第二十节细胞增殖(一)

细胞增殖（一）主讲：黄冈中学优秀生物教师徐海军一、不同器官的差异主要是由于细胞数量的差异二、细胞大小与物质运输的实验目的要求通过探究细胞的大小，即细胞的表面积与体积之比与物质运输效率的关系，探讨细胞不能无限长大的原因材料用具3cm×3cm×6cm的含酚酞的琼脂块、质量分数为0.1%的NaOH溶液、塑料餐刀、胶皮手套、毫米直尺、塑料勺、吸水纸、烧杯方法步骤①用塑料餐刀将琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体②将3块琼脂块放在烧杯内，加入NaOH溶液，将琼脂块淹没。用塑料勺不时翻动琼脂块。注意：不要用勺子将琼脂块切开或挖动其表面③戴上手套，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液取出来。用纸巾把它们吸干，用塑料刀把琼脂块切成两半。观察其切面，测量每一块上NaOH扩散的深度，记录测量结果。每两次操作之间必须把刀擦干实验结果琼脂块的边长/cm表面积/cm2体积/cm3比值（表面积/体积）NaOH扩散的浓度/cm比值（NaOH扩散的体积/整个琼脂块的体积）36×9272

26×483

16×116

实验结论琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小；NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小细胞大小与物质运输的关系1、细胞越大，其体积就越大，其表面积就相对越小，细胞与周围环境之间物质交流的面积相对越小，所以物质运输的效率越低。表面积与体积比关系限制了细胞生长。2、核质比关系限制了细胞生长。三、细胞增殖的方式1、单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物从受精卵开始，要经过细胞的增殖和分化逐渐发育为成熟的个体。2、细胞以分裂的方式进行增殖；真核细胞的分裂方式：①有丝分裂：产生体细胞。（主要分裂方式）②减数分裂：特殊的有丝分裂，与有性生殖细胞的形成有关。③无丝分裂：过程：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，形成两个子细胞。特点：分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体。例如，蛙的红细胞的无丝分裂。3、细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。四、细胞周期1、概念：是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。包括细胞分裂的准备阶段——分裂间期和细胞分裂的实施阶段——分裂期。2、表示方法：在上图中的甲→甲或b＋c从时间上与一个细胞周期持续时间相等，但不能表示细胞周期。3、细胞周期的特点（1）从上图可以看出，一个细胞周期可以用一个圆来表示，但在分裂间期和分裂期的时间分配不平均，分裂间期占用的时间远远多于分裂期所占用的时间，分裂间期占用了整个细胞周期的90%～95%，而分裂期只占用了5%～10%，这就是细胞周期的特点。这一特点充分说明了分裂问期这一准备阶段的重要性。（2）具有细胞周期的前提条件：具有连续分裂能力的细胞，如动物：红骨髓细胞、皮肤生发层细胞；植物：根尖分生区细胞、芽的顶端分生组织、茎的形成层细胞。（3）影响因素：①内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同。②外部因素：温度等可影响细胞周期，低温时细胞周期变长。-返回-同步测试选择题：1、下列细胞中属于暂不增殖细胞的是（A）A．肾细胞

B．筛管细胞C．神经细胞

D．骨髓细胞2、下列关于细胞分裂周期的叙述，正确的是（C）A．间期只包括G1期和G2期B．出现纺锤体的时期是S期C．G1期和G2期均能合成蛋白质D．M期发生DNA复制3、下列过程中，涉及肽键数量变化的是（A）A．洋葱根尖细胞染色体的复制B．用纤维素酶处理植物细胞C．小肠上皮细胞吸收氨基酸D．蛋清中加入NaCl使蛋白质析出4、下列选项中，两类细胞的染色体数目均可呈周期性变化的是（B）A．蛙的红细胞与淋巴细胞B．小鼠骨髓瘤细胞与杂交瘤细胞C．人的胚胎干细胞与成熟红细胞D．牛的精细胞与精原细胞5、分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期（DNA复制前期）细胞融合后可能出现的情况是（C）A．来自G1期细胞的染色质开始复制B．融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍C．来自G1期细胞的染色质开始凝集D．融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转6、下列有关细胞不能无限长大的原因中，不正确的是（D）A．与细胞表面积和体积的比有关B．细胞核的大小是有一定限度的C．细胞体积过大不利于细胞内的物质交流D．细胞内各种细胞器的数目和种类限制7、下表所列为不同细胞的细胞周期持续时间（h），据表分析可以得出的结论是（C）细胞分裂间期分裂期细胞周期十二指肠细胞13.51.815.3肿瘤细胞18.00.518.5成纤维细胞19.30.720.0A．分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞B．分裂期占细胞周期时间比例最小的是十二指肠细胞C．不同种类细胞的细胞周期持续时间不同D．不同种类细胞的分裂都是同步进行的-END-课外拓展细胞的增殖周期细胞从前一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止，这样一个周期叫做细胞增殖周期。20世纪50年代以前，人们把细胞增殖周期划分为分裂期和静止期两个阶段。当时认为分裂期是细胞增殖周期中的主要阶段。近年来，由于放射自显影和细胞化学等技术的迅速发展，对于细胞增殖过程的动态研究也日趋深入。现在了解到，过去一直被忽视的所谓“静止期”却是细胞增殖周期中极为关键的一个阶段，因为与DNA分子复制有关的一系列代谢反应，都是在这个阶段进行的。所以现在都把“静止期”叫做间期。现在，一般把细胞增殖周期分为两个阶段：间期和分裂期。细胞在前一次分裂结束之后就进入间期，这时就是新的细胞周期的开始。间期一共分为三个分期。间期结束就进入有丝分裂期。根据目前的认识，整个细胞增殖周期可以分为G1、S、G2、M四个小分期，如下表：细胞增殖周期中的各个分期，各有其不同的特点。G1期的特点：G1期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。G1期是一个生长期。在这一时期中主要进行RNA和蛋白质的生物合成，并且为下阶段S期的DNA合成做准备，特别是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及储备能量。S期的特点：从G1期进入S期是细胞增殖的关键时刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的复制就是在这个时期进行的。通常只要DNA的合成一开始，细胞增殖活动就会进行下去，直到分成两个子细胞。G2期的特点：G2期又叫做“有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的M期做准备。在G2期中，DNA的合成终止，但是还有RNA和蛋白质的合成，不过其合成量逐渐减少。特别是微管蛋白的合成，为M期纺锤体微管的组装提供原料。M期的特点：细胞一旦完成了细胞分裂的准备，就进入有丝分裂期。细胞分裂期是一个连续的过程，为了研究的方便，可以人为地将它分成前、中、后、末四个时期。M期的细胞有极明显的形态变化。间期中的染色质（主要成分是DNA和蛋白质），在M期浓缩成染色体形态。染色体的形成、复制和移动等活动，保证了将S期复制的两套DNA分子平均地分到两个子细胞中去。-END-高考解析例1、有1位同学做根尖有丝分裂实验，在显微镜中观察到的图像如下图所示。造成这种情况的原因可能是（）①取材位置不合适②取材时间不合适③制片时压片力量不合适④解离时间不合适⑤视野选择不合适A．②③B．②⑤C．①②⑤D．①③④答案：C。解析：由题干细胞图像可知：细胞无重叠现象，说明材料解离时间及制片时压片力量均合适。图像中细胞未出现染色体结构，可能原因有取材位置、取材时间或视野选择不合适。例2、分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期（DNA复制前期）细胞融合后，可能出现的情况是（）A．来