细胞的增殖课程

第五章细胞的生命历程无丝分裂有丝分裂减数分裂细胞癌变致癌因子使得原癌基因和抑癌基因发生突变细胞生长细胞分化分化了的细胞仍具有全能性细胞衰老细胞凋亡主要表现为新陈代谢的活性降低

受基因控制的正常生理活动细胞增殖方式实质恶性增殖畸形分化细胞内含有该物种的全套遗传物质原因细胞的生命历程第1节细胞的增殖一、细胞不能无限长大的原因二、细胞增殖方式三、细胞周期四、细胞无丝分裂过程及生物学意义五、细胞无丝分裂特点一、细胞不能无限长大细胞体积趋向于小的原因是什么呢？你能用实验或数据演示你的想法么？思考一下：实验探究：细胞大小与物质运输的关系切成不同大小的琼脂方块放入盛有NaOH溶液中浸泡慢慢地，酚酞的琼脂随着NaOH溶液的扩散变红切开琼脂方块你发现什么了吗？实验：细胞大小与物质运输的关系琼脂块的边长/cm表面积/cm2体积/cm3相对表面积（表面积：体积）NaOH扩散的深度/cmNaOH扩散的体积/琼脂块的体积3215427224836160.50.50.519/27≈0.77/8≈0.91/1=1扩散效率=NaOH扩散的体积整个琼脂块的体积0.5cm细胞大小与物质运输的效率有什么关系?结论：表面积与体积之比随琼脂块增大而

；NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随琼脂块增大而

；减小减小

细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率越低。细胞越小，S/V

，物质运输效率

，代谢越快。细胞越大，S/V

，物质交换与运输效率

；一、细胞不能无限长大的原因限制因素1、相对表面积：S(表面积)/V(体积)越小越低越大越高细胞质中的生理、生化过程都受到细胞核中遗传信息的指导和控制。因此，当细胞质的体积过大时，细胞核对这样大范围的细胞质的调控作用就会相对地减弱，以致造成核、质的不平衡。2、核质比①连续分裂的细胞，从上一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止所经历的整个过程。二、细胞周期1、定义：②下列细胞是否都具有细胞周期？为什么？洋葱的表皮细胞、哺乳动物成熟的红细胞愈伤组织细胞、根尖生长点细胞、造血干细胞小鼠骨髓瘤细胞、受精卵、高等动物卵细胞√√√√√噬菌体有细胞周期吗？动物：已分化成熟的细胞及进行减数分裂的细胞无细胞周期。造血干细胞、皮肤生发层细胞等。根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织、茎的形成层细胞等植物：注意:精卵原细胞既可有丝分裂也可减数分裂二、细胞周期2、组成：分裂间期分裂期(M)G1期S期G2期前期中期后期末期占细胞周期的(90%～95%)占细胞周期的(5%～10%)（1）DNA合成前期(G1期)：合成

和

，为

的合成做准备。蛋白质RNADNA（2）DNA合成期(S期)：主要进行

，使DNA含量

。DNA复制增加一倍（3）DNA合成后期(G2期)：合成

和

，为

的合成做准备。纺锤丝蛋白质RNA主要成分：蛋白质(分裂过程是连续的，不同分裂时期是人为划分的。)3、表示方法：间期：分裂期：细胞周期：间期：分裂期：细胞周期：

说明：上图中的甲→甲或b+c从时间上与一个细胞周期持续的时间相等，但不能表示细胞周期。乙→乙乙→甲甲→乙a＋b或c＋da或cb或d①扇形图②直线图③曲线图④柱形图表示法S期S期G1期G1期G2期分裂期分裂期G2期

(1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同。

4.影响细胞周期的因素：(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而影响细胞周期。低温时，细胞周期变长。细胞分裂间期分裂期细胞周期分裂期/间期人囊胚细胞18.51.019.50.054蛙单倍体胚细胞35.31.636.90.045仓鼠卵细胞11.60.812.40.069小鼠十二指肠细胞13.51.815.30.133蚕豆根尖细胞15.3217.30.131三、细胞有丝分裂过程（一）间期（二）分裂期染色体的复制

(DNA的复制和蛋白质的合成)分裂过程是连续的，不同分裂时期是人为划分的。动物细胞：中心体的复制前期中期后期末期占细胞周期的(5%～10%)染色体散乱分布1、前期染色质

染色体“核膜核仁消失，染色体纺锤体出现”纺锤丝

纺锤体

核膜

核仁

两出现两消失染色体着丝粒排列在

上，染色体形态固定，数目清晰。2.中期“形定数晰赤道齐”赤道板观察染色体最好的时期

分裂，

分开形成单独的染色体，由

牵引向细胞两级移动。3.后期“点裂数加均两极”染色体着丝点姐妹染色单体纺锤丝思考：着丝点的断裂是纺锤丝牵引的结果吗4.末期核仁、核膜出现纺锤体染色体染色质消失两出现两消失出现细胞板，形成新细胞壁，1个细胞2个细胞两消两现重开始⑴继续分裂：始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态。如：受精卵、部分红骨髓细胞（造血干细胞）、皮肤的生发层(基底层)细胞、癌细胞、植物的形成层细胞、根尖的分生区细胞和芽的顶端分生组织等等。⑵暂时停止分裂：仍然具有分裂能力，在合适的条件下仍可以回到分裂周期中继续进行细胞分裂。如：某些免疫淋巴细胞、肝、肾细胞、大部分造血干细胞等等。⑶细胞分化：细胞不分裂，就必然分化。这类细胞完全脱离细胞周期，不再分裂，而是分化为组织、器官和其他细胞。如：骨骼细胞、白细胞、神经、肌纤维细胞和植物韧皮部细胞、筛管细胞等等。（三）分裂后子细胞的去路四、有丝分裂的意义亲代的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去，每个子细胞都获得了与母细胞同样的一份染色体，具有相同的遗传信息。

因而保持了遗传的稳定性。(1)DNA加倍的时期_______，原因：

；

(2)染色体加倍的时期_______，原因：__________.(3)染色单体形成的时期_______，消失于

。

(4)染色体出现、观察最好时期分别为______、_____。(5)有丝分裂的细胞中（有、无）同源染色体在后期同源染色体加倍______（有、无）联会配对现象.（6）染色体的数目以

的数目为依据。间期DNA复制后期间期前期中期着丝粒分裂有思考：有丝分裂的细胞中着丝粒无后期5876432141→→2→6→5→8→3→7五、有丝分裂的图像识别动物细胞的有丝分裂六、动植物细胞有丝分裂的比较七、动植物细胞有丝分裂的比较植物细胞动物细胞不同点相同点1、间期都有染色体的复制；2、核膜、核仁的变化相同；3、染色体的行为变化完全相同。间期：

复制。前期：

发出星射线构成纺锤体。末期：

形成细胞壁分成两个子细胞末期：

内陷缢裂成两个子细胞中心粒细胞板细胞膜前期：

发出纺锤丝构成纺锤体。细胞两极中心体(1)染色体形态变化(2)纺锤体变化(3)核膜、核仁变化(4)中心体变化(5)染色体行为变化八、细胞周期中几种关键结构的变化同一物质在细胞不同时期的两种存在形式染色质主要是DNA＋蛋白质，还有少量RNA组成(丝状)染色体(棒状)分裂间期：解开螺旋，变细变长分裂期：高度螺旋化，缩短变粗1、染色体的形态结构的变化项目变化规律染色体行为形态1、染色体的形态结构的变化2、细胞有丝分裂有关的细胞器细胞器细胞类型时期生理作用核糖体动物、植物整个时期,但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3.有丝分裂中染色体，DNA、染色单体、染色体组数各时期的变化有丝分裂间期前期中期后期末期染色体染色单体DNA数目着丝点分裂后加倍复制后，着丝点分裂前才有复制后加倍，分裂后恢复2N2N2N4N2N0~4N4N4N002a~4a4a4a4a2a说明假设母细胞染色体为2N,DNA为2a染色体组22242着丝点分裂后加倍4.染色体，DNA、染色单体变化曲线00间期前期中期后期末期2n4n2n4n间期前期中期后期末期染色体DNA012间期前期中期后期末期DNA每条染色体上DNA数目00间期前期中期后期末期2n4n2n4n间期前期中期后期末期染色体DNA[提醒]

动、植物的结构不同(如植物有细胞壁)，导致分裂的方式不同。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、植物有丝分裂的方法——子细胞形成方式、细胞板结构。2．(2014·北京西城区高三检测)下图为某种植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关判断正确的是(

)A．①→②过程是有丝分裂间期，此时细胞内核膜解体、核仁消失B．低温处理导致④→⑤过程中染色单体不分开使染色体数目加倍C．⑤→⑥过程处于有丝分裂后期，细胞中的染色体组数增加一倍D．⑥→⑦过程中DNA解旋酶可使染色体解旋变为细丝状的染色质C连续两次有丝分裂14N第一次分裂的细胞中每条染色体都含15N和14N九、有丝分裂次数和DNA成份关系15N第二次分裂前期和中期细胞中染色体全部含15N和14N，后期细胞中染色体一半含15N，一半只含14N。每个子细胞中含15N的染色体数量为0—全部。

蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是(

)A．每条染色体的两条单体都被标记B．每条染色体中都只有一条单体被标记C．只有半数的染色体中一条单体被标记D．每条染色体的两条单体都不被标记B十、无丝分裂（真核特有）1、过程：核先延长，后缢裂为二，同时质中央缢为两个子细胞。2、特点：不出现纺锤丝和染色体。3、实例：人的肝细胞、肾小管上皮细胞、肾上腺皮质细胞、蛙的红细胞、蚕的睾丸上皮细胞？无丝分裂的过程中DNA进行复制吗？①实现了DNA的复制及平均分配②无丝分裂和有丝分裂相比，速度较快，耗能较少无丝分裂:一般是细胞核先延长，从核的中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核；接着整个细胞从中部缢裂成两部分(一）盐酸和酒精混合液（1︰1）使组织中的细胞相互分离开来。(二)高等植物的分生组织有丝分裂较旺盛。(三)细胞有丝分裂各个时期染色体的形态和行为变化不同，可用高倍显微镜根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于哪个时期。(四)细胞核内的染色体易被碱性染料(如龙胆紫)染成深色。一、实验原理十一、实验：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂