5.1.1细胞周期课件-2024-2025学年高一上学期生物北师大版必修1

一 细胞周期（第一课时） 1 抗瘤谱较广，主要用于消化道肿瘤（结直肠癌、胃癌等），以及乳腺癌、卵巢癌等的治疗。 【药理作用节选】该药物可以抑制 DNA的生物合成，阻断癌细胞的恶性增殖。 结直肠癌的化疗药物之一——氟尿嘧啶 Q：为什么氟尿嘧啶可以对癌症起到治疗作用呢？ 2 1 归纳细胞周期的概念 分析资料，归纳细胞周期概念 3 理解细胞周期的调控和调控的应用 认识细胞周期的调控机制，理解细胞周期精准调控对生命的重要意义 学习目标及任务 2 构建细胞周期的模型 分析数据，尝试构建细胞周期的数学模型 3 细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。 细胞增殖 草履虫的繁殖 受精卵发育为成体 皮肤细胞28天更新一次 意义： Q：细胞增殖的变化过程可以分为哪些阶段呢？ 细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖的基础。 4 资料1：许多动物的卵体积较大,如爪蟾的卵直径大于1mm。其受精卵（30 min分裂1次）在形成早期胚胎时,可以在较短的时间内不断分裂产生很多较小的细胞。而小鼠的十二指肠上皮细胞15 h分裂1次。 思考：受精卵较大的体积和较快的分裂速度之间存在什么联系？ 细胞在分裂前需要一定的时间合成各种物质。受精卵体积较大，在前期已经积累了很多物质，故分裂速度较快。 任务1：资料分析，归纳总结 5 资料2：在体外动物细胞培养液中加入足量的DNA合成抑制剂，部分细胞会立刻停止分裂。适宜时间后移除抑制剂,更换新的培养液后，所有细胞可以同步继续进行分裂。 思考1： DNA合成抑制剂可以使细胞分裂停止，说明什么？ 思考2： 当加入DNA合成抑制剂时，虽然有些已经完成了DNA合成的细胞可以继续进行分裂，但它依然可以与其他细胞在移除抑制剂后实现同步分裂。这个事实说明了什么？ 任务1：资料分析，归纳总结 6 DNA的合成(复制)是细胞分裂的核心事件,所以当DNA合成被抑制时,细胞的分裂将停止。 任务1：资料分析，归纳总结 资料2：在体外动物细胞培养液中加入足量的DNA合成抑制剂，部分细胞会立刻停止分裂。适宜时间后移除抑制剂,更换新的培养液后，所有细胞可以同步继续进行分裂。 思考1： DNA合成抑制剂可以使细胞分裂停止，说明什么？ 7 任务1：资料分析，归纳总结 思考2： 当加入DNA合成抑制剂时，虽然有些已经完成了DNA合成的细胞可以继续进行分裂，但它依然可以与其他细胞在移除抑制剂后实现同步分裂。这个事实说明了什么？ 说明完成DNA合成的细胞还会再次进行DNA合成。 DNA合成→细胞分裂→DNA合成→细胞分裂→ …… 同步分裂 不同步分裂 8 资料1：细胞在分裂前需要时间合成各种物质。 资料2：DNA的合成是细胞分裂的核心事件。完成DNA合成的细胞还会再次进行DNA合成。 1、细胞通过分裂增加细胞数目。 2、细胞的连续增殖包括物质准备和细胞分裂两个阶段的周期性变化，即细胞的连续增殖具有周期性。 任务1：资料分析，归纳总结 细胞周期（cell cycle） 连续分裂的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束之间的变化过程。 任务1：资料分析，归纳总结 资料3： 1953 年Alma Howard和 Stephen Pelc 等人通过实验发现，DNA 合成只发生在细胞分裂过程早期的某个有限时期内。综合其实验结果，他们正式地提出细胞周期中存在四个时期。 G1期 S期 G2期 细胞分裂 时期 DNA合成 分裂过程早期 细胞分裂 细胞分裂 Gap期 Gap期 任务1：资料分析，归纳总结 11 尝试构建细胞周期的概念模型： 任务2：构建细胞周期模型 间期 （物质准备） 分裂期（M期） G1期 S期 G2期 细胞周期 12 资料4：很多科学家用放射性同位素自显影技术研究细胞有丝分裂过程中DNA和RNA的变化。下图表示洋葱根尖细胞处于有丝分裂各阶段细胞中DNA和mRNA的含量变化。（注：mRNA是蛋白质合成的信使） 思考：推测核糖体活动旺盛的时期？ a和c G1期 S 期 G2期 间期 分裂期 ——合成与DNA复制相关的蛋白质，为S期做准备。 ——进行DNA的复制。 ——合成与分裂期（M期）有关的蛋白质及一些细胞器的增殖。 ——将间期复制的DNA及中心体等细胞器平均分配到2个子细胞中。 【阅读课本133页第二段：梳理总结】 14 一个细胞周期内间期占的比例较大（约占90%~95%），分裂期所占较小（约占5%~10%）。 特点1： 不同类型细胞的细胞周期持续时间不同。 特点2： 间期长：物质合成需要时间 分析资料 细胞类型 适宜条件下 间期 M期 细胞周期 小鼠十二指肠上皮细胞 13.6 1.4 15 蚕豆根尖分生区细胞 15.2 1.8 17 人的肝脏细胞 19.2 0.8 20 人的宫颈癌细胞 22 1.5 20.5 资料5：“不同细胞的细胞周期持续时间（h）” ，请归纳细胞周期的特点 任务2：构建细胞周期模型 尝试构建细胞周期的数学模型： ①AB + BC ② BC +CD 数学模型： 用字母表示出一个完整的细胞周期。 a b ①a→a ②b→b √ √ A B C D E F G 任务2：构建细胞周期模型 17 持续分裂细胞 不再分裂细胞 （终端分化细胞） G0期细胞 （暂不增殖细胞） 胚胎干细胞 骨骼肌细胞 肝脏细胞 活体肝脏移植 任务3：完善细胞周期模型 18 持续分裂细胞 不再分裂细胞 （终端分化细胞） G0期细胞 （暂不增殖细胞） 任务3：完善细胞周期模型 任务4：认识细胞周期的调控 资料6：将处于分裂中细胞的提取物注入未分裂的细胞，可以观察到未分裂的细胞立即进入分裂阶段，而其他时期细胞的提取物无此效果。 思考：处于分裂中细胞的提取物对细胞分裂的进程起到了什么作用？ 20 任务4：认识细胞周期的调控 分裂过程中的细胞产生的物质可以诱导其他细胞快速进入分裂过程，这说明细胞周期是一个被精确控制的过程。 资料6：将处于分裂中细胞的提取物注入未分裂的细胞，可以观察到未分裂的细胞立即进入分裂阶段，而其他时期细胞的提取物无此效果。 思考：处于分裂中细胞的提取物对细胞分裂的进程起到了什么作用？ 21 思考：上表中的数据是否固定不变，细胞周期的进行可能还受哪些因素的影响？ 分析资料 资料5：“不同细胞的细胞周期持续时间（h）” 细胞类型 适宜条件下 间期 M期 细胞周期 小鼠十二指肠上皮细胞 13.6 1.4 15 蚕豆根尖分生区细胞 15.2 1.8 17 人的肝脏细胞 19.2 0.8 20 人的宫颈癌细胞 22 1.5 20.5 科学研究表明： 1、已发现很多体内因素可以激发或抑制细胞的增殖，例如多种激素、血清生长因子、多胺、蛋白水解酶、神经氨酶、cAMP、cGMP以及甘油二脂(DG)、三磷酸肌醇和Ca信使系统等。 2、一定程度的低温会减慢细胞的增殖速度。 3、一些化学药物会对细胞周期的进程产生影响。 “油门” 与 “刹车” 细胞周期蛋白依赖的蛋白激酶复合物（cyclin-dependent kinase complex，CDK） 细胞周期中的部分检查点 意义：细胞周期的精确运行对生物体的生存、繁殖、发育和遗传都是十分重要的。 细胞周期是被精准调控的——诺贝尔医学奖 任务5：细胞周期的应用 资料7：在利用核移植技术克隆“多莉”羊的过程中，研究人员发现只有核供体细胞和卵细胞实现细胞周期的同步化，在核移植之后重组的细胞才能继续完成正常的分裂。通过低血清浓度培养等方法可以将更多的细胞阻滞在G0期，以提高核移植和克隆动物的成功率。 思考：根据前面对细胞周期调控的学习，请你尝试推测低血清浓度培养可以将更多的细胞阻滞在G0期的原因？ 25 ①低浓度血清中含有的推动细胞从G1期进入S期的物质可能过少，影响了细胞周期蛋白激酶复合物的形成与作用； ②培养液中营养物质不足，使得细胞合成复制所需的物质过程受阻，条件不适宜，细胞周期检验点起作用。 思考：根据前面对细胞周期调控的认识，请你尝试推测低血清浓度培养可以将更多的细胞阻滞在G0期的原因？ 任务5：细胞周期的应用 26 抗瘤谱较广，主要用于消化道肿瘤（结直肠癌、胃癌等），以及乳腺癌、卵巢癌等的治疗。 【药理作用节选】该药物可以抑制 DNA的生物合成，阻断癌细胞的恶性增殖。 结直肠癌的化疗药物之一——氟尿嘧啶 Q：为什么氟尿嘧啶可以对癌症起到治疗作用呢？ 27 氟尿嘧啶：可能使得癌细胞细胞周期阻断在S期。 细胞在细胞周期所处的时期 Q：有药物，那为什么人们还会谈癌色变呢？ A：未加入氟尿嘧啶的状态示意图 B：加入氟尿嘧啶的状态 示意图 注： 小结 DNA的复制 合成DNA复制有关的蛋白质 DNA及中心体等细胞器平均分配 合成分裂期有关的蛋白质及细胞器的增殖 ①受内外因素影响 ②有油门和刹车精准调控 不再分裂 ？ 29 $$