点
（一）重点
1．精细胞有二型性和偏向受精的特性。
花粉的主要成分，特别是脯氨酸、蔗糖或淀粉等与花粉的育性有关。
花粉管的定向生长与Ca2+梯度有关。
花粉和柱头的相互识别，被子植物的自交不亲和性以及克服方法。
影响受精的因素。
2．种子的形成与成熟，外界条件对种子形成的影响。
3．果实成熟时内部发生的生理生化变化。
4．引起种子休眠的三个原因，以及种子休眠的解除或延长方法。
种子活力与种子的保存方法。
引起芽休眠的原因及调控方法。
5．植物衰老时的生理生化变化。
解释引起植物衰老原因的几个学说。
衰老的遗传调控、激素调控以及环境调控。
6．脱落的细胞学和生物化学过程。
影响器官脱落的内外因素。
（二）难点
1．果实成熟时的生理生化变化及其与果实品质的关系。
2．植物衰老的生理机理与调控。
3．植物激素与脱落的关系。
四、本章知识要点
（一）名词解释
1．雄性生殖单位（malegeremunit，MGU）包含两个相互连接的精细胞和一个营养核，它作为一个功能团，经花粉管传递到胚囊，与雌性生殖单位发生双受精。
2．精细胞的二型性（heteromorphism）指同一花粉粒中的两个精细胞在形态、大小及内含的细胞器等方面有差异的特性。
3．偏向受精（preferentialfertilization）同一花粉粒中的两个精细胞在双受精过程中，其中一个精细胞只能与卵细胞融合，而另一个精细胞只能与中央细胞融合的现象。
4．配子体型不亲和（gamatophyticself-inpatibility,GSI）受花粉本身的基因控制的不亲和，引起自交不实。
5．孢子体型不亲和（sporphyricself-inpatibility,SSI）受花粉亲本基因控制的不亲和，引起自交不实。
6．识别反应（recognitionresponse）识别（recognition）是细胞分辨“自己”与“异己”的一种能力，表现在细胞表面分子水平上的化学反应和信号传递。
本文中的识别反应是指花粉粒与柱头间的相互作用，即花粉壁蛋白和柱头乳突细胞壁表层蛋白薄膜之间的辨认反应，其结果表现为“亲和”或“不亲和”。
亲和时花粉粒能在柱头上萌发，花粉管能伸入并穿过柱头进入胚囊受精；不亲和时，花粉则不能在柱头上萌发与伸长，或不能发生受精作用。
7．蒙导花粉（mentorpollen）亲和的花粉可使柱头不能识别不亲和的花粉，以克服杂交不亲和性，实现受精。
8．集体效应（groupeffect）在一定面积内，花粉数量越多，花粉的萌发生长越好的现象。
9．胚胎发育晚期丰富蛋白（lateembryogenesisabundantprotein，LEA）种子发育晚期生成的蛋白，特点是具有很高的亲水性和热稳定性，并可被ABA和水分胁迫等诱导合成，在种子成熟过程中起到保护细胞免受脱水伤害的作用。
10．无融合生殖（apomixis）被子植物中由未经受精的卵或胚珠内某些细胞直接发育成胚的现象。
11．单性结实（parthenocarpy）不经过受精作用，子房直接发育成果实的现象。
单性结实一般都形成无籽果实，故又称“无籽结实”。
12．多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）催化多聚半乳糖醛酸α-1，4键的水解的酶，促使果实软化。
13．休眠（dormancy）植物的整体或某一部分生长暂时停顿的现象。
它是植物抵制不良自然环境的一种自身保护性的生物学特性。
一、二年生植物大多以种子为休眠器官；多年生落叶树以休眠芽过冬；多种多年生草本植物则以休眠的根系、鳞茎、球茎、块根、块茎等渡过不良环境。
14．强迫休眠（epistoticdormancy）指由于不利于生长的环境条件引起的植物休眠。
如秋天树木落叶后芽的休眠。
15．生理休眠（physiologicaldormancy）在适宜的环境条件下，因为植物本身内部的原因而造成的休眠。
如刚收获的小麦种子的休眠。
16．层积处理（stratification）一种解除休眠的方法，即将种子埋在湿沙中置于低温（1～10℃）环境中，放置数月（1～3月）的处理。
这种处理能使一些木本植物种子中抑制发芽的物质含量下降，而促进发芽的GA和CTK等物质含量升高，提高了萌发率。
另外层积处理也有促进胚后熟的作用。
17．种子寿命（seedlongevity）种子从成熟到丧失生活力所经历的时间。
种子寿命受遗传基因和贮藏环境的影响。
18．种子生活力（viability）是衡量种子活力的一种术语，一般就是指种子的发芽力（germinatingenergy）或发芽率（germinationpercentage），种子的生活力强，则发芽率高。
19．种子活力（seedvigor）指种子的健壮度，即种子迅速、整齐发芽出苗的潜在能力。
20．种子的老化（aging）种子活力的自然衰弱。
高温、高湿条件下种子老化过程往往加快。
21．种子劣变（deterioration）种子的结构和生理机能的恶化。
劣变不一定都是老化引起的，突然性的高温或结冰会使蛋白质变性，细胞受损，也会引起种子劣变。
22．正常性种子（orthodoxseed）指成熟期耐脱水，在干燥和低温条件下能长期贮藏的种子，如禾谷类、豆类、十字花科类种子。
这些种子在发育后期随着贮藏物质积累的结束，要进入一个脱水期，种子失去大部分水后进入静止休眠状态。
正常种子可在很低的含水量下长期贮藏而不丧失活力。
23．顽拗性种子（recalcitrantseed）指成熟时有较高的含水量，贮藏中忌干燥和低温的种子，如茭白、菱、椰子、芒果等种子。
这些种子采收后不久便可自动进入萌发状态，一旦脱水即影响其萌发，导致生活力迅速丧失。
因而人们曾称顽拗性种子为“短命种子”。
24．衰老（senescence）在正常条件下发生在生物体的机能衰退并逐渐趋于死亡的现象。
本文指的是植物的细胞、组织、器官或整个植株的生理功能衰退的现象。
25．脱落（abscission）植物细胞、组织或器官脱离母体的过程。
脱落可以分为三种：
一是由于衰老或成熟引起的脱落叫正常脱落，比如果实和种子的成熟脱落；二是因植物自身的生理活动而引起的生理脱落，如营养生长与生殖生长竞争、源与库不协调等引起的脱落；三是因逆境条件引起的胁迫脱落。
26．离区与离层（abscissionzoneandabscissionlayer）离区是指分布在叶柄、花柄、果柄等基部一段区域中经横向分裂而形成的几层细胞。
离层是离区中发生脱落的部位。
27．自由基（freeradical）带有未配对电子的离子、原子、分子以及基团的总称。
根据自由基中是否含有氧，可将自由基分为氧自由基和非含氧自由基。
自由基的特点是①不稳定，寿命短；②化学性质活泼，氧化能力强；③能持续进行链式反应。
28．生物自由基（biologicalfreeradical）通过生物体内自身代谢产生的一类自由基。
生物自由基分氧自由基和非含氧自由基，其中氧自由基是最主要的，它又可分为两类：
无机氧自由基，如超氧自由基（O2·-）、羟自由基（·OH）；有机氧自由基，如过氧化物自由基（ROO·）等。
生物自由基对细胞膜和许多生物大分子产生破坏作用。
29．活性氧（activeoxygen）是指化学性质活泼、氧化能力很强的含氧物质的总称。
包括含氧自由基和含氧非自由基。
如：
超氧阴离子自由基（O2?
?
）、羟自由基（?
OH）、单线态氧（1O2）、烷基自由基（如O2·-、ROO-等）和含氧非自由基过氧化氢（H2O2）等，这类物质都是由氧转化而生成的氧代谢产物及其衍生物，由于它们都含有氧，并且具有比氧活泼的化学反应性，所以统称为活性氧。
活性氧有很强的氧化能力，对生物大分子和许多其他功能分子具有破坏性，如引起膜脂过氧化、蛋白质变性、核酸降解等，因此活性氧的积累必然会导致细胞的伤害。
30．超氧化物歧化酶（super-oxidedismutase，SOD）是存在植物细胞中最重要的清除自由基的酶，它能催化生物体内分子氧活化的第一个中间物超氧阴离子自由基（O2·-），发生歧化反应，生成O2和H2O2：
O2·-+O2·-+2H+→O2+H2O2
从而减轻O2·-对植物体的毒害作用。
植物体内的SOD有Cu-Zn-SOD，Mn-SOD或Fe-SOD三种类型，主要分布在叶绿体、线粒体和细胞质中。
31．过氧化氢酶（catalase，CAT）一种催化过氧化氢分解为水和氧反应的酶：
2H2O2→2H2O+O2
CAT主要存在于过氧化体中，负责过氧化体中产生的H2O2的清除。
其他部位产生的H2O2可扩散到过氧化体而被CAT清除。
避免了过氧化氢对植物体的毒害作用。
32．过氧化物酶（peroxidase，POD）一种催化以H2O2为氧化剂的氧化还原反应，将H2O2还原为H2O，用以清除细胞内的H2O2的酶：
H2O2+R（OH）2→2H2O+RO2
（二）缩写符号
1．MGU雄性生殖单位
2．GSI配子体型不亲和
3．SSI孢子体型不亲和
4．PG多聚半乳糖醛酸酶
5．LEA胚胎发育晚期丰富蛋白
6．LOX脂氧合酶
7．SOD超氧物歧化酶
8．POD过氧化物酶
9．CAT过氧化氢酶
（三）知识要点
花粉粒是由小孢子发育而成的雄配子体，内含营养细胞和生殖细胞，外有两层壁，壁中富含蛋白质。
外壁蛋白由绒毡层合成，为孢子体起源；内壁的蛋白由花粉本身细胞合成，为配子体起源。
花粉萌发和花粉管生长所需的营养物质主要来自营养细胞。
缺少脯氨酸、蔗糖或淀粉等营养物质的花粉常为不育花粉。
营养细胞核与由生殖细胞分裂产生的2个精细胞组成雄性生殖单位。
胚囊为雌配子体，其中的卵细胞、2个助细胞和具有双核的中央细胞构成雌性生殖单位。
双受精在雌、雄性生殖单位内进行。
助细胞释放的Ca2+在诱导花粉管定向生长和雌雄配子融合中起重要作用。
精细胞的二型性和偏向受精特性，有助于双受精的同步进行。
花粉能否在柱头萌发，花粉管能否在雌蕊中生长，取决于花粉与雌蕊的亲和性与识别反应。
花粉的识别物质是壁蛋白，而雌蕊的识别物质是柱头表面和花柱介质中的蛋白质。
只有二者亲和时，花粉管才能伸长，雄性生殖单位才能经花粉管传到胚囊完成双受精。
植物受精成败受花粉活力、柱头生活力和环境温度、湿度等影响。
被子植物中普遍存在自交和远缘杂交不亲和的情况。
克服不亲和的可能途径主要有两条：
一是从遗传改良着手，选育亲和性品种，二是从生理上考虑，建立避开不亲和识别反应的方法，其中采用细胞融合和DNA导入等生物技术，可能是最有效的方法。
受精后的合子经原胚、球形胚、心形胚、鱼雷形胚最后发育为成熟胚。
初生胚乳核发育成胚乳，胚珠发育成种子，而子房膨大发育成果实。
种子发育过程中，除了胚和胚乳细胞的增殖和扩大以外，还有核酸的合成，酶活性的变化，激素的调节，以及贮藏物质的合成和积累。
种子的化学成分还受水分、温度和营养条件等外界环境的影响。
种子的发育促进果实的发育，这主要是种子内合成的激素能吸引光合产物、水分、矿质向果实和种子运输。
果实的生长模式主要有单“S”形生长曲线和双“S”形生长曲线两类。
果实的细胞数目和细胞大小是决定果实大小的主要因子，尤其是后者。
许多果实在成熟过程中发生以下变化：
呼吸跃变、淀粉水解成蔗糖、葡萄糖、果糖等可溶性糖；有机酸含量减少，糖酸比上升；多聚半乳糖醛酸酶（PG）等胞壁水解酶活性上升，果实软化；形成微量挥发性物质，散发出特有的香味；单宁等物质转化，涩味下降；叶绿素含量下降，花色苷和类胡萝卜素等增加。
使果实表现出特有的色、香、味。
休眠是生理或环境因素引起植物生长暂时停止的现象，种子休眠主要是由于胚未成熟、种（果）皮的限制以及萌发抑制物的存在引起的。
解除种子休眠的方法有：
机械破损、浸泡冲洗、层积、药剂、激素、光照和X射线等处理。
种子活力是指种子萌发速度、生长能力和对逆境的适应性；种子老化是指种子活力的自然衰退；种子劣变则是指种子生理机能的恶化。
正常性种子通常在干燥低温下可以长期贮藏，而顽拗性种子在贮藏中忌干燥和低温。
存在这种区别的一个重要原因是前者含有较多的LEA蛋白，而后者较少。
许多植物或其器官以芽休眠的形式渡过不良条件。
短日照、ABA等对芽休眠有促进作用。
GA能有效地解除芽休眠，而青鲜素
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