内容正文:
必修1 第6章 细胞的生命历程(2)
——细胞的增殖
考点
细胞的生长和增殖
细胞周期
有丝分裂
无丝分裂
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
2
考点一:细胞的生长和增殖
1.生物体生长的原因
①细胞的生长;②细胞的分裂。
2.细胞增殖
(1)概念:细胞以分裂的方式进行增殖,包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程。
(2)方式:真核细胞:无丝分裂、有丝分裂和减数分裂;
原核细胞:二分裂。
(3)意义:是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
1.概念: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。
①前提
②起点
③终点
考点二:细胞周期
①“连续分裂的细胞”才具有细胞周期;②间期在前,分裂期在后;
③间期长,分裂期短;
④以分裂完成时为“界限”。
细胞周期
的开始点
癌细胞、干细胞、分生组织
方法名称 表示方法 用字母表示细胞周期
扇形图 _____________为一个细胞周期
线段图 ___________为一个细胞周期
技能训练:根据下列两种细胞周期的表示方法确定细胞周期
A→B→C→A
a+b或c+d
考点二:细胞周期
细胞分裂后产生的子细胞有三种去向
(1)持续分裂:始终处于细胞周期中,如部分造血干细胞、卵裂期细胞、癌细胞、根尖分生区细胞、茎形成层细胞、芽生长点细胞等。
(2)暂不分裂:暂时脱离细胞周期,但仍具有分裂能力,在一定条件下可回到细胞周期中,如肝脏细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞等。
(3)永不分裂:永远脱离细胞周期,处于分化状态直到死亡,如肌纤维细胞、神经细胞、浆细胞、叶肉细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖成熟区细胞等。
考点二:细胞周期
分裂期
(5%~10%)
分裂间期
(90%~95%)
DNA复制
有关蛋白质合成
细胞适度生长
完成核遗传物质的均分
阶段
考点二:细胞周期
考点二:细胞周期
RNA和蛋白质合成,为DNA复制做准备
DNA复制结束,为细胞分裂做准备,合成RNA和蛋白质
DNA复制
G1期:
S期:
G2期:
分裂间期
分裂期
S期
G1期
G2期
分裂间期
间期
(2018·浙江)下边为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。
周期 G1 S G2 M 合计
时间/h 1.3 2.7 2.9 0.6 7.5
下列叙述正确的是( )
A.G1期的细胞中主要进行有关蛋白质的合成及核糖体的增生
B.用含DNA合成抑制剂的培养液培养1.3 h后,细胞都被阻断在S期
C.G2期的细胞中每个染色体含2条并列的染色单体,导致染色体数目加倍
D.胡萝卜各组织细胞周期时间长短相同,但G1、S、G2和M期的时间长短不同
A
小试牛刀
10
染色体的臂
一条染色体
染色体复制
着丝粒
两条姐妹染色单体
一条染色体
染色体数以着丝粒数为标准
着丝粒分裂
DNA分子数以条形结构的数量为准
染色体数
染色单体数
DNA数
101
1
2
2
2
0
2
间期(初)
间期(末)
间期:DNA的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。
染色体(质)______条
DNA ______个
染色单体______条
染色体(质)______条
DNA ______ 个
染色单体 ______ 条
2n
2n
0
2n
4n
4n
注意:G1和G2期主要进行有关蛋白质的合成;S期进行DNA的复制。
植物细胞有丝分裂过程:2n
考点三:有丝分裂
间期
考点三:有丝分裂
纺锤丝
着丝粒
染色体
前期
染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体
每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,由一个共同的着丝粒连接
核仁逐渐解体
核膜逐渐消失
出现纺锤丝,形成纺锤体
膜仁消失现两体(两消两现)
染色体数:
DNA数:
染色单体数:
① 特征:
② 数量变化:
2N
4N
4N
考点三:有丝分裂
中期
纺锤丝牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上。
(染色体形态稳定,数目清晰)
着丝粒排列在赤道板上
染色体数: DNA数:
染色单体数:
① 特征:
② 数量变化:
染色体
是染色体观察及计数的最佳时机
2N
4N
4N
考点三:有丝分裂
后期
每个着丝粒分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极。
染色体数:
DNA数:
染色单体数:
① 特征:
② 数量变化:
子染色体
4N
4N
0
粒裂数增均两极
考点三:有丝分裂
末期
染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝
纺锤丝逐渐消失
出现新的核膜、核仁
形成两个新的细胞核
植物细胞出现细胞板,逐渐扩展成新的细胞壁。
两体消失膜仁重现
染色体数:
DNA数:
染色单体数:
① 特征:
② 数量变化:
细
胞
板
核膜
核仁
染色质
2N
2N
0
子细胞:一个细胞分裂为两个子细胞,每个子细胞含有的染色体数目与亲代细胞的相等。分裂后形成的子细胞若继续分裂,就进入下一个分裂间期。
染色体______条
DNA ______ 个
染色单体 ___ 条
2n
2n
0
子细胞
考点三:有丝分裂
子细胞
有丝分裂各时期的识别
前期
核膜核仁消失
纺锤体形成
染色质成为染色体
中期
着丝粒排在赤道板上
后期
着丝粒分裂
子染色体移向两极
末期
核膜核仁形成
纺锤体消失
染色体变成染色质
考点三:有丝分裂
A
D
C
B
E
请排序:
C-D-A-B-E
小试牛刀
图形辨析
1
2
3
4
5
6
7
8
排列顺序:
4 1 2 6 5 8 3 7
请把各个细胞图按照细胞周期的顺序排列起来?
小试牛刀
细胞周期 主要变化特点分析
分裂间期
(物质准备)
分裂前期
分裂中期
分裂后期
分裂末期
两现:染色质逐渐变成染色体,细胞两极发出纺锤丝,纺锤体出现;
两消:核仁逐渐解体,核膜逐渐消失;
赤道板:每条染色体的着丝粒排列在细胞中央赤道板(只是位置);染色体形态稳定,数目清晰,便于观察;
分裂加倍:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,染色体数目加倍;
两极移:染色体在纺锤丝牵拉下向两极移动
三现:核膜、核仁重现,细胞板逐渐扩展成细胞壁;
两消:染色体解旋变成染色质,纺锤体逐渐解体消失
最后,一个细胞分裂成为两个子细胞;子细胞若继续分裂,进入下一个细胞周期的分裂间期
DNA复制、有关蛋白质合成,细胞适度生长
A.图中从时期1到8可表示
一个完整的细胞周期
B.图中时期4的染色体空间结 构最稳定
C.图中时期3同源染色体两
两配对并形成四分体
D.图中时期6、7体现了细胞膜的流动性
D
1.如图所示某动物细胞的有丝分裂过程图。下列相关叙述正确的是( )
小试牛刀
高等植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
不同 前期 细胞两极发出纺锤丝,
形成纺锤体 由间期倍增的两组中心粒
发出星射线,形成纺锤体
末期 细胞中部形成细胞板,
扩展形成细胞壁,
形成两个子细胞。 细胞膜从中部向内凹陷,细胞质缢裂成两部分,形成两个子细胞
相同 分裂过程基本相同,染色体变化规律相同,分裂间期染色体复制,分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中。
动物细胞与植物细胞有丝分裂的比较
考点三:有丝分裂
与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称 所在细胞类型 作用时期 生理作用
核糖体
中心体
高尔基体
线粒体
动植物细胞
间期(主要)
与相关蛋白质的合成有关
动物、某些低等植物细胞
前期
与纺锤体的形成有关
植物细胞
动植物细胞
末期
整个细胞周期
与细胞壁的形成有关
提供能量
中心体:复制在间期,移动在前期
考点三:有丝分裂
1.染色体行为变化
(1)当有染色单体(分裂间期的G2期、前期、中期)时,染色体数∶染色单体数∶核DNA数= 。
(2)当无染色单体(分裂间期的G1期、后期、末期)时,染色体数∶核DNA数= 。
1∶2∶2
1∶1
考点三:有丝分裂
2.有丝分裂中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析
(1)曲线模型
间期
0
4N
2N
前期
中期
后期
末期
DNA
染色体
染色单体
G1
G2
S
细胞周期
考点三:有丝分裂
项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因
核DNA _____期DNA复制,核DNA数目加倍 末期细胞一分为二,核DNA数目减半
染色体 后期 ,染色体数目加倍 末期细胞一分为二,染色体数目减半
染色
单体 ______期DNA复制,染色单体形成 后期_____________________
_______________________
间(S)
着丝粒分裂
间(S)
着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,染色单体消失
2.有丝分裂中核DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析
(1)曲线模型
考点三:有丝分裂
3.有丝分裂相关过程中染色体数与核DNA数比值的变化曲线
有丝分裂后期着丝粒分裂,染色单体消失
S期DNA的复制,染色体单体形成
G2
有丝分裂前期和中
考点三:有丝分裂
4.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)
(1)根据染色单体变化判断各时期
染色单体
有→ (甲图)
无→后期、末期(乙图)、G1期(丙图)
G2期、前期、中期
考点三:有丝分裂
(2)根据比例关系判断各时期
核DNA∶染色体∶染色单体
4n∶2n∶4n→ (甲图)
4n∶4n∶0→ (乙图)
2n∶2n∶0→ (丙图)
G2期、前期、中期
后期、末期
G1期
考点三:有丝分裂
4.根据柱状图判断细胞分裂时期的规律(以二倍体生物为例)
2N
2N
2N
4N
4N
2N
2N
2N 4N
0 4N
2N→4N
4N
4N
4N →0
0
4N
分裂间期
染色体
DNA分子
分裂前期
分裂中期
分裂末期
(每个子细胞)
染色单体
分裂后期
染色体行为变化
总结:有丝分裂中染色体、染色单体及其DNA数目变化规律
粒
30
小试牛刀
如图表示细胞分裂的某一时期,下列有关此图的叙述中,不正确的是 ( )
A.细胞中的中心体⑨,与纺锤体的形成有关
B.④是一条染色体,包含两条染色单体①和③,两条染色单体由一个着丝粒②相连
C.该细胞中有4条染色体,8条染色单体
D.在后期时,细胞中有8条染色体,8条染色单体
小试牛刀
如图所示为细胞有丝分裂过程中核DNA数目、染色体数目的变化曲线,下列有关叙述不正确的是( )
A.图甲和图乙的纵坐标分别为核DNA数目和染色体数目
B.图甲中ac段和图乙中ab段代表细胞有丝分裂的同一时期
C.图乙中b点到c点是着丝粒分裂的结果
D.图甲中的cd段和图乙中的de段表示的是同一个过程
B
如图1和图2表示细胞周期不同时期染色体和核DNA的数量关系,下列有关叙述不正确的是( )
A.观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段
B.图1中DE段的细胞染色体数目加倍,但核DNA数量不变
C.图2中a对应图1中的AB段,c对应图1中的EF段
D.有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况
C
小试牛刀
(2015·北京)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,24 h后用流式细胞仪检测,结果如图。对检测结果的分析不正确的是( )
A. b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B. a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C. 处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D. 此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
C
小试牛刀
物理,化学,病毒致癌因子
将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA复制)之后,精确的平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代与子代之间保持遗传的稳定性。
6.1 细胞的增殖-课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一(共42张PPT)
有丝分裂意义:
癌细胞
考点三:有丝分裂
①过程
细胞核延长
缢裂成两个细胞核
整个细胞缢裂成两个子细胞
②特点
在分裂过程中,没有出现纺锤丝和染色体的变化。
蛙的红细胞
人的某些腺体细胞
口腔上皮细胞
③举例
无丝分裂
蛙的红细胞的无丝分裂
真核细胞分裂的方式有:________、________、________。
原核细胞分裂的方式_________。
二分裂
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
考点四:无丝分裂
成熟区
伸长区
分生区
根冠
细胞特点是:呈正方形,排列紧密;
如何观察呢?
(1)高倍显微镜
(2)碱性染料(甲紫溶液)
(3)使植物细胞分散开来。
探究·实践 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
甲紫溶液
(旧称龙胆紫溶液)
实验材料和试剂
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
第一步:
洋葱根尖的培养
(解离—漂洗—染色—制片)
第二步:装片的制作
第三步:
有丝分裂的观察
实验步骤
实验前3~4d,将洋葱放在装满清水的广口瓶上,底部接触水;
装置放在温暖处;
待根长约5 cm时取用;
注意:选择染色体数目较少且分裂期占细胞周期时间比例大的根尖或芽尖作为实验材料;
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
漂 洗
解 离
制 片
染 色
解 离
上午10时-下午2时,剪取2-3mm长的洋葱或大蒜根尖,放入盛有解离液的培养皿中
3-5min
用药液使组织中细胞相互分离开来。
方法:
时间:
目的:
解离时间过长或过短有什么影响?
过长:细胞解离过度、根尖过于酥软、影响染色;过短:解离不充分、压片时细胞不易分散。
注意:解离时细胞已被杀死并固定
分生区细胞分裂旺盛,分裂期细胞较多。
盐酸和酒精1:1混合
第二步:装片的制作
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
漂 洗
解 离
制 片
染 色
漂 洗
根尖酥软后,放入盛有清水的培养皿
10min
洗去材料中残余的解离液,防止解离过度,便于染色
方法:
时间:
目的:
第二步:装片的制作
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
漂 洗
解 离
制 片
染 色
染 色
甲紫溶液(醋酸洋红液)
3-5min
使染色体着色
方法:
时间:
目的:
注意:控制好染色时间。
第二步:装片的制作
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
漂 洗
解 离
制 片
染 色
制 片
①载玻片中央滴一滴清水
②镊子把根尖弄碎,盖上盖玻片
③并用手指轻轻按压。
使细胞分散开,便于观察。
方法:
目的:
第二步:装片的制作
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
分生区细胞
细胞呈正方形,排列紧密。
高倍镜
第三步:显微观察
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
讨论1:在你的观察结果中,处于哪一期细胞最多?为什么?
分裂间期细胞数量最多
因为分裂间期所占时间远远大于分裂期;
观察到的不同时期细胞数目的多少,可反映出各时期经历时间的长度
讨论2:如何比较细胞周期中不同时期的时间长短?
讨论3:能观察到某个细胞的连续变化么?为什么?
不能。细胞已经在解离时被杀死
讨论4:若将洋葱根尖分生区细胞换成鳞片叶表皮细胞,能否看到染色体?为什么?
看不到。洋葱鳞片叶表皮细胞是不分裂的细胞,无细胞周期。
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
视野中细胞
重叠严重
染色体几乎
未被染色
观察不到
分裂期细胞
实验异常现象分析
解离不充分,
压片力度不够
染色时间不够,
漂洗不充分,解离时间过长
视野选择不合适,
取材位置、时间不合适
实验成功的关键及注意事项
考点五:观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
(2017·北京)洋葱根尖和小鼠骨髓细胞都能用于观察细胞有丝分裂,比较实验操作和结果,叙述正确的是( )
A.都需要用盐酸溶液使细胞相互分离
B.都需要用低倍镜找到分裂细胞再换高倍镜观察
C.在有丝分裂中期都能观察到染色体数目加倍
D.在有丝分裂末期都能观察到细胞板
B
小试牛刀
(2018·天津)为获得玉米多倍体植株,采用以下技术路线。据图回答下列问题。
(1)可用_________________对图中发芽的种子进行诱导处理。
(2)筛选鉴定多倍体时,剪取幼苗根尖固定后,经过解离、漂洗、染色、制片,观察_______区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠,原因是___________________________。统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。下表分别为幼苗Ⅰ中的甲株和幼苗Ⅱ中的乙株的统计结果。
秋水仙素(或低温)
分生
解离不充分或压片不充分
小试牛刀
一葱多用
叶片
鳞片叶外表皮
根尖
绿叶中色素的提取和分离实验。
观察植物细胞的质壁分离和复原实验。
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
低温诱导植物染色体数目的变化实验。
紫色大液泡
分裂能力强
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
8mm
8mm
8mm
表面积= mm2
体积= mm3
表面积= mm2
体积= mm3
表面积= mm2
体积= mm3
24
8
96
64
384
512
1.5
3
0.75
表面积/体积=
表面积/体积=
表面积/体积=
扩散效率=
葡萄糖扩散的体积
整个琼脂块的体积
运用模型作解释:细胞能无限长大吗?
相对表面积
考点六:运用模型作解释
细胞越大,其表面积与体积的比值越小,物质运输效率越低。
细胞不能无限长大的原因:
表面积与体积的关系限制细胞长大;
细胞核的控制范围有限。
2mm
2mm
2mm
4mm
4mm
4mm
8mm
8mm
8mm
考点六:运用模型作解释
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
1.细胞周期内具有一系列的检查点,细胞必须通过这些特定的检查点才能进入到周期循环中。研究证明,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)在细胞顺利通过检查点中发挥着重要作用。CDK可与细胞周期蛋白(Cyclin)形成CDK/Cyclin复合物,推动细胞跨越细胞周期各时期转换的检查点,且不同的CDK/Cyclin复合物在细胞周期不同时期的作用不同(如图)。根据材料,完成下面小题。
(1).CDK/CyclinE能够促进细胞内发生的生理变化有( )
A.DNA解旋 B.基因转录 C.染色质螺旋化 D.核膜开始解体
(2).若使更多细胞阻滞在G1/S检查点,可采取的措施有( )
A.促进CDK的表达 B.抑制CyclinE活性
C.抑制脱氧核苷酸的合成 D.抑制CyclinA活性
AB
BC
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
2.(2022·浙江1月选考)某多细胞动物具有多种细胞周期蛋白(cyclin)和多种细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),两者可组成多种有活性的CDK-cyclin复合体,细胞周期各阶段间的转换分别受特定的CDK-cyclin复合体调控。细胞周期如图所示,下列叙述错误的是( )
A.同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B.细胞周期各阶段的有序转换受不同的CDK-cyclin复合体调控
C.抑制某种CDK-cyclin复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D.一个细胞周期中,调控不同阶段的CDK-cyclin复合体会同步发生周期性变化
D
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
(1)关于细胞周期各时期与发生的生理过程对应关系正确的是__________
A.G1期:合成与DNA复制有关的酶 B.S期:DNA的精确复制
C.G2期:合成组装纺锤体的蛋白质 D.M期:同源染色体分离
(2)据图分析,CDK1活性随cyclinB含量增强而__________;CDK1活性与cyclinB含量呈正相关,M期时,cyclinB被降解,导致 CDK1活性____________。
1. 细胞增殖严格有序的进行与细胞内的周期蛋白依赖性激酶(简称CDK)密切相关,CDK的活性受周期蛋白(简称cyclin)的调节,CDK在连续分裂的细胞中一直存在,cyclin的含量在细胞周期中呈现有规律的变化,细胞分裂间期积累,分裂期消失,图表示在细胞周期中cyclinB含量与CDK1活性调节的过程。
ABC
增强
下降为零
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
(3)根据图中信息,请结合细胞有丝分裂各个时期的特点,如果细胞内CDK1活性持续增高,细胞周期该如何变化,请推断结果并阐明原因。
1. 细胞增殖严格有序的进行与细胞内的周期蛋白依赖性激酶(简称CDK)密切相关,CDK的活性受周期蛋白(简称cyclin)的调节,CDK在连续分裂的细胞中一直存在,cyclin的含量在细胞周期中呈现有规律的变化,细胞分裂间期积累,分裂期消失,图表示在细胞周期中cyclinB含量与CDK1活性调节的过程。
图中CDK1活性在S期开始升高,G2期达到最高,M期活性下降,说明CDK1活性高促进细胞通过G2期进入M期。若CDK1活性持续增高,则细胞周期可能会一直处于分裂期,使细胞周期延长。
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
G1期检查点
S期检查点
G2期检查点
M期检查点
营养限制
DNA损伤
DNA损伤
DNA损伤
DNA正确复制
细胞大小
纺锤体组装检验
停滞
停滞
细胞周期检查点指细胞内的一系列监控和反馈调节机制。可鉴别细胞周期进程中的错误,并诱导产生特异的抑制因子,阻止细胞周期进一步运行。
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
细胞周期蛋白(cyclin)和周期蛋白依赖性激酶(Cdk)是控制细胞周期的时钟。
周期蛋白在细胞中浓度发生周期性变化;
周期蛋白依赖性激酶浓度稳定但大部分失活,必须与周期蛋白结合,才能发挥作用,其活性随周期蛋白浓度变化而变化。
①周期蛋白的合成在S期后期开始,G2期完成
②周期蛋白与Cdk蛋白结合成MPF(促进M期因子),当足够多的MPF分子积累,细胞得以通过G2细胞检查点,细胞开始有丝分裂
③MPF使多种蛋白质磷酸化而启动有丝分裂,其活性在中期最高
⑤MPF的周期蛋白继续分解,而Cdk组分被循环使用。
④在后期,MPF的周期蛋
白被降解,使M期结束,
细胞进入G1期;
左图为某种周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶控制细胞周期的分子机制
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
MPF活性
周期蛋白含量
时间
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
(2022·广东广州·一模)细胞增殖具有周期性。连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂结束时为止,为一个细胞周期。一个细胞周期分为间期与分裂期(M期)两个阶段。间期很长,其核心变化是DNA的复制。以DNA复制为标志,间期又分为G1期(合成DNA聚合酶等蛋白质,为DNA复制作准备)、S期(DNA复制期)与G2期(合成纺锤丝微管蛋白等蛋白质,为M期做准备)。这样,细胞周期就包括G1期、S期、G2期、M期四个时期。M期又分为前、中、后、末四个时期。如左下图所示。回答问题:
(1)动物胚胎干细胞(ES细胞)能连续进行有丝分裂。科学家取小鼠ES细胞放入适宜的培养液中,研究其有丝分裂周期G1期、S期、G2期、M期的特点。培养液中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(DNA复制的原料)用3H标记,即3H-TdR;培养液中的尿嘧啶核糖核苷酸用32P标记,即32P-UdR。分别测量3H-TdR、32P-UdR在细胞周期各个时期被利用的速率。请推测:32P-UdR被大量利用的时期是 ;3H-TdR被大量利用的时期是 。
G1期 G2期
S期
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
(2)利用DNA合成阻断法可使ES细胞群体处于细胞周期的同一阶段,称为细胞周期同步化。在上述培养液中添加适量DNA聚合酶可逆抑制剂,处于 期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转,最终细胞会停滞在细胞周期的 期,以达到细胞周期同步化的目的。
分裂
S/间
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
(3)人体细胞周期的进程受到精密的调控,从而细胞有序正常分裂。癌细胞周期失控而恶性分裂。研究表明,雌激素能促进乳腺癌细胞增殖。其机理是:雌激素进入细胞后与雌激素受体结合形成激素-受体复合物,激素-受体复合物促进乳腺癌细胞周期蛋白D(cyclinD)的表达,cyclinD与周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)结合,促使CDK4/6活化。活化的CDK4/6促进乳腺癌的恶性发展(如上图所示)。蛋白类激素的受体在细胞膜表面,而性激素的受体在细胞内。因为性激素 。
是脂质,能自由扩散进入细胞
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
(4)为了抑制乳腺癌进展,根据癌细胞增殖的调控特点,研制了CDK4/6抑制剂Palbociclib、雌激素受体拮抗剂Bazedoxifene及纺锤体抑制剂紫杉醇等药物,应用于乳腺癌的治疗。请在表格中填写出这些药物的主要作用时期和原理。
药物 时期 主要原理
Palbociclib
Bazedoxifene
紫杉醇
G1期
抑制周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)的活性,使癌细胞周期阻滞于G1期
G1期
阻断雌激素和雌激素受体之间的结合,使雌激素失去作用
M(前期)
抑制纺锤体形成,抑制细胞分裂
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
利用检查点来实现细胞周期同步化
①营养限制性培养:利用G1期检查点,降低营养物质或生长因子,使细胞停留在G1期,如克隆羊培养过程中的降低培养基血清含量;
②分裂中期阻断法:利用秋水仙素等能抑制纺锤体形成的药物(包括低温处理);
③DNA合成阻断法:DNA合成抑制剂,胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)、羟基脲(HU)等。
考点七:细胞周期检查点及同步化(拓展)
③DNA合成阻断法:DNA合成抑制剂,胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)、羟基脲(HU)等。
A 处于正常生长的细胞;
B 第一次加TdR ,处于S期细胞被阻断,处理时间 T _______________
C 将TdR洗脱,洗脱时间要求:____________________________;
D 第二次加TdR,所有细胞停留在G1/S交界处,处理时间取决于洗脱时间,一般大于 G2 + M + G1。
> G2 + M + G1
S < T < G2 + M + G1
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