细胞的分裂和分化交大二附中.docx

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细胞的分裂和分化交大二附中

细胞的分裂和分化（交大二附中孙音）

【学习目标】

1识记无性生殖和有性生殖的概念及区别，理解有性生殖和无性生殖的优点。

2识记无性生殖的四种方式，并能举例常见的生物

3识记细胞周期的概念，理解周期中分裂间期和分裂期的关系。

4识记三种细胞的生活状态，并能举例常见的细胞名称

5理解有丝分裂各时期的变化特点和比较动植物有丝分裂的区别

6理解减数分裂各时期的变化特点，比较精细胞和卵细胞形成过程的区别

7比较分裂和分化，理解在个体发育过程中各自承担的重要意义

8利用细胞全能性进行动植物克隆技术的应用以及分析克隆技术的利与弊

【知识框架】

细胞周期的概念

各时期的主要特点

染色体数目变化规律

DNA数目变化规律

实质和意义

植物细胞有丝分裂的实验观察

概念

减Ⅰ和减Ⅱ的主要特点

染色体数目变化规律

DNA数量变化规律

受精作用及重要意义

举例：

胡萝卜根组织培养

概念、特点花药离体培养

植物细胞全能性培养条件

过程

细胞全能性优点

举例：

克隆羊多利

动物细胞全能性过程：

应用

概念

四种类型

概念

意义

【基础知识】

一、结论性语句

1细胞增殖是生物体的重要生命特征，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础

2生物不经过的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式叫，常见的类型有、、、。

3有性生殖是通过亲本产生，结合成，发育成新个体的方式。

由于生殖细胞大多数来自不同的亲本，这就为后代进行的重新组合创造了条件。

因此有性生殖的后代往往比亲本有更强的的能力。

对生物的生存和进化具重要意义。

4是动植物细胞分裂的主要方式，由和组成。

是形成生殖细胞的一种特殊形式的细胞分裂。

5有丝分裂的结果是产生了两个和与亲代细胞完全相同的子细胞，保证了亲代和子代之间的遗传性状的和。

6减数分裂过程中染色体数目的减半发生在。

减数分裂的结果是产生的子细胞的染色体数目是母细胞的

7同源染色体的联会发生在期，同源染色体的分离发生在期，非同源染色体的随机组合发生在期，同源染色体非姐妹染色单体之间的交换发生在期。

8一个精原细胞经过减数分裂，形成个精细胞，再经过复杂的变化形成精子。

一个卵原细胞经过减数分裂，形成个卵细胞，个极体（随后消失）。

9发育是通过和来实现的

10对于进行有性生殖的生物来说，和对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的

11是组织培养和克隆技术的理论基础。

二、表格比较

（一）有丝分裂各时期主要特点

时期

主要特征

间期

期

转录大量的和合成大量的，为DNA复制作准备

期

复制，一个DNA分子复制出的个DNA分子通过着丝点连在一起，与蛋白质结合形成2个姐妹染色单体

期

合成组装纺锤体的蛋白质，为进入分裂期作准备

分裂期

期

染色质转变成；和逐渐消失；形成纺缍体

期

着丝点排列在中央；染色体数目最清晰，形态最固定

期

分裂，分裂，在纺缍丝牵引下移向细胞两极，数目暂时加倍

期

染色体转变成；和重新出现；逐渐消失；赤道板→细胞板→细胞壁

（二）动植物细胞有丝分裂异同点

类型

相同点

不同点

间期

后期

末期

前期

末期

植物

染色体复制

着丝点分裂，染色单体彼此分开

分裂的结果相同，即染色体平均分配

发出纺缍形成纺缍体

赤道板位置形成，再形成

动物

发出星射线形成纺缍体

细胞膜从中央向内凹陷，最后缢裂成2个细胞

★[注意]1低等植物也具有中心体

2一个中心体有两个相互垂直的中心粒组成，在细胞分裂间期倍增成两个中心体。

（三）有丝分裂各时期染色体、单体、DNA数量变化（正常体细胞染色体数为2N）

DNA

染色单体

染色体

数目

位置

形态

间期

散乱分布

↓

赤道板密集

↓

移向两极

染色质

↓

染色体

↓

染色质

前期

中期

后期

末期

请根据上述变化画出相关曲线

★[注意]能正确区分染色体和DNA的变化曲线

（四）精子和卵细胞形成过程的异同点

比较项目

不同点

相同点

精子的形成

卵细胞的形成

染色体复制

复制次

第一次分裂

一个初级精母细胞产生大小的个次级精母细胞

一个初级卵母细胞产生一个大的、一个小的

同源染色体联会、交换、分离，子细胞染色体数目减半

第一次分裂

两个细胞形成个大小相同的

细胞

一个细胞变成一个大的细胞和一个小的细胞。

第一极体均分成两个

着丝粒分裂，一条染色体变成两条染色体移向两极，子细胞染色体数目不变。

变态否

精细胞变态成精子

无变态

分裂结果

产生个有功能的精子

只产生个有功能的卵细胞

染色体数目均减半

（五）减数分裂各时期染色体、单体、DNA数量变化（正常体细胞染色体数为2N）

项

目

减数分裂

减Ⅰ

减Ⅱ

间

Ⅰ

期

前

Ⅰ

期

中

Ⅰ

期

后

Ⅰ

期

末

Ⅰ

期

前

Ⅱ

期

中

Ⅱ

期

后

Ⅱ

期

末

Ⅱ

期

染色体个数

染色单体个数

DNA含量

请根据上述变化画出相关曲线

★[注意]能正确区分染色体和DNA的变化曲线，和有丝分裂相关曲线做对比

三、思维拓展

1有丝分裂中几个规律性变化

①染色体形态变化规律②纺锤体变化规律

③核仁、核膜变化规律④染色体行为变化规律

⑤染色体和DNA数量变化规律

2细胞器和有丝分裂的关系

供能（线粒体）、组成染色体的蛋白质、相关的酶（核糖体）、细胞板的形成（高尔基体）、纺锤体的形成（中心体）

3细胞分裂图象的识别方法——“三看识别法”

一奇数→减数第二次分裂，无同源染色体的存在

看二无→减数第二次分裂

染看出现联会

色同有特殊行为同源染色体分离减数第一次分裂

体偶数→源着丝粒位于赤道板两侧

数染有

目色

体无特殊行为→有丝分裂

★[注意]同源染色体的依据在高中生物阶段有两点：

一是染色体的大小，同源染色体一般形状和大小相似或相同；

二是着丝点位置，着丝点的位置有端着丝点，也有中间着丝点的，同源染色体的着丝点位置应是相同的。

[附几个特殊分裂时期的比较图]

①细胞分裂前期

A有丝前B减Ⅰ前C减Ⅱ前

②细胞分裂中期

A有丝中B减Ⅰ中C减Ⅱ中

③细胞分裂后期

A有丝后B减Ⅰ后C减Ⅱ后

4已知生物所含同源染色体对数，计算产生配子种类的方法

①一个含有N对同源染色体的精原细胞经过减数分裂只能产生四个两两相同的精子，即两种类型的精子。

②一个含有N对同源染色体的卵原细胞经过减数分裂只能产生四个两两相同的细胞，但有三个为极体将消失掉，即只能产生一种类型的卵细胞

③一个含有N对同源染色体的生物体，可以产生许多个精（卵）原细胞，即可以产生的配子类型是2N种。

4减数分裂和遗传变异之间的关系

①减Ⅰ前期同源染色体非姐妹染色单体交叉互换是基因互换规律的细胞学基础

②减Ⅰ后期非同源染色体的自由组合是基因自由组合规律的细胞学基础

③减Ⅰ后期同源染色体分离是基因分离规律的细胞学基础。

④基因重组发生在减Ⅰ前期和减Ⅰ后期

⑤基因突变发生在有丝分裂间期（体细胞突变）和减Ⅰ前的间期（有性生殖细胞突变）DNA复制的时候。

5细胞全能性

①由于体细胞一般是通过有丝分裂形成的，已分化的体细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带与本物种相同的DNA，在合适的条件下具有重新发育成新个体的潜能。

植物细胞全能性＞动物细胞全能性受精卵＞性细胞＞体细胞

②体内细胞不表现出全能性，而是基因在特定的时间和空间条件下选择性的表达，形成不同的组织和器官。

6有关克隆

克隆是指无性繁殖，在生物学领域上有三个不同的层次

①分子克隆一般指DNA的自我复制

②细胞克隆一个单一细胞分裂形成的一个细胞群（如单克隆）

③个体克隆植物的组织培养，营养繁殖；动物的克隆

【典型例题】

一、单选题

1把苹果枝条做嫁接接到海棠树上，成活后此树所结的果实是（C）

A海棠B又像海棠，又像苹果C苹果D即不又像海棠，又不像苹果

[解析]嫁接是营养繁殖的一种，它的特点是保持亲本的性状，与嫁接的砧木无关。

2甘薯品种是杂合体。

块根、种子、叶片和茎均可用于繁殖，但为保持某甘薯品种的特性，下列不能用于繁殖的器官是（A）

A种子B块根C叶片D茎

[解析]块根、叶片和茎属于营养器官，用其繁殖属于无性繁殖，能保持亲本的性状。

而种子属于繁殖器官，为有性生殖。

3一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。

这种克隆技术具有多种用途，但不能（D）

A有选择地繁殖某一性别的家畜B繁殖家畜中的优秀个体

C用于保存物种D改变动物的基因型

[解析]克隆羊属于无性繁殖，遗传性状主要是有细胞核基因控制的，因此ABC用途都可以。

而要改变动物的基因型，只有通过有性繁殖过程中基因重组才能实现。

4下列实例中能体现细胞全能性的是（B）

①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞也培养成可育的植株②植物用种子进行繁殖后代③用烟草组织培养的单个组织培养出了可育的完整的植株

A①②B①③C②③D①②③

[解析]细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育的潜能。

而种子繁殖实际上就是一个受精卵经过增殖和分化发育成新个体的过程。

受精卵属于未分化的细胞。

注意细胞全能性的适用范围。

5在细胞分化的过程中遗传物质将（C）

A发生改变B部分改变C不改变D是随机的

[解析]细胞分化的实质是细胞中的基因在一定的时间和空间内选择性表达的结果。

遗传物质没有改变。

6下列有关细胞周期的叙述中，正确的是（C）

A是G1、G2、S、M四期的依次组合B各类细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束

C增殖细胞或恢复增殖细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束

D连续分裂的细胞，从一次分裂开始到下一次分裂结束

[解析]对细胞周期的概念和四个阶段的特点要掌握到位。

只有连续不断分裂的细胞才有细胞周期。

四个阶段的顺序是（G0）G1、S、G2、M。

7下列四组人体细胞中，能通过细胞分裂使组织得以修复和更新的一组是（C）

A神经元和骨骼肌细胞B成骨细胞和白细胞

C肝细胞和生发层细胞D口腔上皮细胞和角质化细胞

[解析]细胞生活的三种状态：

继续增殖、暂不增殖、不再增殖，它们的代表细胞类型要非常熟悉。

其中肝细胞、生发层细胞都是能进行细胞分裂的。

8用光学显微镜观察发生质壁分离现象的洋葱表皮细胞，不能检视到染色体的原因是（C）

A没有用龙胆紫染色B试剂破坏了染色体结构

C无染色体形成D显微镜倍率不够

[解析]注意染色体出现的时期（前期、中期、后期），当细胞不分裂时核内只有染色质。

洋葱表皮细胞属于不增殖的细胞，故没有染色体。

9下图表示连续分裂细胞的两个细胞周期。

下列叙述不正确的是（　D　）

Aa和b为一个细胞周期Bc段结束，DNA含量增加一倍

C遗传物质平分一段发生在d段Db和c为一个细胞周期

[解析]在理解周期的含义上通过不同的图形表示出来（直线图和圆周图），解题的突破口是分裂间期＞分裂期，从图中可判断a、c为间期，b、d为分裂期

10细胞有丝分裂过程中，DNA和染色体增加一倍的时期依次是（C）

A前期和后期B中期和末期C间期和后期D后期和间期

[解析]间期DNA复制导致DNA数量增加，而后期着丝粒断裂导致染色体数目加倍。

11设某生物的体细胞中有N对同源染色体。

则它的精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞的染色体数目依次是（B）

A2N、2N、4N、NB2N、2N、N、NC2N、4N、2N、ND2N、4N、2N、2N

[解析]要搞清出减数分裂过程中染色体变化规律：

精原细胞=初级精母细胞=2×次级精母细胞=2×精细胞。

12下图A、B、C、D分别表示某哺乳动物细胞（2n）进行减数分裂的不同时期，其中a表示细胞数目。

请判断b、c、d依次代表（A　）

A．DNA分子数、染色体数、染色单体数

B．染色体数、DNA分子数、染色单体数

C．DNA分子数、染色单体数、染色体数

D．染色单体数、染色体数、DNA分子

[解析]柱形图常用于考查细胞分裂各时期的染色体、染色单体及DNA等的数量关系特点。

熟悉细胞分裂各时期中染色体、染色单体及DNA的变化特点是解答此类问题的关键。

突破口是染色单体的数量变化，染色单体要么有，要么没有。

可以判断图中d表示的是染色单体。

染色体数和DNA数比例为1：

2或1：

1。

根据该信息可以判断b是DNA，c是染色体。

12一个含有AA′、BB′、CC′3对同源染色体的精原细胞、减数分裂形成4个精子，染色体组合可能的是（C）

AAB′C、ABC′、ABC、A′B′C′BABC′、ABC、A′BC、A′BC

CABC′、ABC′、A′B′C、A′B′CDABC、A′B′C′、A′BC、AB′C′

[解析]一个无论含有几对同源染色体的精原细胞，进行减数分裂时能只能形成4个精子，且两两一样，即两种类型。

二、简答题

13．下面甲、乙、丙图分别表示某雄性动物（假定只含有两对染色体）的三个正在进行分裂的细胞。

根据图回答：

⑴甲图细胞表示分裂_____时期，乙细胞处于分裂时期，丙细胞处于

分裂时期。

⑵这三个细胞的名称依次是、、

⑶含有同源染色体的是图

⑷甲、乙、丙图中染色体单体数依次是_______、_______、______

⑶甲图细胞在分裂后期，1和2染色体在细胞一极组合的机率是________，1和3染色体在细胞一极组合的几率是

⑷丙图细胞分裂产生的子细胞叫做_____________

[解析]该题是一道典型的根据细胞图象判断分裂类型的题目。

可以参考“三看识别法”进行判断。

有无同源染色体联会、分离行为是减数分裂和有丝分裂的主要区别。

无同源染色体一定是减数第二次分裂。

注意精原细胞、初级精母细胞、次极精母细胞、精细胞、精子这些不同细胞名称对应的分裂时期。

在减数第一次分裂间期前的细胞叫精原细胞。

在减数第二次分裂前的细胞都叫初级精母细胞，之后的细胞叫次级精母细胞。

丙图中着丝粒断开形成的两条新染色体虽然形态大小相同，但不是同源染色体。

切记不要和同源染色体混淆。

答案．⑴减Ⅰ前减Ⅰ后减Ⅱ后⑵初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞

⑶甲、乙⑷8；8；0⑸0、1/4⑷精子

14．下图是某高等动物的细胞分裂的坐标图和分裂图，请回答下列问题：

⑴坐标图中的曲线是细胞分裂过程的__________变化曲线，由分裂图可知，a=_____

⑵BC段细胞内发生的分子水平的变化是______________________________________

⑶HI表示发生了________________作用，以后，细胞将进入个体发育的第一个阶段，即_____________________阶段

⑷在分裂图中，具有同源染色体的是________________，在坐标图中，具有同源染色体的区段是________________段

⑸分裂图③的细胞称___________________，它位于坐标图中的区段是___________段

[解析]这是一道曲线图和细胞分裂图综合的试题。

曲线图要学会判断是DNA还是染色体变化曲线。

曲线中BC段由2a→4a,说明是DNA在间期倍增，（染色体在间期数目不变）。

通过分裂图可以看出体细胞的染色体数量为4条，对应坐标图中的a是染色体减半，故a为2。

具有同源染色体的是在减数第一次分裂时期，坐标图中应表示为A-E，减数第二次分裂对应坐标图中的E-G。

答案．⑴DNA；2⑵DNA的复制和有关蛋白质的合成

⑶受精；胚胎发育⑷①、④；A→E、I→J⑸次级卵母细胞；E→F

【巩固训练】

一、单项选择题：

1．关于无性生殖的叙述错误的是（C）

A没有减数分裂过程B不存在基因重组

C不存在基因突变D“母体”是指亲本的泛指，并不是指雌性亲本

2．2001年9月ll日，美国发生了惊世的“撞机事件”，自此次恐怖活动之后，美国国会议员又遭遇了“炭疽热”的侵扰。

请分析“炭疽热”的病原体的生殖方式是（A）

A．分裂生殖B．出芽生殖C．孢子生殖D．营养生殖

3.下列生物中，不经过减数分裂和受精作用就能繁衍后代的是（C）

A.小麦B.蚯蚓C.肺炎双球菌D.羊

4．秋天，在桃树上发现一个“芽变”叶芽，欲将变异的性状保留下来则应（D）

A．等开花时进行自花传粉B．等开花时接受同花传粉

C．等开花时接受异株传粉D．取下变异的芽嫁接到砧木上

5．若把白菊花的枝条嫁接到红菊花的植株上，嫁接上去的枝条将开（B）

A．红色花B．白色花C．粉红色花D．红、白花都有

6．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。

为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。

进行离体培养时不应采用该株的（D）

A．茎尖B．子房壁C．叶片D．花粉粒

7．下列关于生殖的叙述中，正确的是（D）

A．雄蜂是由未受精的卵细胞发育形成的，由于不经过生殖细胞的结合，所以属于无性生殖

B．马铃薯的繁殖通常采用出芽生殖方式

C．有性生殖就是指卵式生殖

D．人的生殖方式属于卵式生殖

8．—只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，这个卵细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。

这种克隆技术具有多种用途，但是不能（D）

A．有选择地繁殖某一性别的家禽B．繁殖家畜中的优秀个体

C．用于保存物种D．改变动物的基因

9．哺乳动物受精卵中的线粒体（B）

A．主要来自父方B．主要来自母方

C．父母双方各占一半D．在发育过程中逐步形成

10．下列有关受精作用的叙述中，错误的一项是（A）

A．受精卵中全部遗传物质，来自父母双方的各占一半

B．受精时，精子和卵细胞双方的细胞核相互融合

C．受精卵中染色体数与本物种体细胞染色体数相同

D．受精卵中染色体，来自父、母双方的各占一半

11．青蛙在水中完成受精作用，受精过程可分为下列步骤，其中体现受精作用实质的是（D

）

A．同类精子与卵细胞互相识别B．精子头部进入卵细胞内部

C．卵细胞膜增厚形成受精膜D．精子细胞核与卵细胞核互相融合

12．杂交育种的时候，杂种优势只能利用一年，而杂种马铃薯却可连续种植多年。

其原因是（C）

A．马铃薯进行出芽生殖B．马铃薯只能进行无性生殖

C．马铃薯的营养生殖，使后代保持亲本的性状

D．马铃薯的自交后代不发生性状分离

13．下列由精子和卵细胞结合成合子的过程中，正确的是（A）

①合子中的遗传物质主要来自于染色体；②合子中的细胞质主要来自于卵细胞；③受精时精子全部进入卵细胞中；④精子和卵细胞的染色体合在一起成为4N；⑤合子中的染色体一半来自父方，一半来自母方

A．①②⑤B．③④⑤C．①③④D．②③④

14.一般情况下，下列细胞有细胞周期的是（D）

A根冠细胞B精子细胞C皮肤角质层细胞D茎生长点细胞

15.秋水仙素可使细胞染色体数加倍，它主要作用于细胞周期（D）

AG1期BS期CG2期DM期

16.细胞周期时间的长短主要决定于（A）

AG1期BS期CG2期DM期

17.治疗肿瘤的化学药物是专门作用于细胞周期的S期，目的是（B）

A大量增加组蛋白的含量B干扰和阻断DNA的复制

C延长分裂间期的时间D延缓合成RNA

18.诱变育种使植物体能产生更多的突变个体，是由于生物细胞对辐射化学诱变剂敏感的时期是（B）

AG1期BS期CG2期DM期

19.在细胞周期中，间期细胞最重要的变化是（B）

A细胞体积增大BDNA复制

C合成RNAD合成组蛋白和微管蛋白

20.下列有关细胞中，不再进入G1期的有（C）

①肝细胞②筛管细胞③骨髓细胞④红细胞

A①②B①③C②④D①④

21.细胞周期中G2期的活动主要是（B）

①复制DNA②合成RNA③形成染色体④合成蛋白质

A①④B②④C①③D②③

22.用光学显微镜观察有丝分裂过程，应选择下列哪种植物作为最佳实验材料（B）

植物种别

细胞周期时间（h）

分裂间期

分裂期

合计

A物种

10.4

2.1

12.5

B物种

14.3

2.3

16.6

C物种

4.1

0.9

5

D物种

15.1

1.0

16.1

23.某学生在显微镜下观察，发现载玻片上每单位面积平均有50个酵母菌细胞。

把制成此装片的样液继续培养4h后再稀释10倍，然后制成装片放到相同（放大倍数不变）的显微镜下观察，则发现每单位面积平均有80个细胞。

由此推断细胞周期的平均时间（

C）

A0.5hB1.5hC1hD2h

24.测定一个将进入分裂的细胞，下列哪些物质的变化可能标志着细胞正依次处于G1、G2、G0、S期（C）

①游离鸟嘌呤的减少②游离胸腺嘧啶的减少③游离尿嘧啶的减少

④游离碱基没有变化⑤形成纺锤体的蛋白质增加

A⑤③④①B③④⑤②C③⑤④②D①②④③

25.一般来说参与植物细胞有丝分裂这一生理过程的细胞器有（D）

①线粒体②核糖体③高尔基体④中心体⑤内质网

A①③⑤B②③④C③④⑤D①②③

26.小麦细胞有丝分裂的末期在赤道板上形成细胞板，细胞板主要由下列哪种物质组成（C）

A脂类B蛋白质和脂类C纤维素D蛋白质

27.下列哪项叙述表明动物细胞正在进行有丝分裂（　D　　）

A线粒体氧化作用加强B高尔基体数目显著增多

C纺锤丝收缩变粗D中心体分向两极移动

28.在分裂前期的细胞核中，动物细胞区别与高等植物细胞的变化特点是（C）

A染色质集缩成染色体的方式不同B染色体的基本结构不同

C纺锤丝的来源不同D核仁和核膜的解体方式不同

29.一个细胞核中有20个染色体的细胞，在连续两次有丝分裂之后，产生的每个子细胞中有染色体（B）

A10个B20个C30个