内容正文:
培养学习志向·勇担社会责任
细胞分化与癌变
生命从单细胞进化到多细胞,细胞的分工使生物体发生了质的飞跃。细胞分工,也就是细胞分化,使各种生理功能的效率大大提高。但是多细胞生物也为这次伟大的分工付出了沉重的代价——癌症,这又是什么原因呢?
[进化思维] 生命处于不断进化中,在几十亿年的演化时间里,生物之间可能遵循着非常简单的生存逻辑:大的吃小的。生存竞争会让细胞的体积越来越大,尺寸到了极限不能再增大了,就形成多细胞生物,生存和延续所必需的运动和生殖两个机能就可以由不同细胞完成了。
[思想实验1] 假设给一个单细胞生物体内注入一些红墨水,那么它一分为二之后,它的子代细胞中一定还有红墨水,在它的后代细胞中就都能检测到红墨水。 从这个意义上说,单细胞生命是拥有永生的能力的。
[思想实验2] 有一种叫作团藻的生物,分化出负责运动和繁殖的两种细胞(如图)。如果往团藻的一个生殖细胞里面注射一些红墨水,后代的所有细胞中,都能检测到红墨水。如果往团藻的体细胞里注射蓝墨水,当这个团藻死亡时,所有的蓝色细胞都会死亡,对这些体细胞而言,分工会使其寿命从此变得短暂。
[逻辑推演] 虽然体细胞和生殖细胞的分工,早在十几亿年前已经完成,但是体细胞却始终没有放弃逃脱这种不平等分工的机会。从进化的本质上说,癌变是人体每个细胞的本能,从多细胞诞生之日起就必须承担的代价。有科学家估计,我们身体里每天都会出现成百上千的“叛变”细胞。不过你不用太过担心,在漫长的进化中,人体已经具有了极强的“镇压”这些“反叛”的能力。
[继续探究] 细胞分化、细胞癌变到底是怎么一回事?学习完本章后你会有更多的认知。
第一节 细胞通过分裂增殖
第1课时 细胞周期与植物细胞的有丝分裂
[课标要求]
1.明确细胞需要相对较大的表面积的原因。
2.理解细胞周期的概念,了解细胞周期的常用表示方法。
3.描述植物细胞有丝分裂的过程和各个时期的特点。
[主干知识梳理]
一、细胞分裂与细胞周期
1.细胞分裂
直接
原因
细胞需要相对较大的表面积,以保证营养物质和废物向细胞内外扩散,细胞通过分裂维持较大的相对表面积
分裂
方式
真核生物体细胞增殖的主要方式是有丝分裂,减数分裂与真核生物产生有性生殖细胞有关
2.细胞周期
概念
指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程
阶段
分裂间期和分裂期(又称M期),前者包括G1期、S期和G2期
图示
二、植物细胞的有丝分裂各时期及其主要特征
1.分裂间期
G1期
合成DNA复制所需的蛋白质
S期
DNA复制
G2期
合成M期所必需的蛋白质
2.分裂期(M期)
时期
主要变化
前期
①最明显的变化是细胞核内出现染色体;
②出现由丝状纤维组成的纺锤体,核膜、核仁解体
中期
染色体的着丝粒排列在赤道面上
后期
着丝粒一分为二,染色体数目加倍
末期
①两套染色体分别到达两极,恢复到染色质状态;
②核膜、核仁重新出现;
③赤道面的位置形成细胞板,发展成新的细胞壁
[预习效果自评]
1.判断下列有关叙述的正误
(1)细胞越大表面积越大,对物质的运输越有利(×)
提示:细胞越大表面积越大,但是与细胞体积的比值越小,即相对表面积变小,对物质扩散不利。
(2)多细胞生物体内的细胞大部分处于分裂间期(×)
提示:连续分裂的细胞才有细胞周期,才分为分裂间期和分裂期。多细胞生物体内的细胞大多数不分裂,没有细胞周期。
(3)细胞分裂所需的蛋白质都是在G1期合成的(×)
提示:G1期主要合成DNA复制所需的蛋白质,分裂期需要的蛋白质在G2期合成。
(4)染色体和染色质的主要区别是所含的DNA数量不同(×)
提示:染色体和染色质的主要区别是形态不同,复制前二者DNA数量相同,复制后染色体上DNA加倍。
(5)染色体计数一般选择细胞分裂的中期(√)
(6)赤道面在中期形成,到末期发展成新的细胞壁(×)
提示:赤道面是细胞中央的位置,不是真实存在的结构,细胞板在末期出现发展成新的细胞壁。
2.写出植物细胞分裂时期所对应图中的字母
(1)前期:,(2)中期:,(3)后期:,(4)末期:。
3.思考题
(1)把含有酚酞的琼脂块放在NaOH溶液中,OH-向内部扩散,琼脂块变红。从扩散的动力看,OH-扩散的速率主要取决于什么?
提示:扩散是分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象,所以OH-扩散速率主要取决于NaOH溶液的浓度。
(2)真核细胞的主要分裂方式是什么?它们是哪些细胞的增殖方式?
提示:主要分裂方式是有丝分裂和减数分裂,分别是体细胞和有性生殖细胞的增殖方式。
(3)植物细胞有丝分裂末期,有许多含纤维素的囊泡聚集成一个细胞板。你认为这与什么细胞器有关?
提示:高尔基体。
[精要内容把握]
一、知识体系建