第二十節(jié)細(xì)胞增殖(一)

細(xì)胞增殖（一）主講：黃岡中學(xué)優(yōu)秀生物教師徐海軍一、不同器官的差異主要是由于細(xì)胞數(shù)量的差異二、細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膶?shí)驗(yàn)?zāi)康囊笸ㄟ^(guò)探究細(xì)胞的大小，即細(xì)胞的表面積與體積之比與物質(zhì)運(yùn)輸效率的關(guān)系，探討細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因材料用具3cm×3cm×6cm的含酚酞的瓊脂塊、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的NaOH溶液、塑料餐刀、膠皮手套、毫米直尺、塑料勺、吸水紙、燒杯方法步驟①用塑料餐刀將瓊脂塊切成三塊邊長(zhǎng)分別為3cm、2cm、1cm的正方體②將3塊瓊脂塊放在燒杯內(nèi)，加入NaOH溶液，將瓊脂塊淹沒(méi)。用塑料勺不時(shí)翻動(dòng)瓊脂塊。注意：不要用勺子將瓊脂塊切開(kāi)或挖動(dòng)其表面③戴上手套，用塑料勺將瓊脂塊從NaOH溶液取出來(lái)。用紙巾把它們吸干，用塑料刀把瓊脂塊切成兩半。觀察其切面，測(cè)量每一塊上NaOH擴(kuò)散的深度，記錄測(cè)量結(jié)果。每?jī)纱尾僮髦g必須把刀擦干實(shí)驗(yàn)結(jié)果瓊脂塊的邊長(zhǎng)/cm表面積/cm2體積/cm3比值（表面積/體積）NaOH擴(kuò)散的濃度/cm比值（NaOH擴(kuò)散的體積/整個(gè)瓊脂塊的體積）36×9272

26×483

16×116

實(shí)驗(yàn)結(jié)論瓊脂塊的表面積與體積之比隨著瓊脂塊的增大而減??；NaOH擴(kuò)散的體積與整個(gè)瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而減小細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系1、細(xì)胞越大，其體積就越大，其表面積就相對(duì)越小，細(xì)胞與周?chē)h(huán)境之間物質(zhì)交流的面積相對(duì)越小，所以物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男试降汀１砻娣e與體積比關(guān)系限制了細(xì)胞生長(zhǎng)。2、核質(zhì)比關(guān)系限制了細(xì)胞生長(zhǎng)。三、細(xì)胞增殖的方式1、單細(xì)胞生物通過(guò)細(xì)胞增殖而繁衍。多細(xì)胞生物從受精卵開(kāi)始，要經(jīng)過(guò)細(xì)胞的增殖和分化逐漸發(fā)育為成熟的個(gè)體。2、細(xì)胞以分裂的方式進(jìn)行增殖；真核細(xì)胞的分裂方式：①有絲分裂：產(chǎn)生體細(xì)胞。（主要分裂方式）②減數(shù)分裂：特殊的有絲分裂，與有性生殖細(xì)胞的形成有關(guān)。③無(wú)絲分裂：過(guò)程：一般是細(xì)胞核先延長(zhǎng)，從核的中部向內(nèi)凹進(jìn)，縊裂成為兩個(gè)細(xì)胞核；接著，整個(gè)細(xì)胞從中部縊裂成兩部分，形成兩個(gè)子細(xì)胞。特點(diǎn)：分裂過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)紡錘絲和染色體。例如，蛙的紅細(xì)胞的無(wú)絲分裂。3、細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。四、細(xì)胞周期1、概念：是指連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始，到下一次分裂完成時(shí)為止。包括細(xì)胞分裂的準(zhǔn)備階段——分裂間期和細(xì)胞分裂的實(shí)施階段——分裂期。2、表示方法：在上圖中的甲→甲或b＋c從時(shí)間上與一個(gè)細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間相等，但不能表示細(xì)胞周期。3、細(xì)胞周期的特點(diǎn)（1）從上圖可以看出，一個(gè)細(xì)胞周期可以用一個(gè)圓來(lái)表示，但在分裂間期和分裂期的時(shí)間分配不平均，分裂間期占用的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于分裂期所占用的時(shí)間，分裂間期占用了整個(gè)細(xì)胞周期的90%～95%，而分裂期只占用了5%～10%，這就是細(xì)胞周期的特點(diǎn)。這一特點(diǎn)充分說(shuō)明了分裂問(wèn)期這一準(zhǔn)備階段的重要性。（2）具有細(xì)胞周期的前提條件：具有連續(xù)分裂能力的細(xì)胞，如動(dòng)物：紅骨髓細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)胞；植物：根尖分生區(qū)細(xì)胞、芽的頂端分生組織、莖的形成層細(xì)胞。（3）影響因素：①內(nèi)部因素：不同種類(lèi)的細(xì)胞，細(xì)胞周期持續(xù)的時(shí)間不同。②外部因素：溫度等可影響細(xì)胞周期，低溫時(shí)細(xì)胞周期變長(zhǎng)。-返回-同步測(cè)試選擇題：1、下列細(xì)胞中屬于暫不增殖細(xì)胞的是（A）A．腎細(xì)胞

B．篩管細(xì)胞C．神經(jīng)細(xì)胞

D．骨髓細(xì)胞2、下列關(guān)于細(xì)胞分裂周期的敘述，正確的是（C）A．間期只包括G1期和G2期B．出現(xiàn)紡錘體的時(shí)期是S期C．G1期和G2期均能合成蛋白質(zhì)D．M期發(fā)生DNA復(fù)制3、下列過(guò)程中，涉及肽鍵數(shù)量變化的是（A）A．洋蔥根尖細(xì)胞染色體的復(fù)制B．用纖維素酶處理植物細(xì)胞C．小腸上皮細(xì)胞吸收氨基酸D．蛋清中加入NaCl使蛋白質(zhì)析出4、下列選項(xiàng)中，兩類(lèi)細(xì)胞的染色體數(shù)目均可呈周期性變化的是（B）A．蛙的紅細(xì)胞與淋巴細(xì)胞B．小鼠骨髓瘤細(xì)胞與雜交瘤細(xì)胞C．人的胚胎干細(xì)胞與成熟紅細(xì)胞D．牛的精細(xì)胞與精原細(xì)胞5、分裂期細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有一種促進(jìn)染色質(zhì)凝集為染色體的物質(zhì)。將某種動(dòng)物的分裂期細(xì)胞與G1期（DNA復(fù)制前期）細(xì)胞融合后可能出現(xiàn)的情況是（C）A．來(lái)自G1期細(xì)胞的染色質(zhì)開(kāi)始復(fù)制B．融合細(xì)胞DNA含量是G1期細(xì)胞的2倍C．來(lái)自G1期細(xì)胞的染色質(zhì)開(kāi)始凝集D．融合后兩細(xì)胞仍按各自的細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)6、下列有關(guān)細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因中，不正確的是（D）A．與細(xì)胞表面積和體積的比有關(guān)B．細(xì)胞核的大小是有一定限度的C．細(xì)胞體積過(guò)大不利于細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)交流D．細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器的數(shù)目和種類(lèi)限制7、下表所列為不同細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間（h），據(jù)表分析可以得出的結(jié)論是（C）細(xì)胞分裂間期分裂期細(xì)胞周期十二指腸細(xì)胞13.51.815.3腫瘤細(xì)胞18.00.518.5成纖維細(xì)胞19.30.720.0A．分裂期和細(xì)胞周期均最短的是腫瘤細(xì)胞B．分裂期占細(xì)胞周期時(shí)間比例最小的是十二指腸細(xì)胞C．不同種類(lèi)細(xì)胞的細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間不同D．不同種類(lèi)細(xì)胞的分裂都是同步進(jìn)行的-END-課外拓展細(xì)胞的增殖周期細(xì)胞從前一次分裂結(jié)束開(kāi)始，到下一次分裂結(jié)束為止，這樣一個(gè)周期叫做細(xì)胞增殖周期。20世紀(jì)50年代以前，人們把細(xì)胞增殖周期劃分為分裂期和靜止期兩個(gè)階段。當(dāng)時(shí)認(rèn)為分裂期是細(xì)胞增殖周期中的主要階段。近年來(lái)，由于放射自顯影和細(xì)胞化學(xué)等技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)于細(xì)胞增殖過(guò)程的動(dòng)態(tài)研究也日趨深入?，F(xiàn)在了解到，過(guò)去一直被忽視的所謂“靜止期”卻是細(xì)胞增殖周期中極為關(guān)鍵的一個(gè)階段，因?yàn)榕cDNA分子復(fù)制有關(guān)的一系列代謝反應(yīng)，都是在這個(gè)階段進(jìn)行的。所以現(xiàn)在都把“靜止期”叫做間期。現(xiàn)在，一般把細(xì)胞增殖周期分為兩個(gè)階段：間期和分裂期。細(xì)胞在前一次分裂結(jié)束之后就進(jìn)入間期，這時(shí)就是新的細(xì)胞周期的開(kāi)始。間期一共分為三個(gè)分期。間期結(jié)束就進(jìn)入有絲分裂期。根據(jù)目前的認(rèn)識(shí)，整個(gè)細(xì)胞增殖周期可以分為G1、S、G2、M四個(gè)小分期，如下表：細(xì)胞增殖周期中的各個(gè)分期，各有其不同的特點(diǎn)。G1期的特點(diǎn)：G1期是從上次細(xì)胞增殖周期完成以后開(kāi)始的。G1期是一個(gè)生長(zhǎng)期。在這一時(shí)期中主要進(jìn)行RNA和蛋白質(zhì)的生物合成，并且為下階段S期的DNA合成做準(zhǔn)備，特別是合成DNA的前身物質(zhì)、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及儲(chǔ)備能量。S期的特點(diǎn)：從G1期進(jìn)入S期是細(xì)胞增殖的關(guān)鍵時(shí)刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的復(fù)制就是在這個(gè)時(shí)期進(jìn)行的。通常只要DNA的合成一開(kāi)始，細(xì)胞增殖活動(dòng)就會(huì)進(jìn)行下去，直到分成兩個(gè)子細(xì)胞。G2期的特點(diǎn)：G2期又叫做“有絲分裂準(zhǔn)備期”，因?yàn)樗饕獮楹竺娴腗期做準(zhǔn)備。在G2期中，DNA的合成終止，但是還有RNA和蛋白質(zhì)的合成，不過(guò)其合成量逐漸減少。特別是微管蛋白的合成，為M期紡錘體微管的組裝提供原料。M期的特點(diǎn)：細(xì)胞一旦完成了細(xì)胞分裂的準(zhǔn)備，就進(jìn)入有絲分裂期。細(xì)胞分裂期是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，為了研究的方便，可以人為地將它分成前、中、后、末四個(gè)時(shí)期。M期的細(xì)胞有極明顯的形態(tài)變化。間期中的染色質(zhì)（主要成分是DNA和蛋白質(zhì)），在M期濃縮成染色體形態(tài)。染色體的形成、復(fù)制和移動(dòng)等活動(dòng)，保證了將S期復(fù)制的兩套DNA分子平均地分到兩個(gè)子細(xì)胞中去。-END-高考解析例1、有1位同學(xué)做根尖有絲分裂實(shí)驗(yàn)，在顯微鏡中觀察到的圖像如下圖所示。造成這種情況的原因可能是（）①取材位置不合適②取材時(shí)間不合適③制片時(shí)壓片力量不合適④解離時(shí)間不合適⑤視野選擇不合適A．②③B．②⑤C．①②⑤D．①③④答案：C。解析：由題干細(xì)胞圖像可知：細(xì)胞無(wú)重疊現(xiàn)象，說(shuō)明材料解離時(shí)間及制片時(shí)壓片力量均合適。圖像中細(xì)胞未出現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)，可能原因有取材位置、取材時(shí)間或視野選擇不合適。例2、分裂期細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中含有一種促進(jìn)染色質(zhì)凝集為染色體的物質(zhì)。將某種動(dòng)物的分裂期細(xì)胞與G1期（DNA復(fù)制前期）細(xì)胞融合后，可能出現(xiàn)的情況是（）A．來(lái)