【学习目标导引】
1、模拟探究细胞表面积与体积的关系。
2、简述细胞的生长和增殖的周期性;观察细胞的有丝分裂并概述其过程;描述细胞的无丝分裂。
3、说明细胞的分化;举例说明细胞的全能性。
4、探讨细胞的衰老和凋亡与人类健康的关系;描述细胞衰老的特征;说出细胞衰老与凋亡的区别。
5、说出癌细胞的主要特征,讨论恶性肿瘤的防治。
第1节 细胞的增殖
【知识要点提炼】 1、细胞不能无限长大
细胞体积越大,需要的营养物质越多,需要排出的代谢废物也越多,物质输入和输出会遇到困难。通过“细胞大小与物质运输的关系”模拟实验,可以看出细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率就越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
2、细胞通过分裂进行增殖
单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物从受精卵开始,经过细胞的增殖和分化逐渐发育为成体。生物体内,也不断地有细胞衰老死亡,需要通过细胞增殖加以补充。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。
3、有丝分裂
有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。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止,为一个周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。分裂期又分为四个时期:前期、中期、后期、末期。
细胞周期
比较项目 分裂间期
分裂期
前期 染色质丝缩短变粗成染色体,散乱分布在纺锤体中央 核仁解体、核膜消失,纺锤体出现
4n 2N 4N
中期 每条染色体的着丝点排列在赤道板上,染色体数目形态清晰 纺锤体牵引着染色体运动
4n 2N 4N
后期 每个着丝点分裂成两个,姐妹染色单体分开,平均分配到两极 纺锤丝收缩,牵引染色体的着丝点向两极移动
4n 4N 4N→0
末期
染色体均分进入两个子细胞。每个染色体逐渐变为染色质丝
纺锤体消失,核膜、核仁出现
2n 2N 0
染色体(质) 行为变化 丝状,染色质状态 DNA复制,有关蛋白质合成,细胞适度生长 2n→4n 2N 0→4N
其他变化
DNA分子数 染色体数(个) 染色单体数量(个)
有丝分裂是亲代细胞的染色体经过复制之后,精确地平均分配到两个子细胞中。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性状的稳定性。
4、无丝分裂
在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫做无丝分裂。无丝分裂的过程比较简单,一般是核先延长,核中部向内凹进,缢裂成为两个核;接着,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞。如蛙的红细胞的无丝分裂。
【典型例题解析】
例1 下列关于细胞周期的叙述,正确的是( ) (A)机体内所有的体细胞处于细胞周期中 (B)抑制DNA的合成,细胞将停留在分裂期 (C)细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础
(D)成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期 解析 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止所经历的时间为一个细胞周期,包括细胞分裂间期和细胞分裂期两个阶段。其中分裂间期内进行着DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,为分裂期准备物质基础,历经时间远比分裂期长。如果用抑制剂抑制DNA的复制,则细胞会停留在分裂间期。但并非机体内所有的细胞都处于细胞周期内。如人的肌肉细胞、神经细胞等一旦形成后将不再分裂。人体内成熟的生殖细胞产生后,需要经过受精作用形成受精卵后方才进入有丝分裂周期进行细胞增殖,并不是直接进行细胞分裂。答案:(C)。
例2 在细胞有丝分裂过程中,染色体、染色单体、DNA分子三者的数量比例是1∶2∶2的时期有( )
(A)间期、前期和中期 (B)前期、中期和后期 (C)中期、后期和末期 (D)间期、中期和末期 解析 解答本题一定要理解好题干中的几个数字的意思:1∶2∶2是指一条染色体上包括两条染色单体、两个DNA分子。其实,主要的数量变化涉及的是两点:一是染色体的复制,二是着丝点的分裂。间期复制后,染色体、染色单体、DNA分子三者的数目比为1∶2∶2,前期、中期没有变化。后期因着丝点一分为二,后期和末期的染色体、染色单体和DNA的比为1∶0∶1。答案:(A)。
例3 右图是一学生绘制的某高等植物的细胞分裂图像,其中错误的是( ) (A)a和b (B)c和d (C)b和d (D)e和f
解析 高等植物的细胞分裂不会有中心体的出现,所以d图是错误的;植物细胞一分为二是从细胞中央形成细胞板,最后形成细胞壁,b图中细胞膜向内凹陷是动物细胞的特点。所以b、d两图都是错误的。答案:(C)。
一、细胞的增殖
【随堂巩固练习】 1、下列有关细胞不能无限长大的原因叙述中,不正确的是 ( ) (A)与细胞表面积和体积的比例有关 (B)细胞核的大小是有一定限度的
(C)细胞的体积与细胞核无关 (D)细胞体积过大不利于细胞内外物质交换
2、下列关于细胞增殖的说法,不正确的是 ( )
(A)单细胞生物通过细胞增殖而繁衍
(B)任何生物个体通过细胞分裂都能达到繁殖后代的目的 (C)细胞分裂能使体内衰老的细胞或损伤的细胞得以补充
(D)多细胞生物的受精卵在细胞分裂基础上,最终可形成多细胞的生物个体 3、一个细胞周期持续的时间是 ( ) (A)从上次分裂开始到下次分裂开始 (B)从上次分裂开始到下次分裂结束
(C)从上次分裂结束到下次分裂开始 (D)从上次分裂结束到下次分裂结束
4、关于细胞分裂间期的叙述,不正确的是 ( ) (A)细胞内进行着旺盛的生理生化活动
(B)完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成 (C)这个阶段只占细胞周期的一小部分时间 (D)是整个细胞周期中极为关键的准备阶段
5、在细胞分裂周期中,染色体数目倍增发生在 ( ) 在细胞分裂周期中,DNA分子的含量倍增发生在 ( ) 有丝分裂过程中,纺锤体清晰可见,染色体形态和数目清晰的时期是细胞分裂的( ) 在动物细胞有丝分裂过程中,两组中心粒中的一组开始移向另一极的时期是 ( ) (A)间期 (B)前期 (C)中期 (D)后期 (E)末期
6、在细胞有丝分裂的过程中,DNA分子数相同,而染色体数目不同的时期 ( ) (A)间期和前期 (B)中期和后期 (C)前期和中期 (D)间期和中期
7、在细胞周期中,细胞内主要变化恰好相反的两个时期是 ( ) (A)间期和末期 (B)中期和后期 (C)前期和后期 (D)前期和末期
8、有丝分裂过程中,染色单体形成、出现、消失依次在 ( ) (A)间期、中期、后期 (B)前期、后期、末期 (C)间期、前期、后期 (D)前期、中期、后期
9、细胞有丝分裂过程中,与核仁解体、核膜消失同时发生的变化是 ( ) (A)染色体复制 (B)染色体出现,纺锤体形成 (C)染色体和纺锤丝消失 (D)植物细胞中出现细胞板 10、细胞有丝分裂最重要的特征是 ( ) (A)细胞板的出现 (B)染色体复制和染色体的平均分配 (C)染色体的出现 (D)有核膜、核仁的消失和出现 11、在植物细胞的有丝分裂过程中,下列特点出现的先后顺序是 ( )
①着丝点排列在赤道板上 ②DNA分子数目加倍 ③染色体数目加倍 ④形成纺锤体 ⑤形成细胞板
(A)①②③④⑤ (B)③④①⑤② (C)④①⑤③② (D)②④①③⑤
12、下图是植物细胞有丝分裂的各阶段图解,但顺序不对。正确的排序是 。 13、处于有丝分裂后期的人体细胞中有 ( ) (A)46个染色体,92个DNA分子 (B)46个染色体,46个DNA分子 (C)92个染色体,46个DNA分子 (D)92个染色体,92个DNA分子
14、洋葱体细胞有16条染色体,经四次有丝分裂后形成的每个子细胞中各有染色体( ) (A)16条 (B)8条 (C)64条 (D)32条
15、下图中A与B表示某生物细胞有丝分裂过程中染色体数目的动态变化过程,请据图回
答下列问题:
(1)一个完整的细胞周期是从 开始到 。
(2)图A中,cd段表示细胞分裂进入 期,de段表示细胞分裂进入 期。 (3)图B表示 (填“植物”或“动物”)细胞的分裂 期,共有 条染
色体、 条染色单体和 个DNA分子,相当于图A中的是 段,分裂后形成的子细胞中含有的染色体 条。
(4)写出B图中标号的结构名称:①是 ;②是 ;
③是 。
16、植物细胞特有的现象是分裂过程中出现 ( ) (A)染色体 (B)纺锤体 (C)细胞板 (D)赤道板 17、动物细胞有丝分裂区别于高等植物细胞有丝分裂的特点是 ( ) (A)核膜、核仁消失 (B)形成纺锤体
(C)中心粒周围发出星射线 (D)着丝点分裂,染色单体分离 18、下列对无丝分裂的叙述中,不正确的是 ( ) (A)没有纺锤丝的出现 (B)没有染色体出现
(C)没有DNA的复制 (D)先是核的延长、缢裂,后是细胞质缢裂 19、下列属于无丝分裂的是 ( ) (A)洋葱根尖分生区细胞分裂 (B)人的卵细胞的产生 (C)青蛙红细胞的分裂 (D)马蛔虫受精卵的分裂
二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
【随堂巩固练习】 1、下列可以用来观察植物细胞有丝分裂的是 ( ) (A)番茄果实 (B)洋葱鳞片叶 (C)洋葱根尖 (D)叶表皮细胞 2、下图表示洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂装片的制作与观察,据图回答:
(1)A过程叫______,作用是__________ 。 (2)C过程叫__________,主要目的是__________ 。
(3)D过程中需要对载玻片上的根尖进行按压,以促使细胞_______ 。 (4)E过程中需要先在低倍镜下找到根尖的_____ 区,才能进行下一步的观察。 (5)观察时,在一个视野里往往找不全有丝分裂过程中各个时期的细胞,此时可以慢慢
地移动 ,从邻近的 区细胞中寻找。该区细胞的特点是 。
3、下列叙述中,正确的一组是 ( ) ①实验中使用的盐酸的质量分数为15% ②使用的酒精的体积分数为65% ③使用的龙胆紫染液的质量浓度为0.01g/mL ④解离液的两种液体的配制比例为1:1 ⑤解离的时间为10~15min ⑥漂洗的时间约为10min ⑦染色的时间为3~5min (A)①③④⑥⑦ (B)①②③④⑤ (C)①④⑤⑥⑦ (D)②③④⑥⑦ 4、在观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验中,制作装片的正确顺序是 ( ) (A)染色→解离→漂洗→制片 (B)解离→漂洗→染色→制片 (C)漂洗→解离→染色→制片 (D)解离→染色→漂洗→制片
5、经过漂洗的洋葱根尖放入盛有质量浓度为0.01g/mL的龙胆紫溶液的玻璃皿中染色,被染色的是 ( ) (A)整个细胞 (B)整个细胞核 (C)核仁 (D)染色质和染色体
6、观察根尖分生组织细胞有丝分裂实验时,看到解离后的根尖变酥软,原因是 ( ) (A)龙胆紫使细胞变软 (B)酒精使细胞变软 (C)盐酸使组织细胞分散 (D)根脱水变软
7、用光学显微镜的低倍镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,在同一个视野里数目最多的是处在 的细胞。因为 。 8、在低倍镜下,观察到的洋葱根尖分生区细胞形态是 ( )
9、下表为某同学在显微镜下观察细胞有丝分裂装片所看到的一些状况,分析回答: 观察状况 细胞形状 正方形 染色体位置 细胞两极 在整个视野中的位置 右下方 (1)该细胞是根尖 部位的细胞。 (2)这个细胞处于有丝分裂的 期。
(3)若要把这个细胞进一步放大观察,请从下列各项中选择正确的操作步骤,并按顺
序排列 。
A.朝右下方移动装片,使需放大的细胞移至视野中央 B.朝左下方移动装片,使需放大的细胞移至视野中央 C.调节粗准焦螺旋使镜筒上升
D.缓缓调节细准焦螺旋至物像清晰 E.开大光圈,将平面镜换成凹面镜
F.转动转换器,移走低倍物镜换上高倍物镜
10、一同学观察洋葱根尖细胞有丝分裂装片时发现被观察的材料边缘为浅蓝色,中间为白色。
下列有关对这一现象的分析,正确的是 ( ) (A)染色时间过长 (B)染色时间过短 (C)解离不充分 (D)漂洗不彻底
11、有的同学在制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片时,没有严格按实验要求操作。将装片放在
高倍镜下观察时,发现细胞大都重叠在一起,且多数细胞未染上颜色。当取下装片重新压片时,细胞还是不能分散开,导致实验失败。试分析并回答问题: (1)细胞重叠不能分散开的原因可能是 。 (2)细胞着色不好的原因可能是 。
(3)如果严格按实验要求操作,压片以后,将装片对光用肉眼观察,较成功的装片可看
到标本呈 状。
第2节 细胞的分化
【知识要点提炼】 1、细胞分化及其意义
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,叫做细胞分化。一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直至死亡。细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
2、细胞的全能性
细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,这就是植物细胞的全能性。已经分化的动物体细胞的细胞核也具有全能性,但全能性的表达要比植物细胞复杂和困难得多。和植物细胞一样,动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞,它们能够通过增殖和分化不断补充到体细胞中去。
【典型例题解析】
例1 下列关于细胞分化与细胞分裂的叙述,错误的是( ) (A)生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果 (B)细胞分化发生在生物体的整个生命进程中 (C)细胞分裂是细胞分化的基础
(D)细胞分化过程中细胞中的遗传物质逐渐减少
解析 生物体的生长和发育是细胞分裂和细胞分化的结果。如果只有细胞分裂,而没有细胞的分化,生物体是不能进行正常的生长发育的。细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但是在胚胎时期达到最大限度。没有细胞分裂就不可能分化,所以细胞分裂是细胞分化的基础。在细胞分化过程中遗传物质并没有发生变化,因为细胞核中含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质。正因为如此,一个细胞能培育成一个生物体。在细胞分化过程中,有的基因被抑制,有的基因被激活。如果要使一个分化了的细胞培育成一个生物体,必须设法使该细胞中所有的基因都被激活,像克隆羊的培育过程就是如此。答案:(D)。
例2 植物表现出全能性的必要条件是( )
(A)给予适宜的营养和外界条件 (B)脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件 (C)导入其他植物的基因 (D)将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 解析 细胞全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育的潜能。植物细胞的全能性的表达,应脱离母体培养。如将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行单独培养,在适宜的外界条件下,由于细胞分化而最终发育成完整的新植株。答案:(B)。 【随堂巩固练习】 1、生物个体发育的基础是 ( ) (A)细胞分化 (B)细胞衰老 (C)细胞凋亡 (D)以上三项均是 2、细胞分化过程中不会出现 ( ) (A)细胞形态的变化 (B)细胞结构的变化 (C)细胞生理功能的变化 (D)细胞中染色体的加倍
3、下列关于细胞分化的叙述中,不正确的是 ( ) (A)一般来说,不同细胞分化后产生的差异是不可逆的 (B)植物细胞的全能性大于动物细胞
(C)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象 (D)没有细胞分化,生物体也能正常生长发育
4、观察右图中细胞的形态、结构的变化和数量变化,回答问题: (1)①→②和①→④的过程叫做 。 (2)①→③的过程叫做 。 (3)③→⑤的过程叫做 。
(4)②、③、④的细胞 、 、 不同,它们属于不同组织的细胞。 (5)①~⑤所示各细胞群中,具有分裂能力的细胞群是 (标号)。
5、一个已经高度分化的细胞仍然能发育成完整个体,这证明 ( ) (A)细胞有分化能力 (B)细胞有分裂能力 (C)细胞的全能性 (D)细胞有再生作用 6、美国科学家斯图尔德将分离得到的成熟胡萝卜的根部韧皮部的细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新植株(如右图所示)。请分析: (1)分离出来的单个胡萝卜根细胞通过 分裂(填“有丝”、
“无丝”或“减数”)方式形成细胞团。
(2)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐
向不同方向发生了变化,这种现象叫做 。 (3)本实验说明植物细胞具有 。
7、把胡萝卜的韧皮部细胞分离开来,将单个细胞放在配制的培养基上进行培养,获得完整的植株。这个植株的特点是 ( )
(A)所有细胞形态、结构都很相似 (B)与自然繁殖生长的植株基本相同 (C)整个植株都由韧皮部细胞组成 (D)细胞的染色体都不一样 8、下列与体细胞的全能性无关的叙述是 ( ) (A)克隆绵羊“多利”的产生 (B)用胡萝卜的韧皮部细胞培养胡萝卜植株 (C)试管婴儿的培育 (D)利用甘蔗幼芽细胞大量繁殖甘蔗幼苗 9、正常人体内的造血干细胞能分裂产生各种血细胞,在体外,在某些因素的诱导下,却可
以分化为神经细胞和肝细胞。其根本原因是这些造血干细胞 ( )
(A)有旺盛的分裂能力 (B)能合成神经细胞或肝细胞需要的蛋白质 (C)还没有分化 (D)具有与受精卵相同的全套遗传基因
第3节 细胞的衰老和凋亡
【知识要点提炼】
1、个体衰老与细胞衰老的关系 对于单细胞的生物体来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡;但对于多细胞来说,细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事。多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。然而从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2、细胞衰老的特征
衰老的细胞主要具有以下特征:细胞内的水分减少,结果使细胞壁萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢;细胞内多种酶的活性降低;细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐积累;细胞内呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
3、细胞的凋亡
细胞凋亡是一种自然的生理过程,由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,也常常被称为细胞编程性死亡。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵抗外界各种因素的干扰都起着重非常关键的作用。
【典型例题解析】
例1 细胞衰老是一种正常的生命现象。人的细胞在衰老过程中,不会出现下列各项变化中的( )
(A)细胞内有些酶活性降低 (B)细胞内色素减少
(C)细胞内水分减少 (D)细胞内呼吸速度减慢
解析 细胞衰老是一种正常的生命现象,细胞衰老的特征有:①细胞水分减少,新陈代谢减慢;②细胞内有些酶的活性降低,例如人的生发层细胞内酪氨酸酶活性降低,易产生白发;③细胞内色素积累,如老年斑;④细胞呼吸速度减慢,核增大;⑤膜通透性改变,物质运输功能降低。答案:(B)。
例2 下列哪项不是细胞凋亡的意义( ) (A)细胞凋亡是生物体正常发育的基础
(B)细胞凋亡能维持组织中细胞数目的相对平衡 (C)细胞凋亡是机体在外界因素刺激下的细胞死亡 (D)细胞凋亡是机体的自我保护机制
解析 细胞凋亡是细胞正常发育的必需过程,由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,也常常被称为细胞编程性死亡。它可以清除多余的、无用的细胞。答案:(C)。 【随堂巩固练习】
1、在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,都要经过哪几个阶段 ( ) (A)未分化、分化、衰老、凋亡 (B)分化、衰老、未分化、凋亡 (C)衰老、分化、未分化、凋亡 (D)分裂、分化、衰老、凋亡
2、实验证明,体外培养人体细胞,最多分裂50次左右就停止分裂了,并且更丧失了正常功
能。这说明细胞会随着分裂次数的增多而 ( )
(A)衰老 (B)分化 (C)凋亡 (D)死亡
3、关于个体衰老与细胞衰老的关系,下列说法正确的是 ( ) (A)细胞的衰老就是个体的衰老
(B)衰老的生物体内,细胞都处于衰老状态 (C)年幼的生物体内,没有衰老细胞
(D)从总体上看,个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
4、下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述,正确的是 ( ) (A)细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态和功能各不相同 (B)个体发育过程中细胞的分裂、分化和凋亡对于生物体都有积极意义的 (C)细胞分裂存在于个体发育整个过程中,细胞分化仅发生于胚胎发育阶段 (D)多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的
5、某一植物组织细胞,发现分解有机物缓慢,酶的活性降低,则该细胞正在 ( ) (A)分化 (B)分裂 (C)衰老 (D)癌变
6、下列有关细胞衰老的叙述,错误的是 ( ) (A)在衰老的细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小 (B)衰老的细胞新陈代谢缓慢
(C)衰老细胞的形态、结构和功能都发生了变化
(D)衰老细胞的细胞膜通透性功能改变,物质运输功能增强
7、科学家从正常生活状态下的不同年龄阶段的3个小白鼠的体内分离出相同大小的骨骼肌3块,分别为A、B、C。然后测定这3块骨骼肌释放CO2的量,其比为1.3∶1.2∶1。回答:
(1)年龄最大的小白鼠是 ,其CO2的释放量不同,可能是由于细胞内 (细胞器)的功能减弱所致。
(2)3块骨骼肌细胞内,酶活性最强的是 ,物质交换能力最差的是 。 (3)3块骨骼肌代谢产物沉积最多的是 。 8、引起细胞凋亡的原因是 ( ) (A)细胞寿终正寝 (B)细胞中毒死亡
(C)细胞代谢降低 (D)由遗传机制决定的程序性调控
9、下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中,错误的一项是 ( ) (A)细胞凋亡是主动的,细胞坏死是被动的 (B)细胞凋亡是生理性的,细胞坏死是病理性的
(C)细胞凋亡是由基因调控的,细胞坏死是由外界因素引起的 (D)细胞凋亡是急性的,细胞坏死是慢性的
第4节 细胞的癌变
【知识要点提炼】 1、癌细胞的主要特征
在进行正常分裂分化的细胞中,有的细胞受到致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,这种细胞就是癌细胞。与正常细胞相比,癌细胞具有以下特征:在适宜的条件下,癌细胞能够无限增殖;癌细胞的形态结构发生显著变化;癌细胞的细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞彼此之间黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。
2、致癌因子
致癌因子大致分为三类:物理致癌因子,主要指辐射,如紫外线、X射线等;化学致癌因子,有数千种之多,无机化合物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等,有机化合物如联苯胺等;病毒致癌因子,是指能使细胞发生癌变的病毒。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
【典型例题解析】
例1 下列哪项不是癌细胞的特征( )
(A)细胞膜上糖蛋白减少 (B)能无限增殖
(C)细胞内酶的活性降低 (D)形态结构发生变化 解析 本题选项中将癌细胞与衰老细胞的特征混在一起,解题时要从两种细胞生理特性上去分析。衰老的细胞必然活性下降,代谢减弱,而癌细胞的生命活力不减,甚至增强,并因膜上糖蛋白减少而减小黏性,导致容易扩散。答案:(C)。
例2 癌症是癌细胞在机体内恶性增殖形成恶性肿瘤及表现出相关症状的一种疾病。下列关于癌症的叙述,哪一项是不正确的( )
(A)癌细胞是由体内正常细胞的原癌基因被致癌因子激活所产生的
(B)由于癌细胞易在机体内分散和转移,所以手术摘除肿瘤的患者仍有复发的可能 (C)对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了杀死患者体内残余的癌细胞 (D)从媒体广告上看,有的治癌药物的药效在95%以上,因而癌症的治疗并不困难 解析 本题利用与癌症治疗有关的知识,叙述和解释与癌症治疗有关的实际问题。因此,我们的思维活动不要只拘泥于课本,而要联系生活实际,增加思维活动的广泛性和深刻性。由于癌细胞易分散和转移,手术摘除恶性肿瘤的患者,其原来恶性肿瘤周围的淋巴液中也存
在残余的癌细胞,并且癌细胞不受机体调控,易于恶性增生,因此除手术摘除恶性肿瘤外还需作进一步的放疗和化疗。目前对于癌症的治疗有一定的进展,但并无特效药。答案:(D)。 【随堂巩固练习】 1、癌变发生的内因是 ( ) (A)细胞分裂受阻 (B)人过度气愤 (C)原癌基因被激活 (D)细胞分化受阻
2、下列有关癌细胞的叙述中,错误的是 ( ) (A)癌细胞表面的糖蛋白减少 (B)癌细胞之间的黏着性增大
(C)癌细胞易在体内分散和移动 (D)癌细胞的形成是内外因素共同作用的结果 3、下列与癌症产生原因有关的叙述是 ( ) ①受到辐射作用 ②受到黄曲霉素的毒害 ③受到肿瘤病毒的感染 ④黄骨髓恢复细
胞分裂 ⑤受到感冒病毒的感染
(A)①②③ (B)②③④ (C)③④⑤ (D)①③⑤ 4、下列关于癌变的说法中,不正确的是 ( ) (A)每个人体内都有原癌基因 (B)煤焦油是致癌因子
(C)癌细胞是不分化的体细胞 (D)癌细胞膜上的糖蛋白比正常细胞多 5、若用化学药剂抑制肿瘤细胞的DNA复制,这些细胞就停留在 ( ) (A)分裂期前期 (B)分裂期中期 (C)分裂期后期 (D)分裂间期
6、世界上许多实验室广泛地传代使用的“海拉细胞系”是从黑人妇女海拉的宫颈癌细胞分离建立的,分离出来的癌细胞在体外培养中能无限地传代下去,这说明癌细胞
能 ;这些癌细胞容易在有机体内分散、转移,其原因是 。
7、导致细胞癌变的外部因素主要包括 、 和 三大类。 8、长期吸烟容易患肺癌的原因是 ( ) (A)煤焦油粘于肺泡壁,使肺泡失去弹性 (B)煤焦油能导致机体产生原癌基因
(C)煤焦油能激活原癌基因,从抑制状态转变成激活状态,从而使正常细胞发生癌变 (D)以上三项都是
9、在对癌症研究过程中,许多科学家们付出了大量的努力和汗水。1911年,年仅30岁的劳斯研究一种鸡的肉瘤(恶性肿瘤生长在结缔组织中成为肉瘤,而生长在上皮组织中成为肿瘤),做了如下的实验,他用鸡肉瘤组织取出来磨成液体,用一种特殊的“筛子”过滤,这种过滤装置连最小的细胞也通不过去。然后将滤液注射到健康的鸡体内,结果鸡很快长出了肉瘤。
(1)根据以上内容,推测劳斯当时提出了一个什么观点?
(2)这个观点为以后细胞癌变的哪一种致癌因子的研究提供了证据?
(3)请你设计一个模拟实验来研究某种具体的物理因子或化学因子是否有可能致癌。
单元练习
一、选择题 1、下列关于细胞周期的说法不正确的是 ( ) (A)具有特定形态、结构和功能的成熟细胞没有细胞周期
(B)细胞周期是一个与代谢有关的过程,温度越高所需的时间越长 (C)细胞的种类不同,细胞周期的时间长短也不相同
(D)一个新细胞分裂成两个新细胞所需时间为一个细胞周期
2、连续进行分裂的细胞,分裂间期的主要特点是 ( ) (A)出现染色单体 (B)染色体数目增加一半
(C)染色质变成染色体 (D)完成DNA分子的复制和有关蛋白质合成 3、在细胞的有丝分裂过程中,姐妹染色单体的形成和分开分别发生在 ( ) (A)间期和末期 (B)前期和末期 (C)间期和后期 (D)间期和前期 4、下图中表示根尖分生区中期细胞分裂相的是 ( )
5、下图中①~⑤表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况,在整个细胞周期中染色体变化的顺序应该是 ( )
(A)①④⑤③② (B)②③①④⑤ (C)①⑤④③② (D)⑤④③②① 6、动物细胞有丝分裂过程中,中心粒的分开和倍增分别发生在 ( ) (A)前期和后期 (B)中期和末期 (C)前期和间期 (D)前期和中期 7、家兔的体细胞有22对染色体,在有丝分裂的后期,染色体的数目和形态是 ( )
①22对 ②22个 ③44个 ④88个 ⑤每个染色体含有两个姐妹染色单体 ⑥每个染色体都不含姐妹染色单体
(A)①和⑤ (B)③和⑥ (C)④和⑥ (D)④和⑤ 8、一个处于人工培养条件下的体细胞连续进行2次分裂,其子细胞的染色体数 ( ) (A)减少一半 (B)为原来的1/4
(C)保持不变 (D)保持不变,但DNA量为原来的1/4
9、右图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是 ( )
DNA O A B C D E 时间
的4n 数2n 目(A)O~A段表示间期,染色体复制,DNA体含量加倍 (B)动物细胞中,只有在B~D段含有两组中心体
(C)C~D段细胞核中染色体∶染色单体∶DNA为1∶2∶2 (D)细菌与B~C段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁 10、关于细胞无丝分裂,下列叙述正确的是 ( ) (A)没有出现纺锤体,但有染色体的变化 (B)没有染色体的变化,但有纺锤体的出现 (C)有遗传物质的复制,无纺锤体的出现 (D)无遗传物质的复制,也无纺锤体的出现 11、下列对细胞分化时期的叙述,最确切的是 ( ) (A)只发生在胚胎发育的早期 (B)发生在细胞分裂过程中
(C)发生在生物体的整个生命进程中 (D)发生在胚胎发育的整个过程中 12、生物体内,存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞,是因为 ( ) (A)细胞失去全能性 (B)不同的细胞,基因是不同的
(C)遗传物质发生了定向的改变 (D)不同细胞中基因选择性表达的结果
13、对于白血病患者,目前较为成功的治疗方式主要是骨髓移值。其主要原理是利用正常人
的骨髓中的造血干细胞分裂、分化来产生正常的白细胞,从而使病人的生理机能恢复正
常。造血干细胞形成白细胞的过程中经过了哪两个过程 ( )
(A)先细胞分裂,后细胞分化 (B)先细胞分化,后细胞分裂 (C)先细胞融合,后细胞分裂 (D)先细胞融合,后细胞分化 14、下列属于细胞衰老特征的是 ( ) ①细胞无限分裂 ②水分减少,体积变小 ③畸形改变 ④酶活性降低 ⑤色素逐渐积累 ⑥易分散转移 ⑦呼吸速度减慢 ⑧膜透性改变
(A)①③⑥ (B)①②⑤⑦ (C)②④⑤⑦⑧ (D)②④⑥⑧ 15、关于癌细胞特征的叙述中,不正确的是 ( ) (A)能够无限增殖 (B)癌细胞的形态结构发生了变化
(C)癌细胞的表面发生变化 (D)癌细胞与正常细胞都可以进行细胞的分化 16、人体内虽然有原癌基因,但多数人不患癌症,而只有少数人患癌症,其原因 ( ) (A)原癌基因不能被激活 (B)在正常情况下,原癌基因处于受抑制状态 (C)癌细胞是细胞畸形分化造成的 (D)大多数人体内有抵抗癌细胞的免疫功能 二、非选择题
17、有丝分裂的重要特征是:亲代细胞的染色体经过 , 分配到两
个子细胞中去。由于染色体上有 ,因而在细胞的 之间保持了 的稳定性。
18、表中三组数字为某生物体细胞进行有丝分裂时,DNA、染色体、染色单体在各时期中的
变化数据。试分析回答: 组号 间期 前期 中期 后期 末期 8 8 8 16 8 第一组 (1) 组为DNA的变化数据。
16 16 0 0 第二组 16 (2) 组为染色体的变化数据。
第三组 16 16 16 16 8 (3) 组为染色单体的变化数据。
19、图甲是植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体及DNA数量变化曲线图,图乙是
细胞分裂图像。据图回答下列问题:
(1)图甲中实线ABCD表示 数量变化,虚线abcd表示 数量变化。 (2)甲图中的AB表示 ,相当于图乙的 时期(编号)。
图甲
图乙
(3)甲图中的ab表示 复制后 未分离, 数未增加,
相当于图乙的 期(写编号);bc表示 分离, 数暂时加倍,相当于图乙的 期(用编号);c到d表示 平均分配到两个子细胞中去,其动态变化过程相当于图乙中 (用编号)。
20、洋葱根尖细胞有丝分裂装片的制作步骤大致如下图:
(1)填出A~D内液体的名称:A ;B ;C ;D 。 (2)洋葱根尖解离的目的是 。 (3)漂洗的目的是 。 21、在个体发育过程中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 、
和 上发生 的过程,叫做细胞分化。干细胞是指 ,人的骨髓中有许多造血干细胞,它们能通过 和 ,不断产生 、 和 ,补充到血液中去。 22、下图为细胞重要生命活动图解。请据图回答下面的问题:
生殖、发育、疾病与衰老
A细胞增殖----B细胞分化----C细胞衰老----D细胞凋亡
染色体结构动态变化与基因表达
(1)A、B、C、D中,染色体结构动态变化主要发生在 过程。 (2)细胞增殖的主要方式是 。
(3)细胞分化过程中,如果由于某些因子的作用,就有可能使 从抑制
状态转变成激活状态,从而使正常细胞发生癌变转化为癌细胞。 (4)李白有诗云:“君不见,高堂明镜悲白发,朝如青丝暮成雪。”导致这种变化的原因
是 。
(5)细胞的凋亡是由于受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也称作 。 (6)当HIV病毒侵入机体的淋巴细胞后,使淋巴细胞大量死亡,淋巴细胞大量死亡是否
属于细胞凋亡?
23、癌细胞通常是由正常细胞的遗传物质(基因)发生改变后形成的。癌细胞的特性包括无
休止和无序的分裂,并有侵袭性(向周围组织浸润)和转移性。在过去的几十年中出现
了多种治疗癌症的方法,主要包括手术治疗、放疗、化疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗等。请回答下列一组有关癌症及其治疗的问题:
(1)通常能够引起基因改变的因素可能有(填写序号) 。
A.紫外线 B.甘油 C.肝炎病毒 D.煤焦油及其衍生物苯 E.葡萄糖 F.尼古丁 G.丙酮酸 H.核辐射 (2)上述因素使正常细胞中的 由 状态转变成 状
态,从而导致癌变的发生。
(3)化疗时采用的烷化剂,如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应,从而阻止参与
DNA复制的酶与DNA的相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的 期。 (4)放疗是利用X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处杀死癌细胞
的一种方法。放疗与化疗相比,对患者全身正常细胞影响较小的是 。 (5)在正常生理条件下,人体血管内皮细胞的倍增时间约为1年。而持续的和不受调控
的血管生成则出现大量病态、肿瘤转移和内皮细胞的异常生长等,这种血管生成十分迅速,这种异常的生长对于癌细胞生命活动的作用是为癌细胞提供 ,运走癌细胞的 ,这有利于癌细胞的生长繁殖,有利于癌细胞向其他部位转移。
第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖 一、细胞的增殖
1、C 2、B 3、D 4、C 5、D A C B 6、B 7、D 8、C 9、B 10、B 11、D 12、④②③⑥①⑤ 13、D 14、A 15、(1)e j (2)后 末 (3)动物 中 4 8 8 b~c(或g~h) 4 (4)中心体(粒) 染
色体 纺锤丝(体) 16、C 17、C 18、C 19、C
二、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1、C 2、(1)解离 用药液使组织中的细胞相互分离开来 (2)染色 使染色体(染色质)着色 (3)分散开来,有利于观察 (4)分生 (5)载玻片 分生 呈正方形,排列紧密 3、A 4、B 5、D 6、D 7、分裂间期 细胞周期的大部分时间处于分裂间期 8、C 9、(1)分生区 (2)后 (3)A→F→E→D 10、B 11、(1)解离时间不够 (2)漂洗不彻底(不干净) (3)云雾
第2节 细胞的分化
1、A 2、D 3、D 4、(1)分化 (2)分裂 (3)生长 (4)形态 结构 生理功能 (5)①③⑤ 5、C 6、(1)有丝 (2)分化 (3)全能性 7、B 8、C 9、D
第3节 细胞的衰老和凋亡
1、A 2、A 3、D 4、B 5、C 6、D 7、(1)C 线粒体 (2)A C (3)C 8、D 9、D
第4节 细胞的癌变
1、C 2、B 3、A 4、D 5、D 6、无限增殖 由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低 7、物理致癌因子 化学致癌因子 病毒致癌因子 8、C 9、(1)病毒致癌观点。 (2)为病毒是致癌因子的研究提供了证据。 (3)①选择实验材料(某种动物)并分组;②用物理因子或化学因子处理实验动物,同时设置对照;③结果预测和结论:若实验动物出现了肿瘤,说明了这种因子是致癌因子,若没有出现肿瘤,说明不是致癌因子。
单元练习
1、B 2、D 3、C 4、A 5、C 6、C 7、C 8、C 9、A 10、C 11、C 12、D 13、A 14、C 15、D 16、B 17、复制 平均 遗传物质DNA 亲代和子代 遗传性状 18、(1)第三 (2)第一 (3)第二 19、(1)DNA 染色体 (2)DNA的复制 ⑤ (3)染色体 染色单体(着丝点) 染色体 ⑤①④ 着丝点 染色体 ③ 染色体 ③→②→⑥ 20、(1)盐酸和酒精混合液(1∶1) 清水 0.01g/mL(或0.02 g/mL)龙胆紫溶液 清水 (2)用药液使组织中的细胞相互分离开来 (3)洗去解离液,防止解离过度及影响染色 21、形态 结构 生理功能 稳定性差异 动物和人体内仍保留着小数具有分裂和分化能力的细胞 细胞分裂 细胞分化 红细胞 白细胞 血小板 22、(1)A细胞增殖 (2)有丝分裂 (3)原癌基因 (4)细胞衰老 (5)细胞编程性死亡 (6)不属于 23、(1)A、C、D、F、H (2)原癌基因 抑制 激活 (3)间 (4)放疗 (5)氧气和营养物质 代谢终产物
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