高中生物奧林匹克競賽輔導專題突破之細胞增殖與遺傳

1、官方網(wǎng)站：圣才學習網(wǎng)免費咨詢熱線：4006123191高中生物奧林匹克競賽輔導專題突破之細胞增殖與遺傳高中生物奧林匹克競賽輔導專題突破之細胞增殖與遺傳[競賽要求競賽要求]本專題涉及的主要考點及要求：一、細胞學說與原核細胞的二分裂二、遺傳的細胞學基礎三、細胞周期與有絲分裂（細胞周期概念、染色體復制、分裂過程、細胞分裂的影響因素、癌細胞的產(chǎn)生、有絲分裂的功能）四、減數(shù)分裂與交換值（減數(shù)分裂過程、減數(shù)分裂與有絲分裂的區(qū)別）五、染色體數(shù)目與結(jié)構(gòu)

2、變異（21三體、減數(shù)分裂突發(fā)變故影響染色體數(shù)、性染色體異常不致死、染色體結(jié)構(gòu)異常引發(fā)先天缺陷與癌變）[知識梳理知識梳理]一、細胞學說與原核細胞的二分裂一、細胞學說與原核細胞的二分裂1、細胞學說：、細胞學說：施萊登和施旺的細胞學說主要有三個方面內(nèi)容：（1）細胞是有機體。一切動植物都是由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成，動植物的結(jié)構(gòu)有顯著的一致性。（2）每個細胞作為一個相對獨立的基本單位，既有它們“自己的”生命，又與其他細胞協(xié)調(diào)地集合

3、，構(gòu)成生命的整體，按共同的規(guī)律發(fā)育，有共同的生命過程。（3）新的細胞可以由老的細胞產(chǎn)生。2、原核細胞的二分裂、原核細胞的二分裂原核細胞的分裂包括兩個方面:(1)細胞DNA的復制和分配使分裂后的子細胞能得到親代細胞的一整套遺傳物質(zhì)(2)細胞質(zhì)分裂把細胞基本上分成兩等份。原核細胞的DNA分子是環(huán)狀的無游離端。在一系列酶的催化下經(jīng)過解旋和半保留式復制形成了兩個一樣的環(huán)狀DNA分子。復制常是由DNA附著在質(zhì)膜上的部位開始。在DNA分子復制完成之

4、后便開始了細胞質(zhì)分裂。當然在開始分裂之前需要細胞生長。細胞分裂時先由一定部位開始。復制好的兩個DNA分子仍與膜相連；隨著連接處的生長把DNA分子拉開。在細胞中部質(zhì)膜環(huán)繞細胞發(fā)生內(nèi)褶褶中產(chǎn)生了新的壁物質(zhì)形成了隔。隔不斷向中央生長延伸最后形成了將細胞隔下圖：大腸桿菌的分裂下圖：大腸桿菌的分裂為兩部分的完整的隔。隔縱裂為二把母細胞分成了大致相等的兩個子細胞。例如：細菌。細菌和其它原核生物一樣，沒有核膜，DNA集中在細胞質(zhì)中的低電子密度區(qū)，稱核

5、區(qū)或核質(zhì)體。細菌一般具有14個核質(zhì)體，多的可達20余個。核質(zhì)體是環(huán)狀的雙鏈DNA分子，所含的遺傳信息量可編碼2000～3000種蛋白質(zhì)，空間構(gòu)建十分精簡，沒有內(nèi)含子。由于沒有核膜，因此DNA的復制、RNA的轉(zhuǎn)錄與蛋白的質(zhì)合成可同時進行，而不像真核細胞那樣這些生化反應在時間和空間上是嚴格分隔開來的。細菌核區(qū)DNA以外的，可進行自主復制的遺傳因子，稱為質(zhì)粒。質(zhì)粒是裸露的環(huán)狀雙鏈DNA分子，所含遺傳信息量為2~200個基因，能進行自我復制，有

6、時能整合到核DNA中去。質(zhì)粒DNA在遺傳工程研究中很重要，常用作基因重組與基因轉(zhuǎn)移的載體。如圖：細菌一二分裂的方式繁殖。二、遺傳的細胞學基礎二、遺傳的細胞學基礎官方網(wǎng)站：圣才學習網(wǎng)免費咨詢熱線：4006123191染色質(zhì)的染色粒一般較大，而常染色粒的染色粒較小，在染色體上位于著絲粒兩邊的染色粒一般較大，而向染色體端部的染色體較小，呈梯度排列。（4）主縊痕：中期染色體上一個染色較淺而縊縮的部位，主縊痕處有著絲粒，所以亦稱著絲粒區(qū)，由于這一

7、區(qū)域染色線的螺旋化程序低，DNA含量少，所以染色很淺或不著色。（5）次縊痕：除主縊痕外，染色體上第二個呈淺縊縮的部分稱次縊痕，次縊痕的位置相對穩(wěn)定，是鑒定染色體個別性的一個顯著特征。（6）核仁組織區(qū)：是核糖體RNA基因所在的區(qū)域，其精細結(jié)構(gòu)呈燈刷狀。（7）隨體：指位于染色體末端的球形染色體節(jié)段，通過次縊痕區(qū)與染色體主體部分相連。位于染色體末端的隨體稱為端隨體，位于兩個次縊痕中間的稱中間隨體。（8）端粒：是染色體端部的特化部分。其生物學作

8、用在于維持染色體的穩(wěn)定性。端粒由高度重復的短序列串聯(lián)而成，在進化上高度保守，不同生物的端粒序列都很相似。三、細胞周期與有絲分裂三、細胞周期與有絲分裂1、細胞周期的概念：、細胞周期的概念：細胞周期指由細胞分裂結(jié)束到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過程，所需的時間叫細胞周期時間?？煞譃樗膫€階段：①G1期，指從有絲分裂完成到期DNA復制之前的間隙時間；②S期，指DNA復制的時期，只有在這一時期H3TDR才能摻入新合成的DNA中；③G2期，指DNA復

9、制完成到有絲分裂開始之前的一段時間；④M期又稱D期，細胞分裂開始到結(jié)束。從增殖的角度來看，可將高等動物的細胞分為三類：①連續(xù)分裂細胞，在細胞周期中連續(xù)運轉(zhuǎn)因而又稱為周期細胞，如表皮生發(fā)層細胞、部分骨髓細胞。②休眠細胞暫不分裂，但在適當?shù)拇碳は驴芍匦逻M入細胞周期，稱G0期細胞，如淋巴細胞、肝、腎細胞等。③不分裂細胞，指不可逆地脫離細胞周期，不再分裂的細胞，又稱終端細胞，如神經(jīng)、肌肉、多形核細胞等等。2、分裂過程、分裂過程:有絲分裂過程是一

10、個連續(xù)的過程，為了便于描述人為的劃分為六個時期：間期、前期、前中期、中期、后期和末期。其中間期包括G1期、S期和G2期，主要進行DNA復制等準備工作。（一）前期：（一）前期：前期的主要事件是：①染色質(zhì)凝縮，②分裂極確立與紡錘體開始形成，③核仁解體，④核膜消失。前期最顯著的特征是染色質(zhì)通過螺旋化和折疊，變短變粗，形成光學顯微鏡下可以分辨的染色體，每條染色體包含2個染色單體。早在S期兩個中心粒已完成復制，在前期移向兩極，兩對中心粒之間形成紡

11、錘體微管，當核膜解體時，兩對中心粒已到達兩極，并在兩者之間形成紡錘體，植物沒有中心粒和星體，其紡錘體叫作無星紡錘體，分裂極的確定機理尚不明確。（二）前中期：（二）前中期：指由核膜解體到染色體排列到赤道面這一階段。紡錘體微管向細胞內(nèi)部侵入，與染色體的著絲點結(jié)合。（三）中期：（三）中期：指從染色體排列到赤道面上，到姊妹染色單體開始分向兩極的一段時間，縱向觀動物染色體呈輻射狀排列。（四）后期：（四）后期：指姊妹染色單體分開并移向兩極的時期，當

12、子染色體到達兩極后，標志這一時期結(jié)束。后期可以分為兩個方面①后期A，指染色體向兩極移動的過程。體外實驗證明即使在不存在ATP的情況下，染色體著絲點也有連接到正在去組裝的微管上的能力，使染色體發(fā)生移動。②后期B，指兩極間距離拉大的過程。（五）末期：（五）末期：末期是從子染色體到達兩極，至形成兩個新細胞為止的時期。末期涉及子核的形成和胞質(zhì)分裂兩個方面。1、子核的形成、子核的形成.末期子核的形成，大體經(jīng)歷了與前期相反的過程，即染色體解聚縮，核