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2019-2020年高中生物 第1課時(shí) 細(xì)胞周期與有絲分裂備課資料 蘇教版 1.細(xì)胞的增殖周期 細(xì)胞從前一次分裂結(jié)束開始，到下一次分裂結(jié)束為止，這樣一個(gè)周期叫做細(xì)胞增殖周期。 20世紀(jì)50年代以前，人們把細(xì)胞增殖周期劃分為分裂期和靜止期兩個(gè)階段。當(dāng)時(shí)認(rèn)為分裂期是細(xì)胞增殖周期中的主要階段。近年來，由于放射自顯影和細(xì)胞化學(xué)等技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)于細(xì)胞增殖過程的動(dòng)態(tài)研究也日趨深入?，F(xiàn)在了解到，過去一直被忽視的所謂“靜止期”卻是細(xì)胞增殖周期中極為關(guān)鍵的一個(gè)階段，因?yàn)榕cDNA分子復(fù)制有關(guān)的一系列代謝反應(yīng)，都是在這個(gè)階段進(jìn)行的。所以現(xiàn)在都把“靜止期”叫做間期。 現(xiàn)在，一般把細(xì)胞增殖周期分為兩個(gè)階段：間期和分裂期。細(xì)胞在前一次分裂結(jié)束之后就進(jìn)入間期，這時(shí)就是新的細(xì)胞周期的開始。間期一共分為三個(gè)分期。間期結(jié)束就進(jìn)入有絲分裂期。根據(jù)目前的認(rèn)識(shí)，整個(gè)細(xì)胞增殖周期可以分為G1、S、G2、M四個(gè)小分期，如下表： 細(xì)胞增殖周期中的各個(gè)分期，各有其不同的特點(diǎn)： （1）G1期的特點(diǎn)：G1期是從上次細(xì)胞增殖周期完成以后開始的。G1期是一個(gè)生長(zhǎng)期。在這一時(shí)期中主要進(jìn)行RNA和蛋白質(zhì)的生物合成，并且為下階段S期的DNA合成作準(zhǔn)備，特別是合成DNA的前身物質(zhì)、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他酶系，以及儲(chǔ)備能量。 （2）S期的特點(diǎn)：從G1期進(jìn)入S期是細(xì)胞增殖的關(guān)鍵時(shí)刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的復(fù)制就是在這個(gè)時(shí)期進(jìn)行的。通常只要DNA的合成一開始，細(xì)胞增殖活動(dòng)就會(huì)進(jìn)行下去，直到分成兩個(gè)子細(xì)胞。 （3）G2期的特點(diǎn)：G2期又叫做“有絲分裂準(zhǔn)備期”，因?yàn)樗饕獮楹竺娴腗期作準(zhǔn)備。在G2期中，DNA的合成終止，但是還有RNA和蛋白質(zhì)的合成，不過其合成量逐漸減少。特別是微管蛋白的合成，為M期紡錘體微管的組裝提供原料。 （4）M期的特點(diǎn)：細(xì)胞一旦完成了細(xì)胞分裂的準(zhǔn)備，就進(jìn)入有絲分裂期。細(xì)胞分裂期是一個(gè)連續(xù)的過程，為了研究的方便，可以人為地將它分成前、中、后、末四個(gè)時(shí)期。M期的細(xì)胞有極明顯的形態(tài)變化。間期中的染色質(zhì)（主要成分是DNA和蛋白質(zhì)），在M期濃縮成染色體形態(tài)。染色體的形成、復(fù)制和移動(dòng)等活動(dòng)，保證了將S期復(fù)制的兩套DNA分子平均地分到兩個(gè)子細(xì)胞中去。 2.著絲點(diǎn) 中期染色體上的著絲點(diǎn)（示著絲點(diǎn)分為內(nèi)、中、外三層，上面附著有微管）長(zhǎng)期以來，著絲粒和著絲點(diǎn)這兩個(gè)術(shù)語是作為染色體上紡錘體附著區(qū)域的同義語使用的。遺傳學(xué)文獻(xiàn)中多用著絲粒一詞，而細(xì)胞學(xué)家多用著絲點(diǎn)一詞。后來，在電鏡下研究哺乳類染色體超微結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)，主縊痕兩側(cè)是一對(duì)三層結(jié)構(gòu)的特化部位，認(rèn)為是非染色質(zhì)性質(zhì)物質(zhì)的附加物，稱為著絲點(diǎn)（見右圖）。在主縊痕區(qū)存在著絲粒，由此把染色體分成二臂。著絲粒的兩側(cè)各有一個(gè)蛋白質(zhì)構(gòu)成的三層的盤狀或球狀結(jié)構(gòu)，稱為著絲點(diǎn)。著絲點(diǎn)與紡錘體的紡錘絲連接，與染色體移動(dòng)有關(guān)。在分裂前期和中期，著絲粒把兩條姐妹染色單體連在一起，到后期兩條染色單體的著絲粒分開，紡錘絲把兩條染色單體拉向兩極。并非有絲分裂各個(gè)時(shí)期，或各種生物的染色體，都有這種分化的結(jié)構(gòu)。 3.細(xì)胞質(zhì)分裂 廣義說來，有絲分裂應(yīng)該包括細(xì)胞質(zhì)分裂。但是，也可以把細(xì)胞質(zhì)分裂看作是一個(gè)單獨(dú)的階段。 大多數(shù)真核生物的細(xì)胞質(zhì)分裂是與核分裂協(xié)調(diào)進(jìn)行的，細(xì)胞質(zhì)分裂起始于中后期。細(xì)胞質(zhì)分裂面一般總是和紡錘體的赤道面一致，其方向約在核分裂中期就已確定。如果在中期時(shí)用離心法改變細(xì)胞的紡錘體的正常位置，細(xì)胞分裂面方向并不隨之改變。但是，如果在中期之前改變紡錘體的位置，細(xì)胞質(zhì)分裂面的方向也就隨著發(fā)生改變。 動(dòng)物細(xì)胞在進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂時(shí)，先是在要形成分裂面處的細(xì)胞質(zhì)收縮，環(huán)細(xì)胞表面出現(xiàn)一條窄的凹溝，這條溝叫做分裂溝。分裂溝環(huán)繞細(xì)胞表面一圈，使細(xì)胞呈啞鈴狀。它的形成和細(xì)胞膜下方的細(xì)胞質(zhì)微絲有關(guān)系。 植物細(xì)胞因?yàn)橛屑?xì)胞壁，它的分裂方式不同于動(dòng)物細(xì)胞（有花植物的花粉粒的成熟分裂與動(dòng)物細(xì)胞一樣，形成分裂溝），最主要的差別是植物細(xì)胞在進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂時(shí)，有細(xì)胞板的形成。細(xì)胞板產(chǎn)生于晚后期或早末期。 4.P53基因在細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞凋亡中的作用及其在基因治療中的應(yīng)用 細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡是生物體正常生存的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這兩個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生了異常都有可能引起腫瘤的發(fā)生。P53基因作為抑癌基因，其表達(dá)產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞增殖起負(fù)調(diào)節(jié)作用；同時(shí)，它還可通過調(diào)節(jié)Bcl2家族和Bax基因的表達(dá)來影響細(xì)胞凋亡。前者是可逆的，后者則不可逆。在這兩個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)控中P53基因都起了很重要的作用，因此被人稱為“細(xì)胞核質(zhì)穩(wěn)定性的衛(wèi)士”或“促細(xì)胞凋亡的勇士”。本文將P53基因在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中的調(diào)控作用作了總結(jié)，介紹了P53基因自身活性的調(diào)節(jié)因子及其在腫瘤基因治療中的作用。