1、课时2 细胞分裂过程中相关物质含量的变化及细胞癌变一、有丝分裂过程中相关物质含量的变化(假设体细胞中的核DNA数目为2C,染色体数目为2N)时期染色体形态变化核DNA分子数目染色体数目染色单体数目分裂间期2C4C2N04N分裂前期4C2N4N分裂中期4C2N4N分裂后期4C2N4N4N0分裂末期4C2C4N2N01.细胞有丝分裂过程中核DNA含量加倍和染色体数目加倍的主要原因分别是什么?提示:DNA复制;着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。2.有丝分裂中期和后期细胞中染色体数与核DNA数之比分别是多少?提示:有丝分裂中期,每条染色体上含两个DNA分子,有丝分裂后期,每条染色体上含1个DNA分子,因此
2、中期和后期细胞中染色体数与核DNA数之比分别为12和11。二、癌细胞可以无限制地分裂细胞癌变是基因突变的结果,能否通过显微镜检测细胞是否发生了癌变?提示:与正常细胞相比,癌细胞形态发生改变,因此可通过显微镜观察细胞形态检测细胞是否发生了癌变。自主学习检测教材基础熟记于心1.能够连续分裂的细胞就是癌细胞。()提示:部分正常细胞也能连续分裂,如受精卵。2.细胞中DNA加倍和染色体数目加倍的时期相同。()提示:细胞中DNA在S期因复制加倍,染色体数目在有丝分裂的后期加倍。3.细胞中染色体核DNA染色单体=122的时期是前期、中期及后期。()提示:细胞中染色体核DNA染色单体=122 时,每条染色体均
3、含有染色单体,对应时期为G2期、前期及中期。4.癌细胞的细胞周期比正常细胞长,生长快。()提示:癌细胞分裂速度较正常细胞快,细胞周期变短。5.癌变的内因主要是原癌基因与抑癌基因发生突变。()6.癌细胞表面的粘连蛋白缺失使癌细胞具有无限增殖能力。()提示:癌细胞表面的粘连蛋白缺失使癌细胞具有转移能力。7.某细胞的每条染色体含有1个DNA分子,该细胞一定处于有丝分裂后期或末期。()提示:G1期DNA未进行复制时,每条染色体也是含有1个DNA分子。任务一有丝分裂过程中相关物质含量的变化任务突破有丝分裂过程中物质含量的变化(1)二倍体生物体细胞有丝分裂过程中核DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DN
4、A含量变化曲线。ab、mn的变化原因均为DNA复制。gh、pq的变化原因均是着丝粒分裂,姐妹染色单体分离成独立的染色体。染色单体数在细胞周期中起点和终点均为0。(2)细胞分裂过程中柱形变化图。根据染色单体变化判断各时期。染色单体有前期、中期(甲图)无后期(乙图)、末期(丙图)根据比例关系判断各时期。核DNA染色体染色单体=4n2n4n前期、中期(甲图)4n4n0后期(乙图)2n2n0末期(丙图)迁移应用典例1-1 如图是某高等动物(体细胞中染色体数为2N)细胞周期不同时期染色体数目、核DNA分子数目的柱形统计图。下列叙述错误的是(C)A.a表示染色体数目,b表示核DNA数目B.时期可能看不到核
5、膜与核仁C.过程染色体数和染色单体数均加倍D.过程中发生DNA复制解析:中ab=12,说明a表示染色体数目,b表示核DNA数目;时期为有丝分裂后期,此时期看不到核膜与核仁;表示着丝粒分裂,染色体数目加倍,染色单体消失;可表示有丝分裂末期,过程中发生DNA复制,使核DNA含量加倍。典例1-2 图中甲表示在一个细胞周期中的细胞核DNA含量的变化曲线,图乙表示处于一个细胞周期中各个时期细胞数目的变化(用特殊的方法在一个培养基中测得),下列叙述错误的是(C)A.图甲的G1、G2时期细胞中都有相关蛋白质的合成B.图乙中核DNA含量为2C4C的细胞,处在图甲的S期C.用DNA合成抑制剂处理,图乙中核DNA
6、含量为4C的细胞数目会增加D.图乙中核DNA含量为4C的细胞中只有部分细胞的染色体数目是正常体细胞的两倍解析:图甲的G1、G2时期细胞都能合成相关蛋白质;图乙中核DNA含量为2C4C的细胞正在进行DNA的复制,处在图甲的S期;DNA合成抑制剂能够抑制DNA的复制,可使乙图中核DNA含量为2C的细胞所占比例上升;图乙中核DNA含量为4C的细胞处于G2期、前期、中期和后期,其中只有后期细胞中染色体数目是正常体细胞的两倍。任务二探究细胞癌变的机理与癌症的防治任务突破1癌变的机理和癌细胞的主要特征(1)癌变的机理:癌变是一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐累积的结果,癌细胞产生机理如图所示。致癌因素(外
7、因)正常细胞癌细胞生长和分裂失控(2)癌细胞的主要特征。不死性(无限增殖):条件适宜时,癌细胞可以无限增殖,而且分裂迅速,细胞内的核糖体数目大量增加,代谢异常活跃。迁移性:癌细胞表面粘连蛋白减少,细胞间的黏着性显著降低,导致癌细胞易在组织间转移、扩散。癌细胞的形态结构发生了变化(遗传物质发生改变),核形态不一,可出现巨核、双核或多核现象。代谢旺盛,蛋白质合成及分解代谢都增强;线粒体功能障碍,即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量。失去接触抑制现象,即使堆积成群,仍然可以生长。迁移应用典例2-1 下列关于癌细胞和细胞癌变的叙述,错误的是(C)A.癌细胞是由正常细胞转化而来的,且保留
8、了原来细胞的某些特点B.癌细胞的蛋白质合成及分解代谢都增强,但合成代谢超过分解代谢C.癌细胞在体外培养时表现为贴壁生长和会合成单层后停止生长的特点D.细胞癌变往往与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关解析:癌细胞是正常细胞发生基因突变形成的,由于癌细胞中仍存在原细胞中的基因,故会保留原来细胞的某些特点。癌细胞的蛋白质合成及分解代谢都增强,但合成代谢超过分解代谢,使细胞生长和增殖速度加快。癌细胞在体外培养时不会表现出接触抑制现象,堆积成群后可继续生长,即会合成单层后不会停止生长。人体正常细胞中存在原癌基因和抑癌基因,癌变的内因往往与原癌基因和抑癌基因发生改变有关;原癌基因是细胞内与细胞增殖相关
9、的基因,是维持正常细胞周期所必需的;抑癌基因也称为抗癌基因,其产物能够抑制细胞增殖,促进细胞分化和抑制细胞迁移等,故细胞癌变往往与原癌基因的激活和抑癌基因功能的丧失有关。典例2-2 如图是结肠癌发生的简化模型,下列叙述正确的是(C)A.某一个抑癌基因发生突变一定导致细胞癌变B.癌细胞代谢更旺盛,细胞周期比正常细胞更长C.原癌基因表达的蛋白质是维持正常细胞周期所必需的D.与正常细胞相比,癌细胞在体外培养时会出现接触抑制现象解析:结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果,某一个抑癌基因发生突变不一定导致细胞癌变;癌细胞代谢更旺盛,细胞分裂速度加快,细胞周期比正常细胞更短;原癌基因表达的蛋白质是维持正常
10、细胞周期所必需的;与正常细胞相比,癌细胞在体外培养时不会出现接触抑制现象。任务突破2癌细胞的特征及癌症的防治措施分析(1)癌细胞代谢能力强于正常细胞,其对胰岛素等激素具有更强的敏感性,摄取葡萄糖的能力更强。(2)癌细胞的产生是内因(原癌基因和抑癌基因发生改变,注意这是两类基因而不是两个基因)和外因(致癌因子)共同作用的结果,因此预防癌症的发生应从上述两点入手,即增强自身抵抗力,减少致癌因子的刺激。(3)治疗癌症,主要采用放疗和化疗。前者采用X射线、射线照射癌组织,能大量杀伤癌细胞,破坏癌组织,对周围正常组织副作用小;后者通过药物抑制癌细胞增殖过程中DNA的复制,从而达到抑制癌细胞增殖的目的。由
11、于化疗需要通过血液循环将药物运至癌细胞,因此对正常细胞也起作用,副作用较大,不能连续进行。迁移应用典例2-3 细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期、G2期)和分裂期(M期)。DNA复制发生于S期,若抑制DNA复制,则细胞不能分裂而停留在间期。为探究两种抗癌药物甲和乙的作用效果,用药物甲和乙单独处理体外培养的肝癌细胞,测定其细胞周期各阶段细胞所占比例及细胞凋亡率,结果如表所示。根据表中信息分析下列叙述不正确的是(A)组别细胞周期细胞凋亡率(%)G1(%)S(%)G2+M(%)对照组32.7122.0145.285.29药物甲34.1263.152.7318.14药物乙90.276.543.1931.86A.肝癌细胞摄取葡萄糖的能力较强,通常以需氧呼吸的方式供能B.药物甲的作用机理可能是阻断S期DNA的复制C.药物乙的作用机理可能与抑制G1期蛋白质的合成有关D.甲、乙两种药物联合使用可能会提高癌症治疗效果,也可能效果不明显解析:癌细胞通常以厌氧呼吸的方式供能,即主要依靠糖酵解途径获取能量;据表格分析,药物甲的作用机理可能是阻断S期DNA的复制;药物乙的作用机理可能与抑制G1期蛋白质的合成有关;由于不清楚甲、乙两种药物是否存在药理反应,故联合使用可能会提高癌症治疗效果,也可能效果不明显。