(共43张PPT)
第1、2节 体细胞的分裂和细胞周期
课标领航
1.简述细胞的生长和增殖的周期性。
2.观察细胞的有丝分裂并概述其过程。
3.描述细胞的无丝分裂。
4.探究影响细胞有丝分裂的外界条件。
母亲是伟大的,是她给了我们最
无私的爱,是她十月怀胎,一朝
分娩,给予我们宝贵的生命。我
们都知道,我们在母亲体内是由
一个小小的受精卵慢慢发育而来的。
你知道这个受精卵通过什么方式产生了我们身上这样多的细胞吗?
提示:这个受精卵经过无数次的有丝分裂,产生了我们身上数以亿计的细胞。
情景导引
核心要点突破
知能过关演练
第1、2节
基础自主梳理
基础自主梳理
一、细胞的增殖
1.增殖的方式:_____________。
2.真核生物体细胞增殖的主要方式是:
________________。
3.过程
(1)分裂间期(它是细胞周期的一个阶段,而不是分裂期的一个阶段)
①完成_______的复制和____________的合成,为分裂期做准备。
②细胞适度的生长。
细胞分裂
有丝分裂
DNA
有关蛋白质
1.老鼠每天都在磨牙,一天不磨牙,老鼠就会 “笑口常开”合不上嘴,你知道是什么原因吗?
提示:老鼠的牙根部细胞具有连续的分裂能力,属于有丝分裂,导致老鼠的牙根部每天都在不断长长,所以老鼠一天不磨牙,牙长长后,就会“笑口常开”合不上嘴。
思考感悟
(2)分裂期(以高等植物细胞为例)
图示 时期 主要变化
前期 ①染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为_______②细胞两极发出纺锤丝,形成________③核仁逐渐解体,_______逐渐消失④________散乱分布于纺锤体中央
中期 ①纺锤丝牵引染色体向_________
_______运动,使其着丝粒排列在_______上②染色体_____________
________________便于观察
染色体
纺锤体
核膜
染色体
纺锤体
中央
形态固定、
数目清晰
赤道板
图示 时期 主要变化
后期 ①着丝粒分裂,____________分开,染色体数目________②子染色体在纺锤丝的牵引下移向________________
末期 ①染色体变成________,纺锤丝消失②_______________出现,形成两个新细胞核
③____________的位置出现细胞板,逐渐扩展为____________
两个染色单体
加倍
细胞的两极
染色质
新的核膜、核仁
纺锤体中央
新的细胞壁
4.动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞的不同点
胞质分裂:动物细胞的胞质分裂与植物细胞不
同,不形成_________,而是细胞在两极之间的“赤道”上________,形成沟,最后细胞分开。
5.影响有丝分裂的因素
细胞的___________、__________、__________等都会影响细胞分裂,一般植物细胞分裂适宜的温度在_______________左右。
细胞板
向内凹陷
营养状况
环境温度
湿度
25~28℃
2.植物细胞有丝分裂过程中,加入某种药物后发现形成的植物细胞是多细胞核细胞,你知道是什么原因吗?
提示:加入的某种药物抑制了细胞内高尔基体合成分泌纤维素的功能,使有丝分裂末期纺锤体中央不能形成细胞板,从而不能形成子细胞,形成多细胞核细胞。
思考感悟
二、无丝分裂
1.过程:分裂时,______先行分裂,接着______拉长,______向两核两端移动,然后__________变细断裂,_______也从中部缢缩,分成两部分。
2.特点:__________不经过有规律的分裂过程,_______不能平均分配。
三、细胞周期的概念
1.前提条件:____________的细胞。
2.时间:从________________开始,到________
___________________为止。
3.两个阶段:____________和____________。
核仁
细胞核
核仁
核的中部
细胞质
染色体
DNA
连续分裂
一次分裂完成时
下一次
分裂完成时
分裂间期
分裂期
核心要点突破
有丝分裂过程的理解
1.细胞有丝分裂过程中几种细胞结构的变化
(1)染色体形态变化:
(2)纺锤体的变化:形成(前期)―→解体、消失(末期)
(3)核膜、核仁的变化:解体、消失(前期)―→重建(末期)
(4)染色体行为的变化:复制―→散乱分布于细胞中央―→着丝粒排列在赤道板上―→着丝粒一分为二―→移向两极
(5)中心体的变化(动物和低等植物):在间期复制,前期逐渐移向两极。
(6)植物细胞在末期出现细胞板。
2.与细胞分裂有关的细胞器
(1)线粒体:为间期DNA复制、蛋白质合成及分裂期纺锤丝牵引染色体运动等提供能量。
(2)核糖体:间期组成染色质的有关蛋白质的合成场所。
(3)中心体:动物细胞和低等植物细胞在分裂前期,由中心体发出星状射线,形成纺锤体。两个中心体在细胞两极如何分布,决定着细胞的分裂方向。
(4)高尔基体:植物细胞分裂末期,在纺锤体中央有许多高尔基体聚集,形成细胞板扩展形成细胞壁。由于高等植物细胞壁的主要成分是纤维素(多糖),因此,高尔基体与纤维素的形成有关。
3.染色体、染色单体、DNA三者之间的关系
(1)图示
(2)说明
①染色体与染色单体
姐妹染色单体是指经过复制后仍连接在同一个着丝粒上的两条染色单体;当着丝粒分裂后,两姐妹染色单体就分开成为独立的染色体。
②染色体与着丝粒
染色体数目是根据着丝粒数目来计数的,有几个着丝粒就有几条染色体。
③染色体与DNA
无染色单体时,染色体∶DNA=1∶1;有染色单体存在时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。
下列关于DNA分子和染色体数目的叙述,正确的是( )
A.有丝分裂间期细胞中染色体数目因DNA复制而加倍
B.有丝分裂后期细胞中DNA分子数目因染色体着丝点分裂而加倍
C.有丝分裂中期和后期,染色体数相同、DNA分子数不同
D.有丝分裂前期和中期的细胞中,染色体数、染色单体数、DNA分子数之比均为1∶2∶2
【尝试解答】 D
例1
【解析】 本题主要是对细胞有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA分子数目变化的考查。解答本题首先应明确DNA、染色体数目变化的时期及其变化的原因,然后分析各个选项作出正确答案。有丝分裂间期DNA因复制而加倍,但染色体数目不加倍;有丝分裂后期着丝点分裂,染色体数目加倍,但不导致DNA数目加倍;有丝分裂中期和后期,染色体数不同,DNA分子数相同;有丝分裂前期和中期,每条染色体含有两条姐妹染色单体,含两个DNA分子,故染色体数、染色单体数、DNA分子数之比为1∶2∶2。
【名师点睛】 有丝分裂过程中有关量的规律
DNA数目加倍开始的时期——间期;
姐妹染色单体形成的时期——间期;
染色体数目加倍的时期——后期;
染色单体数为0的时期——后期和未期;
染色体数与DNA分子数之比为1∶2的时期——前期和中期;
染色体数与DNA分子数之比为1∶1的时期——后期和末期。
跟踪训练 有丝分裂间期细胞内发生了复杂的变化,其中复制的结果是( )
A.DNA含量增加了一倍,染色体数不变
B.DNA含量和染色体都增加一倍
C.DNA含量不变,染色体数目增加一倍
D.DNA含量和染色体数均不变
解析:选A。有丝分裂间期进行染色体的复制,包括DNA的复制和相关蛋白质的合成。染色体复制后,每条染色体则包括两条染色单体,但着丝点并未增加,因此复制后染色体的数目不变。
动物细胞和植物细胞有丝分裂的异同
特别提醒
有丝分裂图像识别技巧
(1)动、植物细胞的识别:
①图像画成方形,或图像中有细胞板结构,无中心粒结构,一般可判断为植物细胞。
②图像画成圆形,或有中心体结构,无细胞板结构,通过缢裂方式平分细胞,一般可判断为动物细胞。
(2)细胞分裂时期的识别:
图像在具备同源染色体的前提下还有下列特点之一,便可判断为有丝分裂:
①染色体数目加倍——有丝分裂后期。
②所有染色体着丝粒排在赤道板位置——有丝分裂中期。
③子细胞中染色体数目同母细胞——有丝分裂末期。
(3)口诀法巧记有丝分裂各时期的主要特点
前期:膜仁消失显两体(即核膜、核仁消失,出现染色体和纺锤体)。
中期:形定数晰赤道齐(即染色体形态固定、数目清晰,整齐地排列在赤道板上)。
后期:点裂数加均两极(即染色体着丝点分裂,数目加倍,平均地分配到细胞的两极)。
末期:两消两现重开始(即染色体、纺锤体消失,出现新的核膜、核仁,下一细胞周期开始)。
(2011年北京四中高一检测)下图为两个细胞有丝分裂的图示,请据图回答。
例2
(1)A图是________________细胞的有丝分裂,B图是____________细胞的有丝分裂,判断的依据是____________。
(2)A图是有丝分裂的____________期,主要特点是________________________。
(3)B图是有丝分裂的____________期,主要特点是________________________。
【尝试解答】 (1)动物 植物 动物细胞由中心体发出星状射线形成纺锤体,植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
(2)中 着丝粒排列在赤道板上
(3)后 着丝粒分裂,染色单体变成染色体,染色体平均分为两组
【解析】 该题考查了动植物细胞有丝分裂的差异。
跟踪训练 处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞中,都不存在的一组结构是( )
A.染色体、中心体、纺锤体
B.核被膜、叶绿体、赤道板
C.细胞板、线粒体、核仁
D.染色体、细胞壁、纺锤体
解析:选B。在根尖细胞中不存在叶绿体,在有丝分裂前期核被膜消失,核仁解体,在中期时,核仁、核被膜不存在,赤道板不是一个真实存在的结构;在有丝分裂的中期,纺锤体、染色体、线粒体和细胞壁是存在的。
1.前提条件:只有能连续分裂的细胞才有细胞周期。
2.时间问题
(1)分裂间期在前,经历时间较长,占整个细胞周期的90%~95%。
(2)分裂期在后,经历时间较短,可划分为前期、中期、后期和末期四个连续的时期。
3.图解如下
对细胞周期概念的理解
(1)图解一
(2)图解二
图示中AC段为一个细胞周期,CE段也为一个细胞周期。
(1)细胞周期是一个连续变化的过程,每个细胞周期必须以分裂间期为起点。
(2)细胞的种类不同,一个细胞周期的时间及两个阶段所占比例也不相同。
特别提醒
(2011年重庆一中高一检测)连续分裂的细胞,相邻的两个细胞周期可表示为右图,下列叙述不正确的是( )
A.a+b是一个细胞周期
B.a段的主要变化是DNA的复制及有关蛋白质的合成
C.b+c是一个细胞周期
D.d段主要完成遗传物质的平均分配
【尝试解答】 C
例3
【解析】 考查细胞周期的有关知识。细胞周期的起点是上一次分裂完成时,止点是本次分裂完成时,包括间期和分裂期,间期远远长于分裂期,并且先有间期再有分裂期。因此,a+b表示一个细胞周期,c+d表示另一个细胞周期,且a和c为间期,主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,b和d为分裂期,保证间期复制的遗传物质平均分配到两个子细胞中去。
【名师点睛】 本知识点主要考查细胞周期的概念。解决此类问题的主要方法技巧是理解细胞周期概念中的起点与止点,看懂各种表达方法;其次是要有“连续性”的认识,从一个细胞周期到下一个细胞周期的起、止点是辩证的。
跟踪训练 下图表示4种植物细胞的细胞周期(按顺时针方向),其中说法正确的是( )
A.图中的b→a→b表示细胞增殖过程的一个细胞周期
B.甲图中的b→a与丙图中的b→a所用的时间可能相同
C.从a→b,由于DNA的复制使染色体数目增加一倍
D.观察植物细胞有丝分裂的最好实验材料是植物甲
解析:选B。A项,细胞周期包括分裂间期和分裂期,按顺时针方向,b→a较短,为分裂期,是细胞周期的第二个阶段;a→b较长,为分裂间期,是细胞周期的第一个阶段,所以a→b→a可表示一个细胞周期。B项,扇形只表示分裂间期和分裂期的时间比例,并不表示具体时间,甲图中b→a与丙图中b→a所占扇形面积有差异,但所用时间可能相同。C项,a→b表示分裂间期,DNA分子完成复制,但染色体数目并未改变。D项,观察有丝分裂最好选丁,因为分裂期(b→a)相对较长,便于找到处于分裂期中各个时期的细胞。
知能过关演练
视野拓展
赤道板与细胞板
赤道板与细胞板是细胞有丝分裂内容中易混淆的两个概念。赤道板是与纺锤体中轴相垂直的位于细胞中央的一个平面,类似地球的赤道面,并不是细胞的一种结构,在显微镜下是看不到的。细胞板是植物细胞所特有的真实的细胞结构,是新的细胞壁,在有丝分裂的末期出现在赤道板位置,高尔基体与细胞板的形成有关。
3.纺锤体的变化规律:
形成(前期)→解体、消失(末期)
4.核膜、核仁的变化规律:
解体、消失(前期)→重建(末期)
5.染色体数目的变化规律:
2N→4N→2N(如下图)
6.DNA含量的变化规律:
2N→4N→2N(如上图)
本部分内容讲解结束
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实验探究创新(4)——观察植物细胞的有丝分裂
二、实验用品分析
1.取材
(1)部位:剪取根尖时,一定要剪取生长旺盛、带有分生区的根尖,一般剪取根尖端的3 mm左右,保证所取部分主要是分生区。
(2)时间:应依据所取材料的细胞分裂生物钟,如洋葱根尖细胞有丝分裂的活跃期为上午10时至下午2时,一般在中午11∶30左右分裂最为旺盛。
2.试剂配制
为了保证实验的准确,便于观察,各试剂都应该严格按照规定的浓度、比例来配制。
三、实验流程
【要点精析】
1.实验成功关键
(1)剪取生长旺盛、带有分生区的根尖,同时注意剪取的时间,一般在上午10点至下午2点左右,此时分生区细胞分裂旺盛。
(2)解离充分,细胞才能分散开来,细胞才不会重叠。
(3)染色时,染色液的浓度和染色时间必须掌握好,应注意染色不能过深,否则镜下一片紫色,无法观察。
(4)压片时用力必须恰当,过重会将组织压烂,过轻则细胞未分散开来,二者都将影响观察。
2.实验中注意事项
(1)根尖培养:培养时应经常换水,防止根细胞长期缺氧,进行无氧呼吸。产生酒精,使根细胞中毒、腐烂。
(2)解离
①通过解离将细胞杀死,使细胞停留在不同的分裂时期。
②解离的目的是使组织细胞相互分离开。
③解离时间不易过长或过短:过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏;过短使根尖细胞解离不充分,不能相互分离。
(3)漂洗:漂洗一定要彻底,防止残留的解离液
(盐酸)继续破坏细胞,同时盐酸也影响染色和腐蚀镜头。
(4)压片:用力要恰当均匀,过重可能将组织压烂,过轻则细胞不能分散开。
(5)观察:在显微镜的一个视野中看到的细胞,多数处于细胞有丝分裂的间期,因为在一个细胞周期中,间期所占的时间占整个细胞周期的90%~95%,时间与细胞数目成正比。另外,在一个视野中,往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞,可以慢慢地移动装片,从邻近的分生区细胞中寻找。
(2010年高考天津卷)在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,以下操作和结论正确的是( )
A.剪取5 cm根尖,用酒精和吡罗红混合液解离染色
例
B.上图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野
C.持续观察,视野中的K细胞将分裂成两个子细胞
D.视野中,N细胞的染色体数目是M细胞的一半
【尝试解答】 B
【解析】 “观察根尖分生组织细胞的有丝分
裂”实验中,解离液是盐酸和酒精(1∶1)的混合液,A项错误;该题图中能够清晰地看到染色体的变化,应为高倍显微镜下视野中观察到的结果,B项正确;在该实验中,植物细胞经过了解离和染色,细胞已经死亡,不会继续分裂,C项错误;视野中N细胞处于有丝分裂后期,M细胞处于有丝分裂中期,N细胞中的染色体数目是M期的2倍,D项错误。
专项演练
1.在制作洋葱根尖装片过程中,细胞在何时停止分裂( )
A.解离期
B.漂洗期
C.染色期
D.压片期
解析:选A。解离液是用15%的盐酸∶95%的酒精=1∶1配制而成,解离过程中首先将细胞杀死,此时细胞停止分裂。
2.在制作洋葱根尖压片观察细胞有丝分裂时,不可能用到的试剂是( )
A.龙胆紫染液 B.醋酸洋红染液
C.稀盐酸溶液 D.30%蔗糖溶液
解析:选D。观察植物细胞有丝分裂实验时,需要对染色体进行染色,所用的染色剂是龙胆紫或醋酸洋红染液,而在染色前,还需要对根尖细胞进行解离,所用的解离液可以是稀盐酸溶液;而30%的蔗糖溶液是在做植物细胞质壁分离实验中用的,在此实验中不用。
3.下列关于实验过程的描述中,不正确的是(多选)( )
A.解离的目的是使细胞重叠
B.漂洗的目的是为了洗去根尖上的盐酸,避免与碱性染料发生中和反应
C.压片可将根尖细胞压成单层,使之不相互重叠
D.当看到一个中期细胞时,要注意观察它如何进入后期、末期
解析:选AD。解离的目的是使细胞彼此分离;观察到的装片上的细胞都是死细胞(因为在解离时,细胞已被杀死),不会再继续变化,故A、D有误;压片时,只有将根尖细胞压成单层,才能看清细胞中结构,准确确定其所处时期。
4.(2009年高考江苏卷)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.②③ B.②⑤
C.①②⑤ D.①③④
解析:选C。此实验需找到呈正方形、排列紧密的分生区细胞,该视野中细胞多呈长方形,可能原因是取材位置不合适、取材时间不恰当或没有找到分生区。
5.用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂。下列描述正确的是( )
A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
B.视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C.观察处于分裂中期的细胞,可清晰看到赤道板和染色体
D.细胞是独立分裂的,因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程
解析:选B。视野中的细胞有的处于相同的时期,有的则处于不同的时期,分裂期的后期染色体数目有一个暂时加倍的过程,故B是正确的。
6.取生长健壮的小麦根尖,经过解离、漂洗、染色、制片过程,制成临时装片,放在显微镜下观察。欲观察到细胞有丝分裂的前、中、后、末几个时期,正确操作是( )
A.应该选一个处于间期的细胞,持续观察它从间期到末期的全过程
B.如果在低倍镜下看不到细胞,可改用高倍物镜继续观察
C.如果在一个视野中不能看全各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找
D.如果视野过暗,可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度
解析:选C。A项中细胞在解离时已被杀死,细胞被杀死时处在哪一时期就始终停留在哪一时期;B项中观察应先在低倍镜下找到物像后,再换用高倍镜观察;D项中视野过暗,应调节反光镜或光圈来调节视野的亮度。
7.在进行“观察植物细胞的有丝分裂”实验过程中,甲~戊5位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下:
学生 操作步骤
解离 漂洗 染色 制片 观察
甲 - + + + +
乙 + - + + +
丙 + + - + +
丁 + + + + +
戊 + + + + +
请回答:
(1)甲同学观察到的实验结果是______,乙同学观察到的实验结果是________,丙同学观察到的实验结果是________。(请从下列选项中选择)
A.染色体未着上颜色,无法看清
B.细胞重叠,看不到染色体
C.染色体着上颜色,清晰可见
D.染色体着色很浅,模糊不清
(2)经教师纠正后,丁同学在视野中找到了有关细胞有丝分裂的图像,但丁同学所看到的细胞图像位于视野的右上方,你认为应如何正确移动装片。________________________________________________________________________。
(3)戊同学经教师指点后,也找到了细胞分裂图像,他想观察洋葱根尖的有丝分裂中期的染色体数目和形态,应选用的目镜和物镜的最佳组合是________和________。
解析:进行“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,要严格按操作程序“解离→漂洗→染色→制片→观察”进行,把握好每一步应注意的问题。
答案:(1)B D A
(2)将装片向右上方移动
(3)② ③
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第3节 细胞的癌变
课标领航
1.说出癌细胞的主要特点。
2.了解致癌因子及其致癌原理。
3.讨论癌症的防治方法,选择健康的生活方式。
中央电视台2011年2月6日,请,我国著名律师,全国人大代表余婧到台做了一期专家访谈。席间,余律师首先郑重地说,根据世界卫生组织倡导的《烟草控制框架公约》的规定,我国作为缔约方应该自2011年1月起在公共场所全面禁烟。随后她又介绍到,吸烟者患癌症的人数是不吸烟者的13倍,在肺癌死者中生前每天吸食35支香烟的占85%。
情景导引
最后她又激动地强调,为了保护广大群众的健康,在我国立法禁烟,势在必行。
余律师为何强烈要求立法禁烟?
提示:吸烟是重要的致癌因素,尤其是肺癌。
核心要点突破
知能过关演练
第3节
基础自主梳理
基础自主梳理
致癌因子
遗传物质
无限增殖
(2)癌细胞的_____________发生显著变化。
(3)癌细胞的_________发生了变化。_________等物质减少,使细胞间_________降低,导致癌细胞容易在机体内________和_________。
二、致癌因素
1.类型
(1)物理致癌因素:主要指______,如________、___________、核辐射等。
(2)化学致癌因素:种类较多,主要是一些有害的化学物质和药物制剂,如有机化合物中的联
形态结构
表面
糖蛋白
黏着性
分散
转移
辐射
紫外线
X射线
苯胺、烯环烃、__________、_______________等,无机化合物中的_______、_________、铬化物、镉化物等。
(3)病毒致癌因素:如_________________等。
2.细胞癌变的机制
(1)与癌有关的基因
①原癌基因,主要负责调节__________,控制细胞_________和________的进程。
②抑癌基因,主要阻止细胞_______________。
亚硝胺
黄曲霉毒素
石棉
砷化物
Rous肉瘤病毒
细胞周期
生长
分裂
不正常的增殖
(2)癌变的机理
3.癌症的预防、诊断与治疗
(1)预防措施:远离_____________。
(2)诊断手段:__________的显微观察、CT、
_____________、________________等。
(3)治疗手段:手术切除、________、________等。
致癌因子
病理切片
极磁共振
癌基因检测
化疗
放疗
接触到致癌因子就会引起癌变得癌症吗?试分析原因。
提示:不一定。只有致癌因子引起原癌基因和抑癌基因发生突变,才会导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
思考感悟
核心要点突破
癌细胞的主要特征
1.恶性增殖的“不死细胞”
(1)表现:在适宜的条件下,癌细胞能够无限增殖。在人的一生中,体细胞一般能够分裂50~60次,而癌细胞却不受限制,它们迅速地生长、分裂,无限增殖。
(2)原因:正常细胞染色体的异常变化会启动细胞凋亡过程,但是在癌细胞中,细胞凋亡相关的信号通路出现障碍,也就是说癌细胞具有不死性。
无限增殖和恶性增殖这两种表述,都体现了癌细胞增殖失控的特点,这是癌细胞的最主要特征。但恶性增殖主要指癌细胞在体内的表现,无限增殖则主要是指癌细胞在体外培养的情况。
2.形态显著改变的“变态细胞”
癌细胞的形态结构发生了变化。例如,培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形,当这种细胞转化成癌细胞后就变成球形了。增大了表面积与体积的比,加快了细胞物质运输的效率。
特别提醒
3.黏着性降低的“扩散细胞”
(1)癌细胞表面发生了变化。细胞膜上的糖蛋白被癌细胞产生的蛋白酶降解,使癌细胞之间的黏着性下降,容易在体内分散和转移。
(2)许多癌细胞具有变形运动能力,并且产生并分泌某些酶类,使血管基底层和结缔组织穿孔,便于向其他组织迁移。
4.其他特征
(1)失去接触抑制性
①接触抑制:正常细胞在体外培养时,表现为贴壁生长和汇合成单层后停止生长的特点,即接触抑制现象。
②正常细胞有接触抑制现象,而癌细胞失去接触抑制性,即使堆积成群,仍然可以生长,形成多层,如图所示:
(2)新陈代谢旺盛
蛋白质合成及分解代谢都增强,但合成代谢超过分解代谢,甚至可夺取正常组织的蛋白质分解产物,结果是机体处于严重消耗的状态。
(2009年高考海南卷)下列关于癌细胞的叙述,错误的是( )
A.癌细胞具有无限增殖的能力
B.细胞癌变可以由病毒感染引发
C.原癌基因只存在于癌细胞中
D.癌细胞的转移与细胞间黏着性下降有关
【尝试解答】 C
例1
【解析】 细胞癌变是细胞中原癌基因和抑癌基因发生突变导致正常细胞的生长和分裂失控而造成的,在细胞中都存在原癌基因与抑癌基因。
【名师点睛】 (1)肿瘤:机体某些组织的细胞与其他组织生长不协调,表现为病理性异常增生的一个不正常的组织块,医学上称为肿瘤。
(2)肿瘤与癌的关系
根据肿瘤对人体危害程度的不同,可以分为良性肿瘤和恶性肿瘤。
①良性肿瘤:生长缓慢,不转移,逐渐增长时仅是压迫周围组织。
②恶性肿瘤:生长迅速,易转移,可以向周围扩散,破坏周围组织,恶性肿瘤又叫癌肿或癌瘤,人们习惯上称为“癌症”。
跟踪训练 下列细胞中,可能已发生癌变的是
( )
A.细胞膜上糖蛋白减少的细胞
B.细胞核增大的细胞
C.自由水含量减少的细胞
D.被细菌侵染的细胞
解析:选A。可根据癌细胞的特点加以选择,癌细胞的主要特点是:(1)连续进行分裂,恶性增殖;(2)癌细胞的形态发生了改变,一般呈球形;(3)癌细胞的表面发生了变化,主要表现为丧失糖蛋白,黏着性下降,导致癌细胞容易随血液转移、扩散。
细胞癌变的原因及防治
1.癌变的原因
(1)引起细胞癌变的致癌因子——外因
致癌因子可分为三类:物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
(2)细胞发生癌变的自身原因——内因
①原癌基因和抑癌基因
人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因:原癌基因和抑癌基因。原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;
抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。两者共同调控细胞周期。原癌基因和抑癌基因的正常发挥作用对维持细胞的正常生长、分裂和分化有重要意义。
②癌变的机理
2.癌症预防及治疗
(1)预防
①日常生活中远离致癌因子
在诱发癌症的因素中,吸烟和不健康的饮食是诱发癌症的最主要的两大因素。因此,为了防止细胞癌变,应远离烟草,养成健康的饮食习惯,少食肥肉和油炸食品,多吃水果蔬菜和谷物。另外还要尽量避免接触物理的、化学的和病毒的各种致癌因子。
②增强体质,保持健康的心态,养成良好的生活习惯
癌症的发生与心理状态有一定的关系。如果性格过于孤僻、经常压抑自己的情绪、不乐于与人交流,就会影响神经系统和内分泌系统的调节功能,增加癌症发生的可能性。
(2)治疗
手术切除是目前常用的治疗方法,这就需要尽可能在早期发现癌组织,用外科手术完全清除。然而,这种方法对癌细胞已有多处转移的患者显然很难实施。遇到这种情形,必须采用“化学疗法”和“放射线疗法”辅助治疗。首先使用抗癌药物和放射线照射缩小转移的癌组织,再对原发癌组织进行切除。
(2009年高考广东卷)黄曲霉毒素是毒性极强的致癌物质,有关研究发现,它能引起细胞中的核糖体不断从内质网上脱落下来,这一结果直接导致( )
A.核仁被破坏 B.染色体被破坏
C.蛋质合成受到影响 D.细胞膜被破坏
【尝试解答】 C
【解析】 核糖体是细胞中蛋白质合成场所,分两类,游离的核糖体合成胞内蛋白质。附着在内质网上的核糖体合成胞外蛋白。
例2
【名师点睛】 放疗、化疗与免疫疗法
放疗:是使用高能X射线或γ射线集中照射患病部位,杀死癌细胞。这里利用的是射线对DNA的损伤作用。放射性疗法不适于病灶范围已经扩大的患者。
化疗:主要是利用抗癌剂杀死癌细胞。常用的抗癌剂包括细胞分裂抑制剂、细胞增殖蛋白合成的抑制剂等。多种抗癌剂混合使用往往可以获得较好的疗效,并且副作用小。
免疫疗法:主要是通过提高机体的免疫能力,特别是通过增殖和活化T细胞,增强机体免疫系统抵抗癌细胞的能力。
跟踪训练 下列关于人体癌细胞的叙述,不正确的是( )
A.癌变主要是因为人体细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变
B.癌细胞比所有正常细胞分裂周期长、生长快
C.有些病毒能将其基因整合到人的基因组中,从而诱发人的细胞癌变
D.癌细胞的形态结构和表面的物质都发生明显的变化
解析:选B。癌变主要是因为人体细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变,使原癌基因被激活、抑癌基因受抑制造成的。癌细胞无限增殖,细胞周期短、生长快。致癌病毒能够将其基因整合到人的基因组中导致细胞癌变。
知能过关演练
视野拓展
疾病对人类生命的威胁
人类在地球上没有天敌,却有威胁人类生命的杀手——疾病。请你看看下面提供的2002年我国人口的死亡原因(前七位)统计表:
死亡原因 死亡率(/10万人)
癌症 240.95
脑血管疾病 223.61
呼吸系统疾病 206.06
心脏病 173.49
损伤与中毒 95.61
消化系统疾病 41.2
泌尿生殖系统疾病 17.64
从上表中,我们不难看出,癌症已成为人类生存的天敌。
癌症的主要治疗方法
1.外科手术治疗
切除肿瘤,以期获得治愈。此法只适用于早期肿瘤,一般可达到根治的目的。
2.放射治疗(简称放疗)
它是利用电离辐射治疗恶性肿瘤的方法。放疗具有杀死局部肿瘤细胞的作用,对于一些对放射敏感的肿瘤如鼻咽癌等是首选的治疗方法。近来兴起的伽玛刀、X线刀、光子刀,其实也是一些类似的射线,也属于放疗的范畴。放疗在杀死癌细胞的同时同样会杀死正常细胞,因此放疗后肌肉、神经损伤的后遗症较多,恢复难度大。
3.化学药物治疗(简称化疗)
它是指用化学药物治疗癌症的方法。化疗可抑制癌细胞的复制、分裂,但同时会对正常细胞有所损伤。化疗具有全身作用,对多种肿瘤都有一定的疗效,能够明显缩小肿瘤、防治转移和复发,但副作用较大,尤其是对骨髓的抑制作用,使白细胞减少,具有一定的风险。
4.生物疗法(又称免疫疗法)
它是新的治疗方法,通过身体内固有的免疫抗病能力去抵御恶性肿瘤。如干扰素、白细胞介素 Ⅱ等,对部分肿瘤如肾癌、黑色素瘤等都有一定的疗效,但价格昂贵,许多肿瘤疗效不确切。
5.中医中药治疗
用中医中药可以提高人体的免疫功能,减轻放、化疗的毒副作用,提高疗效等。中医中药已成为癌症治疗、康复的重要手段。
6.介入疗法
肿瘤的介入疗法是指在X线电视、CT、B超等影响技术的导向下,将特制的导管插入人体病变区,经导管进行药物灌注局部栓塞或引流减压等,以达到治疗肿瘤或缓解症状的一种方法。介入疗法切断癌细胞的营养来源,“饿死”癌细胞。
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染色质、染色体、染色单体和DNA的关系及行为变化
1.染色质与染色体的关系
染色质与染色体是同一物质在细胞周期的不同时期的两种形态,其主要成分是DNA和蛋白质。染色质是间期细胞核内的细丝状物质,细胞分裂期,染色质螺旋化成为染色体。
2.染色体与染色单体的关系
每条染色体上只有一个着丝粒,分裂间期已经复制的染色体上有一个着丝粒和两条姐妹染色单体。
当进入细胞分裂后期,着丝粒一分为二,姐妹染色单体也随之分开,染色单体变成染色体。
3.染色体与DNA的关系
染色体是DNA的载体,在细胞周期中,DNA复制前,一条染色体上有一个DNA分子。当DNA复制完成后,出现染色单体,DNA分子的数目则与染色单体的数目相同,有几条染色单体就有几个DNA分子。当染色单体分离,成为独立的染色体,DNA数目又与染色体数目相同。
4.数目变化
(1)有丝分裂过程中染色体和DNA数目变化的曲线图如图所示。
(2)有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA的数目变化规律如下表:
细胞周期
数目
内容 分裂间期 分裂前期 分裂中期 分裂后期 分裂末期
染色体 2n 2n 2n 4n 4n→2n
染色单体 0→4n 4n 4n 0 0
DNA 2a→4a 4a 4a 4a 4a→2a
有丝分裂前期和后期细胞内染色体数目和DNA含量之比分别是( )
A.1∶2和1∶1 B.2∶1和2∶1
C.2∶2和1∶1 D.1∶1和2∶1
【尝试解答】 A
【解析】 DNA在细胞分裂间期发生复制,细胞内的DNA含量增加一倍,到了末期一个细胞一分为二,每个细胞中的DNA数目又恢复到原来的DNA个数,因而在有丝分裂中分裂后的每个子细胞和分裂前的体细胞中的染色体和DNA个数保持不变。
例1
细胞癌变与治疗
1.细胞癌变
在个体发育过程中,大多数细胞能够正常地完成分化。但有的细胞由于受到致癌因子的作用,不能正常地完成细胞分化,而变成了不受机体控制的连续分裂的恶性增殖细胞,这种细胞就是癌细胞,它是无限增殖的“不死”永生细胞,它的形态结构发生了变化,细胞表面也发生了变化,由于细胞膜上糖蛋白等物质减少,使得细胞间的黏着性降低,导致癌细胞易在有机体内扩散和转移。
2.关于治疗癌症中“放(化)疗”
恶性肿瘤表现为细胞无限增殖,从基因角度考虑则是由于基因突变;现在对癌症晚期病人所采用的“放疗”“化疗”是通过物理、化学因素影响细胞分裂,而绝大多数药物则是抑制DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,从而使癌细胞停留在分裂间期。若用药物抑制细胞纺锤体的形成,则细胞停留在分裂期。
(原创题)2010年国家最高科学技术奖获得者王振义,是我国著名的血液研究专家。其突出贡献是发明了诱导部分血癌细胞转化使血癌病症得以缓解的治疗方法。王教授诱导血癌细胞转化的根本原理是( )
A.抑制血癌细胞的分裂
B.破坏血癌细胞的DNA分子
C.使致癌基因转变为正常基因
D.使血癌细胞的mRNA发生改变
例2
【尝试解答】 C
【解析】 细胞癌变的根本原因是细胞内的原癌基因和抑癌基因发生了突变,又因基因都是可以突变的,故C符合题意。
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