细胞生长与增殖
细胞的生长和增殖过程
细胞的生长和增殖过程细胞是构成生物体的基本单位，其生长和增殖过程是生命的基石。
在这个过程中，细胞通过一系列复杂的分子和细胞机制，不断地进行自我复制和分裂，从而维持生物体的正常生长和发育。
本文将从细胞周期、DNA复制、有丝分裂和无丝分裂等方面，探讨细胞的生长和增殖过程。
细胞周期是细胞生长和增殖过程中的一个重要概念。
细胞周期可以分为四个阶段：G1期、S期、G2期和M期。
在G1期，细胞进行生长和代谢活动，为DNA复制做准备。
接着进入S期，细胞进行DNA复制，将一个完整的染色体复制成两份。
G2期是DNA复制后的准备阶段，细胞再次进行生长和代谢活动。
最后是M 期，细胞进行有丝分裂或无丝分裂，将复制后的染色体均分给两个子细胞。
DNA复制是细胞生长和增殖过程中的关键步骤。
DNA是细胞内携带遗传信息的分子，其复制是细胞分裂的基础。
DNA复制发生在S期，由DNA聚合酶等酶类催化下进行。
首先，DNA双链被解旋，形成两个单链。
然后，DNA聚合酶按照碱基配对原则，在每个单链上合成新的互补链。
最终，形成两个完全相同的DNA分子，每个分子包含一个原有链和一个新合成的链。
有丝分裂是多细胞生物体内细胞增殖的一种方式。
有丝分裂包括前期、中期、后期和末期四个阶段。
在前期，染色体变得可见，核膜开始消失。
中期是有丝纺锤形成和染色体对分的阶段。
染色体在纺锤体的引导下，按照同源染色体对分的原则，分成两个完全相同的染色体。
后期是细胞分裂的最后阶段，细胞开始分裂成两个子细胞。
末期是细胞分裂完成，形成两个独立的细胞。
无丝分裂是原核生物和一些真核生物进行细胞增殖的方式。
无丝分裂相对于有丝分裂来说，没有纺锤体的形成和染色体对分的过程。
细胞通过二分裂的方式，直接将细胞内的物质和遗传信息均分给两个子细胞。
无丝分裂速度较快，适用于单细胞生物和一些简单的多细胞生物。
细胞的生长和增殖过程是一个复杂而精密的过程，涉及到许多细胞器和分子机制的协同作用。
通过细胞周期、DNA复制、有丝分裂和无丝分裂等过程，细胞能够不断地进行自我复制和分裂，实现生物体的正常生长和发育。
2.2 培养细胞的生长与增殖过程
细胞工程培养细胞的生长与增殖过程1.单个细胞的生长过程细胞周期是指一个母细胞分裂结束后形成的细胞至下一次再分裂结束形成两个期子细胞的时间，可分为G1、S期、G期和M期。
培养2细胞单个细胞的生长过程与体内细胞单个细胞的生长过程相似。
2.细胞系的生长过程原代细胞经培养传代或再培养后，便成为细胞系。
体外培养细胞的生命是有限的，传代培养的细胞最多只能传代30～50代，相当于150～300个细胞周期；国际上用于实验研究的细胞大多在10代以内冻存，这样细胞特性基本保持不变。
细胞系的生长过程原代培养期传代期衰退期为新鲜组织自体内取出并在体外培养生长至第一次传代的时期。
原代培养的细胞生长一定时间之后，如贴附型细胞即融合成片而逐渐铺满底物的表面，此时应将原代细胞分开接种至2个或更多的新的培养器皿中，即传代，此即成细胞系。
一般有限细胞系在此期的细胞开始时虽仍然存活，但增殖已很缓慢并逐渐完全停止，进而细胞发生衰退死亡。
3.每代细胞的生长过程细胞培养过程中一代指的是从细胞接种到分离再培养的一段时间。
与细胞世代或倍增不同，在细胞一代中细胞倍增3～6次。
每代细胞生长曲线每代细胞生长过程滞留期指数生长期停止期细胞接种后，先进入生长缓慢的滞留阶段，包括悬浮期(游离期)和潜伏期。
细胞贴壁后，逐渐伸展，恢复细胞原有形态，经过一个潜伏期，才进入生长和增殖期。
又称对数期。
此期为细胞增殖最旺盛的阶段，细胞分裂相增多，成倍增长，活力最佳。
又称平台期，此时细胞数量饱和，细胞不再增殖，但仍有代谢活动。
习题1.细胞系的生长过程包括那三个阶段？各阶段细胞有何特点？。
细胞生长的四个阶段
细胞生长的四个阶段细胞生长的四个阶段：1.休眠阶段——细胞受到一些外来刺激和影响，它将启动其活动，由外环境触发，进入休眠状态；2.增殖阶段——细胞进入增殖活动阶段，活化，分裂形成细胞增殖，迅速扩张短暂的阶段；3.发育阶段——细胞在此阶段进行发育，有了细胞结构特征和生理功能；4.衰老阶段——细胞进入衰老阶段，随着其生理功能逐渐减弱，最终导致死亡。
休眠阶段：当细胞受到外来的刺激和影响时，就会开始休眠，这时细胞的活动基本停止，细胞间的通讯也减弱或消失，在封闭的环境下，休眠的细胞可以持续不断的保持状态数周或数个月，轻微的外界刺激可以唤醒休眠的细胞，让它们重新活跃起来。
增殖阶段：增殖阶段是细胞再生长过程中最重要的一步，代表着细胞生长的快速扩张。
当休眠的细胞受到刺激时，它们会被激活，细胞开始增殖分裂，形成新的细胞，由单个细胞发展成一群，不断地活跃以增长繁殖，但在增殖阶段，细胞仍处于不成熟的状态，对环境扰乱能力弱于成熟细胞。
发育阶段：细胞从休眠和增殖阶段开始发育，即形成具有特定结构、功能和特征的细胞，如肝细胞、神经细胞等，细胞形成了结构层次，细胞在发育阶段开始有了自身的生理功能；在发育阶段，细胞可以有效扩散和充分接受外界的激活，以及调节自身的营养和环境变化，其能力和功能强过增殖阶段，此阶段可以更有效地完成器官的细胞和系统工作。
衰老阶段：细胞在一定的时间过后，会衰老，此时其活动、性能和生理功能开始减少，细胞不再分裂，随着衰老，细胞残余物和排泄物积聚于细胞间，形成腐烂的细胞群，最终导致细胞死亡和器官功能丧失。
衰老通常发生在正常死亡之前，如果细胞在活动过程中衰老而死亡，则称为异常死亡。
这时，人的免疫功能也会随之减弱，身体对外来的病原体越来越脆弱，从而导致慢性病的发生。
细胞的增殖与生长
表观遗传调控： 通过DNA甲基 化、组蛋白修 饰等过程，调 节基因的表达
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信号转导通路的概念：信号转导通路是指细胞内外的刺激 信号经过一系列的化学反应和信号传递过程，最终引发细 胞反应的途径。
添加 标题
信号转导通路的组成：信号转导通路主要由感受器、转导 蛋白和效应器三个部分组成。感受器能够识别和结合细胞 内外的刺激信号，转导蛋白能够传递信号，效应器则能够 引发细胞反应。
细胞周期的调控：细胞周期的进行受到 多种因素的调控，如周期蛋白、CDK激 酶等，这些因素共同保证了细胞周期的 正常进行和细胞的正常生长。
细胞生长到一定程度时，分裂成两个子细胞 细胞分裂分为有丝分裂和减数分裂两种方式 有丝分裂是细胞正常生长和修复的基本过程 减数分裂是生殖细胞形成时所经历的过程
添加 标题
了解细胞增殖与生长异常与免疫系统疾病的关系有助于更好地预防和治疗这些疾病。
定义：神经退行性疾病是一类以神经元变性死亡为主要特征的疾病，如帕金森病、阿尔茨海 默病等。
病因：细胞增殖与生长异常是神经退行性疾病的重要病因之一，这些异常可能导致神经元死 亡和神经元网络的破坏。
症状：神经退行性疾病的症状包括运动障碍、认知障碍、语言障碍等，这些症状会影响患者 的日常生活和工作能力。
类型：初级减数分裂和次级 减数分裂
细胞周期的定义：一个完整的细胞周期包 括分裂间期和分裂期两个阶段，是细胞生 长和分裂的基础过程。
分裂间期：细胞在分裂间期进行DNA的复 制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度 的生长。
分裂期：细胞分裂期主要涉及核膜消失、 染色体复制和细胞质分裂等过程，最终形 成两个子细胞。
细胞增殖与生长的调控机制
细胞周期的调控因子
细胞生长的调控因子
细胞的生长和增殖
侵袭转移能力评估方法
体外侵袭实验
利用人工基质模拟体内环境，观察肿瘤细胞在体外的 侵袭能力。
动物模型
通过建立动物肿瘤模型，观察肿瘤细胞在体内的侵袭 和转移过程。
分子生物学技术
利用分子生物学技术检测肿瘤细胞中侵袭转移相关基 因的表达水平。
耐药性产生机制探讨
基因突变
肿瘤细胞在药物压力下可发生基因突变，导致对药物的敏感性降低 或产生耐药性。
裂期。
间期
主要进行DNA复制和有关蛋白质 的合成，分为G1期、S期和G2期 。
分裂期
主要进行遗传物质的平均分配，分 为前期、中期、后期和末期。
影响因素与调控机制
影响因素
包括营养物质、生长因子、激素、细 胞外基质和细胞间相互作用等。
调控机制
涉及基因表达调控、信号转导调控和 细胞周期调控等多个层面，共同维持 细胞生长的稳态。
异常信号通路导致疾病发生机制
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肿瘤发生
生长因子和信号通路的异常激活与肿瘤的发生发 展密切相关，如RTK信号通路的过度激活可导致 细胞恶性增殖和肿瘤形成。
自身免疫性疾病
GPCR信号通路的异常调节可导致自身免疫性疾 病的发生，如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮 等。
遗传性疾病
JAK-STAT信号通路的基因突变可导致多种遗传 性疾病的发生，如严重联合免疫缺陷病和早老症 等。
操作轻柔
避免对细胞造成机械性损伤， 保证细胞活性。
定期更换培养基
根据细胞生长情况，定期更换 新鲜培养基，保持细胞良好生
长环境。
数据记录整理规范
详细记录实验数据
包括细胞生长情况、培养基更换时间、实验操作 过程等。
数据整理分析
对实验数据进行整理、统计和分析，得出科学结 论。
体外培养细胞的生长与增殖过程-V1
体外培养细胞的生长与增殖过程-V1
体外培养细胞是生命科学研究领域中不可或缺的重要手段。
细胞在培
养基中的生长和增殖过程，被广泛用于疾病模型、药物筛选、基因工
程和组织工程方面的研究和应用。
以下是体外培养细胞的生长与增殖
过程的具体内容：
一、培养基的选择
1.基础培养基：常用的包括DMEM、RPMI1640、MEM等。
2.补充因子：用于维持细胞的生长和增殖，如FBS、B27、N2等。
3.抗生素：防止培养基被细菌、真菌等污染。
二、接种细胞
1.消化细胞：用酶或化学方法将细胞从组织或原代培养中分离出来。
2.计算细胞数目：使用细胞计数板或细胞计数仪。
3.培养皿：选择适合细胞生长的培养皿，如培养瓶、6孔板、96孔板等。
4.接种密度：根据细胞的不同特点和实验需求，选择适当的接种密度。
三、培养条件的控制
1.温度：常规为37℃。
2.气氛：常规为5% CO2/空气混合气氛。
3.液面：检查并调整液面，避免干涸和培养基变质。
4.培养时间：根据实验需求，适当调整培养时间。
四、细胞的观察与处理
1.细胞生长状态的观察：通过显微镜观察细胞形态、数量、分裂状态等。
2.细胞处理：进行细胞冻存、传代、取样等操作。
细胞在培养基中的生长与增殖是一个复杂的过程，需要仔细的控制和监测。
只有在做好基础工作、选择合适的培养条件和科学合理的实验设计之后，才能得到可靠的实验结果。
高一生物《细胞增殖》说课稿范文(精选5篇)
高一生物《细胞增殖》说课稿范文〔精选5篇〕高一生物《细胞增殖》说课稿范文〔精选5篇〕高一生物《细胞增殖》说课稿1一、说教材内容及地位“细胞的增殖”是必修一《分子与细胞》第六章第一节的内容，本节内容大致分为“细胞不能无限长大”，“细胞通过分裂进展增殖”，“有丝分裂”和“无丝分裂”四部分。
重点以植物细胞有丝分裂过程为例学习有丝分裂的知识，并通过比较，让学生观察并归纳动物和植物细胞有丝分裂的一样点和不同点。
继而领悟出二者的一样点：亲代细胞的染色体经过复制后，平均分配到两个子细胞中去，从而保持了遗传物质的稳定性，即是有丝分裂的重要意义。
本节内容在高中生物学习中起到了承下启上的作用。
学生从前面几章理解了细胞生命系统的物质组成，构造和功能之后，自然而然地过渡到细胞增殖，学习起来并不会很陌生；同时，细胞增殖也是以后学习减数分裂，DNA复制以及遗传信息的传递，遗传规律的根底。
本节内容更是高考的重点和难点。
二、说教学目的〔一〕知识目的：1.使学生掌握细胞生长和增殖的周期性，明确细胞增殖对维持一切生命活动和延续种族的意义。
2.知道细胞增殖的方式和意义。
3.区分有丝分裂各时期，掌握细胞有丝分裂各时期的特点及染色体、DNA的变化规律。
4.会区分动物和植物细胞有丝分裂的不同。
〔二〕才能目的：1.培养学生观察问题，运用数学方法处理和分析^p 实验数据的才能。
2.养成批判性考虑问题的才能。
3.可以利用多媒体获取生物信息。
〔三〕情感目的：1.使学生学会从微观把握生物体的变化，并形成构造与功能相统一的生物学思想。
2.树立辩证唯物的运动观、开展观。
三、说教学重点和难点教学重点：细胞周期及植物细胞有丝分裂的过程。
教学难点：植物细胞有丝分裂各个时间DNA、染色体的变化规律。
难点打破：通过观察动态的多媒体课件，使抽象问题详细化，再结合传统讲授的教学形式，使复杂的问题变得易于承受，同时以启发式的问题引导学生深化考虑，再加以随堂训练，攻克难点的同时完成才能目的四、说学情分析^p本节授课对象为高一的学生：1、学生在初中已学过“细胞通过分裂产生新细胞”，对有关癌症的知识也有所理解，具有一定的生物学知识根底。
第十一章 细胞生长与增殖
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第十三章 细胞分裂与细胞周期 2019/11/7
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间期 前期I 细线期
偶线期
粗线期
双线期
终变期
中期 I
后期 I
末期 I
间期
前期 II
中期 II
后期 II
末期 II
第十三章 细胞分裂与细胞周期 2019/11/7
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减数分裂与有丝分裂比较
减数分裂
有丝分裂
DNA复制1次，细胞分裂2次 DNA复制1次，细胞分裂1次
（2）细胞周期素依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent kinase，CDK)：一类必须与细胞周期蛋白结合才具有 激酶的活性，可将多种与细胞周期相关的蛋白磷酸化， 在细胞周期调控中起关键作用。
MPF =周期蛋白B（p56cdc13）+ CDK1(p34cdc2)
第十三章 细胞分裂与细胞周期 2019/11/7
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2） 功能：
专门执行有丝分裂，确保染色体平均 分配；是细胞分裂方式长期进化和完善化 的表现。
药物影响
第十三章 细胞分裂与细胞周期 2019/11/7
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人类中期染色体
第十三章 细胞分裂与细胞周期 2019/11/7
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即染色体逐步在赤道板上整齐排列。 牵拉假说 外推假说
第十三章 细胞分裂与细胞周期 2019/11/7
1 保证了生命在世代 延续中染色数目的恒定。
2 是遗传学三大定律的 细胞学基础。
3 是遗传和变异的细胞学 基础。
第十三章 细胞分裂与细胞周期 2019/11/7
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（一）细胞周期的核心调控系统 （二）细胞周期检验点监控细胞周期的运行 （三）其他与细胞周期相关调控因素(自学)
细胞生长和增殖的信号机制
细胞生长和增殖的信号机制外界信号的接收主要通过细胞膜上的受体完成，包括离子通道、酪氨酸激酶受体、酪氨酸激酶相关受体、七膜糖蛋白受体等。
这些受体与信号分子结合后，会改变其构象，激活其内酶活性或通过二次信号分子的参与来激活下游信号通路。
常见的外界信号分子包括生长因子、细胞因子、激素等。
例如，表皮生长因子(EGF)是一种重要的生长因子，它可以通过与细胞上的EGF受体结合来传递信号。
EGF受体属于酪氨酸激酶受体家族，EGF结合后引发受体的二聚化和磷酸化，进而激活多个下游信号通路，如Ras/MAPK通路和PI3K/Akt通路等。
信号的传导过程主要通过信号通路来完成。
信号通路是一系列相互作用的分子组成的链式反应，将外界信号转化为细胞内的生化和生理反应。
信号通路的多样性主要体现在其组成部分和活性调控上。
其中，Ras/MAPK通路是一个重要的信号通路，参与调控细胞的生长和增殖。
当EGF受体被激活后，EGF受体激活酪氨酸激酶活性，进而激活下游的Ras蛋白。
活化的Ras蛋白可以进一步激活一系列的信号蛋白激酶，如MEK和ERK。
活化的ERK可进入细胞核，调控基因的转录和翻译，从而影响细胞的生长和增殖过程。
另一个重要的信号通路是PI3K/Akt通路，也被广泛参与细胞生长和增殖的调节中。
当PI3K激活后，它会将细胞膜的磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)转化为磷脂酰肌醇三磷酸(PIP3)。
PIP3的积累会同时激活细胞内的蛋白激酶B(Akt)和PIP3依赖激酶(PDK1)。
活化的Akt可以调节多种细胞生命活动，包括促进细胞增殖，通过调节转录因子和细胞周期蛋白D1的表达，参与细胞周期的调控等。
除了以上两个重要的信号通路，还有许多其他的信号通路也参与了细胞生长和增殖的调控，如Wnt通路、Notch通路等。
这些信号通路间相互交叉、互相调控，共同组成了一个复杂的信号网络，确保细胞的正常生长和增殖。
总而言之，细胞生长和增殖的信号机制是一个复杂而精密的过程，需要细胞膜上的受体接收外界信号，并通过一系列信号转导过程将信号传递到细胞核，调控基因的转录和翻译，最终影响细胞的生长和增殖。
细胞增殖周期是什么
核酸合成后期，以 S 期合成的脱氧核糖核酸为模 板，转录合成核糖核酸，再翻译合成蛋白质。M 期为有丝分裂期，分裂为两个含有全部遗传信息
蝶兰，芦荟，福橘，石榴树，细竹，鸡冠花，紫
通常所说的细胞生长，是指细胞通过分裂生 成和本身相同的细胞群体，简称增殖。肿瘤借瘤 细胞的分裂繁殖而不断地生长发展。细胞从一次
分裂到下一次分裂结束的 1 个周期，称为细胞增 殖周期或细胞周期。此期间在复杂的酶系统控制 下发生了一系列有规律的变化，先合成脱氧核糖
蝶兰，芦荟，福橘，石榴树，细竹，鸡冠花，紫
核酸，以脱氧核糖核酸为模板转录合成核糖核酸， 由核糖核酸翻译合成蛋白质。细胞增殖周期分为 四个时相，G1 期为脱氧核糖核酸合成前期，刚分
裂出来的子细胞继续增大，合成核糖核酸、蛋白 质，为 S 期脱氧核糖核酸的合成作准备。S 期为 脱氧核糖核酸合成期，脱氧核糖核酸不断增加，
蝶兰，芦荟，福橘，石榴树，细竹，鸡冠花，紫
的子细胞。 在一个肿瘤群体内可有不同增殖期的肿瘤
细胞，亦有因缺少营养或机体免疫抑制处于静止 状态暂时不增殖但有增殖能力的 GO 期细胞，还 有已分化完全不能再增殖直至死亡的终末期细
蝶兰，芦荟，a 游戏机遥控器/
细胞生长与增殖
细胞生长与增殖细胞是构成生物体的基本单位，而细胞的生长和增殖是维持生物体生命活动的重要过程。
在细胞生物学中，我们了解到细胞的生长是指细胞体积和质量的增加，而细胞的增殖则是指细胞数量的增加。
本文将探讨细胞生长和增殖的相关机制以及其重要性。
一、细胞生长细胞生长是细胞体积和质量的增加过程，主要是通过合成新的生物分子来实现的。
在细胞生长过程中，细胞需要进行蛋白质合成、DNA合成、脂质合成等重要生物分子的合成。
这些合成反应需要消耗能量和营养物质，并受到细胞内外环境的调控。
细胞体积的增加是由于细胞内部的物质积累，特别是细胞器的生长和增殖。
细胞核的增大和染色质的复制是细胞生长不可缺少的过程。
在细胞分裂之前，细胞必须达到一定的大小才能继续进行下一步的增殖。
细胞生长过程中，细胞周期的调控起着重要的作用。
细胞周期分为G1期、S期、G2期和M期（有些细胞还包括G0期），其中S期是DNA合成期，G1、G2和M期是细胞器生长和准备分裂的阶段。
细胞周期的调控主要通过细胞周期蛋白激酶及相关的细胞周期蛋白来实现，具体机制涉及到信号传导、细胞内信号转导和染色质结构的改变等。
二、细胞增殖细胞增殖是指细胞数目的增加，是通过细胞分裂来实现的。
细胞分裂包括有丝分裂和减数分裂两种类型。
1. 有丝分裂有丝分裂是通常的细胞分裂方式，它包括前期、中期、后期和末期四个阶段。
在有丝分裂中，染色体呈现出明显的细胞周期特点，通过有序的准备、配对、分离和复制过程，最终形成两个和原始细胞基本相同的子细胞。
有丝分裂是在体细胞中进行的，其结果是两个具有相同遗传信息的细胞。
2. 减数分裂减数分裂是生殖细胞的分裂方式，常见于生物的生殖过程中。
减数分裂包括第一次减数分裂和第二次减数分裂。
在减数分裂过程中，染色体进行复制，并经过两次分裂，最终生成四个具有不同遗传信息的子细胞（精子或卵子）。
三、细胞生长与增殖的重要性细胞生长和增殖是生物体生长发育的基础，对维持生物体功能和遗传信息的传递起着重要作用。
高中生物：细胞的增殖知识点
高中生物：细胞的增殖知识点知识点1 细胞不能无限长大1.细胞生长的原因(1)细胞的生长(2)细胞数目的增多2.细胞不能无限长大的原因(1)细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率越低。
细胞表面积与体积的关系限制了细胞的生长。
(2)细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度，细胞核中的DNA不会随细胞体积的扩大而增加。
细胞的核质比限制了细胞的生长。
3.模拟实验(1)琼脂块的表面积与体积之比：随琼脂块的增大而减小。
(2)NaOH的扩散速率(深度)：随琼脂块的体积增大保持不变。
(3)NaOH扩散的体积与整个琼脂块体积之比：随琼脂块体积的增大而减小。
知识点2 细胞通过分裂进行增殖1．细胞周期1．细胞的增殖状态(1)能持续分裂的细胞：红骨髓造血细胞、形成层细胞、根尖分生区细胞等；(2)暂时停止分裂的细胞：肝脏细胞、黄骨髓造血细胞等；(3)不能持续分裂的细胞：高度分化的细胞，如神经细胞、精子等。
3.细胞周期的判断方法(1)细胞周期以分裂间期为起点，而不能以分裂期为起点。
(2)分裂间期的时间远远长于分裂期。
知识点3 有丝分裂1.真核细胞的分裂方式真核细胞可进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
2.有丝分裂过程（以高等植物细胞为例）(1)分裂间期完成DNA的复制和有关蛋白质的合成(2) 分裂期3.有丝分裂中规律性变化规律(1)有丝分裂相关结构的变化规律细胞结构变化规律纺锤体形成(前期)---消失(末期)核膜、核仁消失(前期)---重建(末期)中心体倍增(间期)---移向两极(前期)---平均分配(末期) (2)有丝分裂过程中染色体行为变化规律(3)核DNA、染色体及染色单体数目变化规律(以二倍体为例)间期前期中期后期末期染色体2N 2N 2N 4N 4N-2N 染色单体0-4N 4N 4N 0 0核DNA 2N-4N 4N 4N 4N 4N-2N(4)染色体、染色单体及DNA三者之间的数量关系当有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。
高考生物总复习 第10讲 细胞的增殖
第10讲细胞的增殖考点一细胞的生长和细胞周期1.细胞不能无限长大类比推理法的应用(1)模拟实验——细胞大小与物质运输的关系(2)细胞不能无限长大的原因①受相对表面积的制约：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。
②受核质比的制约：细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。
2.细胞周期并非所有分裂的细胞都有细胞周期，减数分裂和无丝分裂以及高度分化的成熟细胞都没有细胞周期3.无丝分裂原核生物只能进行二分裂，二分裂不是无丝分裂提醒(1)多细胞生物体体积的增大，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。
(2)细胞体积并不是越小越好，因为遗传物质、酶和各种细胞器都需要一定的容纳空间。
(3)减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂。
减数分裂过程中DNA分子只复制一次，而细胞连续分裂两次，因此进行减数分裂的细胞无细胞周期。
(4)无丝分裂：无丝分裂是真核细胞的增殖方式，分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化，但是也有DNA分子的复制和分配。
(1)卵细胞的体积较大，这样可以提高细胞与外界物质交换的效率(×)(2)任何具有分裂能力的细胞都具有细胞周期(×)(3)洋葱的表皮细胞比分生区细胞的增殖周期长(×)(4)细胞周期具有物种特异性，同一生物体内不同细胞的细胞周期是相同的(×)(5)同一细胞的细胞周期是一定的，不会受到环境条件的影响(×)1.细胞分裂间期的特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做准备；细胞有适度的生长，细胞体积增大。
必修① P112“内文信息”2.细胞分裂期蛋白质合成的很少，原因是分裂期染色体中的DNA高度螺旋化，难以解旋，无法正常转录。
必修① P113“内文信息”3.所有细胞都有细胞周期吗？必修① P112“知识链接”拓展提示①只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。
细胞生长与增殖
加速合成RNA和有丝分裂相关的蛋白质（微管蛋
白、与核膜崩解、染色体凝集相关的成熟促进
因子等）
4 M期(分裂期）
把复制好的染色体平均地分到两个子细胞中去
三、细胞增殖的方式
（一） 无丝分裂（amitosis）
• 1、无丝分裂是不经过有丝分裂时期而直 接分裂为两个相似的子细胞的过程。
丧失增殖能力，其比例越大，肿瘤的危险性
越低。
问答题
• 1、何谓细胞增殖，细胞增殖有哪些方式？ • 2、试述有丝分裂各个时期的特点。 • 3、简述减数分裂前期Ⅰ各时期的特点。 • 4、简述有丝分裂后期姐妹染色单体分离机制。 • 5、比较有丝分裂与减数分裂的异同。 • 6、简述细胞周期的概念和阶段 • 7、试述细胞周期各阶段的主要变化和特点 • 8、从细胞增殖角度看，细胞可分为几类，各类细胞
糖体，合成结构蛋白、酶蛋白等→细胞体积 增加。
• 晚期：为DNA复制做好物质准备，合成各种 RNA和蛋白质（DNA聚合酶、钙调蛋白和细胞 周期蛋白等）。
• 多种蛋白质发生磷酸化作用，如组蛋白、非 组蛋白、蛋白激酶等。
2 S 期（DNA合成期） DNA复制为细胞分裂的先决条件 组蛋白开始合成，非组蛋白大量合成 中心粒的复制时期 3 G2期（DNA合成后期）
五、细胞增殖的调控（自学）
第二节 细胞增殖与疾病
（自学）
肿瘤细胞群体与肿瘤治疗
• 增殖细胞群： 始终保持着活跃的增殖能力的细胞群，对药
物敏感，化疗效果好。 •暂不增殖细胞群（G0期细胞）：
保持着增殖能力但处于休止状态的细胞群， 在适宜条件下又可重返细胞周期
癌细胞处于静止期， 对药物不敏感，是肿瘤 复发的根源。 •永不增殖细胞群：
细胞的生命历程——生长、增殖ppt课件
名称 间期
染色 体
6
染色 单体
0→12
DNA 6→12
前期 6
12 12
中期 6 12 12
后期 12
0 12
末期 6 0 6
特别提醒：
动、植物细胞有丝分裂的比较：
相同点
植物细胞分裂 动物细胞分裂
1、分裂过程及分期相同； 2、核内染色体变化相同
前期： 细胞两极发出
不 纺锤体形成的方 纺锤丝形成纺
同
式不同
锤体
点 末期： 细胞板
细胞质分开的方 式不同
→细胞壁
中心体周围 发出星射线 形成纺锤体
细胞膜中部 向内缢裂
染色体、DNA分子、姐妹染色单体在有丝分裂各时期数量的变
过程——(2)细胞分裂期
细胞分裂期：细胞一分为二。主要是完成细胞
核遗传物质的均分。（占时5 ～10 %）
包括两个紧密相连的过程：
核分裂 细胞质分裂
通常有丝分裂主要是指核分裂，特别是在遗传 学中更主要讨论细胞核分裂。
前期 中期 后期 末期
立体图
1、前期
前期的特点有“两现、两消”
两现：① 染色体出现 ：染色质 高度螺旋，变短变粗，变为在 光学显微镜下可见的染色体。 ②纺缍体出现： 在植物细胞的 两极，发出纺缍丝，形成纺缍 体。 两消： ① 核膜消失。注意：核 膜消失后，细胞质和细胞核也 就没有了界限。 ②核仁消失
DNA合成是间期最重要的准备，因此一般根据 DNA合成的特点，将间期分为：合成前期(G1)、合成期 (S)、合成后期(G2)。
高中生物总复习： 细胞的增殖
（4）末期
特点：（两体消失膜仁现） 1、 “两消失”（染色体、纺锤体消失） 2、 “两出现”（核膜出现，核仁出现） 3 细胞中央出现细胞板，形成细胞壁后 ，细胞分裂成两个子细胞 （高尔基体） 4 染色体数目减半恢复到体细胞水平
（四） 动物细胞有丝分裂过程
一
二
三
中六心体复制于间期,分开于前期。 四
时期
植物细胞有丝分裂
图像
变化
动物细胞有丝分裂
图像
变化
间期
无中心粒 的倍增
前期：形成细纺胞锤两体极 的方式不同前― 发― 出 →纺锤丝
期
― 形― 成 →纺锤体
完成中心 粒的倍增
两组中心粒 ― 发― 出 →星射线 ― 形― 成 →纺锤体
细胞板→细 末
胞壁→分割 期
细胞(质)
细胞膜→中 央内陷→缢 裂细胞(质)
1、细胞周期分为分裂间期和分裂期
分裂间期:
从一次分裂结束之后
到下一次分裂之前。
分裂期: 分裂间期结束之后
周期长短：（1）决定因素：遗传物质 （2）影响因素：温度，PH）
特点：不同种类的细胞细胞周期不同，分裂间期与分裂期所占比例
不同。（观察：选分裂期占周期时长比例高的）
(5)细胞周期的表示方法
方法名称
（3）细胞有适度的生长
2.分裂期：
（1）前期 （秋水仙素处理时期）
注意：秋水仙素或低温
都可抑制纺锤体的形成，
使染色体数目加倍，出 特点：（膜仁消失两体现）
现多倍体。
1、 “两消失”（核仁解体
，核膜消失）
注：在分裂期，DNA处 2、 “两出现”（染色体出 在高度螺旋化的染色体中，现，纺锤体出现）
不能解旋，所以不复制、 3 染色体数目不变 不转录。
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纺锤体不能形成，细胞分裂 终止于中期)
肿瘤治疗的主要方法
传统放、化疗的不足
“枪打出头鸟”，针对生长快速的肿瘤 细胞；正常生长增殖快速细胞也会受到攻击。
102
软骨细胞mTORC1活化小鼠软骨发育异常
TSC1fl/fl Col2a1-Cre (KO) mice
103
软骨细胞mTORC1活化小鼠软骨发育不全
1
软骨细胞mTORC1失活抑制小鼠软骨内成骨
P3 day
P7 day
P10 day
P21 day
105
软骨细胞mTORC1失活抑制小鼠骨发育
动物细胞末期胞质分裂时形成收缩环 动物细胞末期胞质分裂时形成收缩环
洋葱根尖细胞有丝分裂各期
3
1
2 4
洋葱根尖细胞有丝分裂各期
三、减数分裂 (Meiosis)
有性生殖细胞的成熟
我国科学家用小鼠干细胞体外制造出功能精子
Cell Stem Cell. 2016,Complete Meiosis from Embryonic Stem Cell-Derived Germ Cells In Vitro. Zhou Q1, Wang M2, Yuan Y1, Wang X3, Fu R4, Wan H4, Xie M5, Liu M6, Guo X6, Zheng Y7, Feng G4, Shi Q8, Zhao XY9, Sha J10, Zhou Q11
一、无丝分裂（ amitosis)
• 核膜、核仁不消失 • 无染色体形成，遗
传物质分配不均等 • 耗能少、速度快 • 低等生物繁殖方式
一、无丝分裂（ amitosis)
• 高等生物正常组织也存在无丝分裂
二、有丝分裂（Mitosis)
• 前期(Prophase) • 前中期(prometaphase) • 中期(Metaphase) • 后期（Anaphase) • 末期（Telophase)
偶线期：同源染色体配对、形成联会复 合体(四分体)
联会复合体
侧生成分： DNA和蛋白质 中央成分： 非组蛋白、重组结 LC纤维
粗线期：染色体交换与重组
重组小结、合成组蛋白及少量DNA(P-DNA)
粗线期：染色体交换与重组
同源染色体片断的交换和重组
双线期
联会复合体去组装、同源染色体分开 交叉与交叉端化，女性可持续50年
细胞周期的进程是高度有序及不可逆的，受 到细胞内外多种因素严格的调节、控制。
细胞周期调控
细胞周期调控模式
1、细胞周期调控的核心
cyclin-Cdk复合物
细胞周期蛋白(cyclin) 周期蛋白依赖性激酶(Cdk,cyclin-depedent kinase)
早熟染色体凝集(PCC)
成熟促进因子 (M-phase promoting factor, MPF): cyclin B与Cdk1 的复合物
微管解聚说
（五）末期(telophase)
主要特点：
1. 组蛋白H1去磷。酸化，染 色体解旋，RNA合成恢 复，核仁形成。
2. 核膜小泡与染色体相连， 融合形成核膜，重新与内 质网相连。
3. 核孔复合体重新组装，去 磷酸化核纤层蛋白又结合。
肌动蛋白与肌球蛋白II形成收缩环
成肌细胞分裂
植物细胞末期胞质分裂时形成细胞板
监控后期末子代染色体在细胞中的 位置，决定细胞是否进入末期及 发生胞质分裂
Tem1、 Cdc14、M期cyclin
DNA损伤检测点
监控DNA损伤的修复，决定细胞 周期是否继续进行
ATM/ATR、ChK1/2、p53 Cdc25 、cyclinE/A-Cdk2
DNA损伤检测点
三、与细胞周期调控相关的多种因子 生长因子及其受体的调节： 癌细胞自分泌、旁分泌 抑素的调节 cAMP和cGMP的调节 激素的调节 Ca2+和钙调素的调节
终变期
进一步凝集、核仁核膜消失，纺缍体形成
2. 中期 I
同源染色体排列到赤道面上，与染色体相连的动粒 微管均位于纺锤体的同一侧面。
3. 后期I
同源染色体向两极移动 非同源染色体之间可发生自由组合
3. 后期I
染色体如缺乏交叉，导致染色体不分离 如唐氏综合征
4. 末期I
染色体去凝集，核仁、核膜重现，胞质分裂， 子细胞中一半的染色体数目
1、血液细胞 2、毛囊、粘膜细胞 3、肝脏细胞 4、生殖细胞
肿瘤分子靶向治疗
fat-1抑制乳腺癌细胞在裸鼠体内生长
乳腺癌细胞在fat-1转基因免疫缺陷 (SCID)中生长受抑制
fat-1转基因抑制MMTV小鼠乳腺癌生长
APC-min 肠肿瘤小鼠模型
关节软骨mTORC1活化引起小鼠生长板增厚
G1期 间期 S期
G2期 有丝分裂期 前、中、后、末期
细胞周期的主要生物化学变化
G1期：DNA复制准备期，RNA和蛋白质合
成旺盛，蛋白质磷酸化，细胞膜的物 质转运作用加强
S 期：完成DNA复制，合成组蛋白和非组蛋
白，组蛋白持续磷酸化，完成中心粒复制
G2期：细胞分裂的准备期，加速合成RNA和蛋白
脊椎动物 CDK
G1-CDK
Cyclin D* CDK4 、6
G1/S-CDK Cyclin E
CDK2
S-CDK
Cyclin A
CDK2
Cyclin Cln 3 Cln 1、2 Clb 5、6
M-CDK
Cyclin B
CDK1(CDC2) Clb 1-4
芽殖酵母 CDK CDK1(CDC28) CDK1(CDC28) CDK1(CDC28) CDK1(CDC28)
动物细胞中心粒随细胞周期的变化
（二）前中期(prometaphase)
主要特征：核膜的崩裂，纺锤体的形成，染 色体向赤道面运动。
1. 核膜破裂
核纤层蛋白磷酸化降解－核膜消失
2. 纺锤体(spindle)形成 在前期末出现的临时性细胞器
纺锤体
纺锤体：由两端星体，包括极间微管、动粒微 管和星体微管组合形成纺锤样结构
三、减数分裂 (Meiosis)
意义：维持染色体数目恒定、生物变异与多样性
(一) 第一次减数分裂 (Meiosis)
前期I、中期I、后期I、末期I 1 、 前期I 最复杂：细线、偶线、双线、粗线、终变期 完成标志：同源染色体分离 特征：持续时间长、核显著增大、染色体凝
集、配对、片段交换
细线期：染色体凝集、核及核仁增大
（三）中期(metaphase )
主要特征：
1. 染色体以着丝粒排列在 纺锤体中央的赤道板上；
2. 每条染色体纵裂为两条 姐妹染色单体
中期
中期
（四）后期(anaphase )
主要特征：
主缢痕处姐妹染色单体间的连接 骤然消失，染色单体向两极移动
后期姊妹染色单体分离
微管解聚说与微管滑动(延长)说
(二)间期：不发生DNA合成，有的生物无间期 (三) 第二次减数分裂
前、中、后、末与有丝分裂类似
(三) 第二次减数分裂
第一、二次减数分裂染色体分开的不同特点
第二节、细胞周期及其调控 一、细胞周期概述 二、细胞周期调控
一、细胞周期概述
概念：指细胞一次分裂 结束开始，到下一次分 裂结束为止的全部过程
2、细胞周期检测点的特点及作用机制
检测点类型
作用特点
与作用相关的主要蛋白质
未复制-DNA检测点 监控DNA复制，决定细胞是否 进入M 期
ATR、Chl1、 Cdc25、 cyclinA/B-Cdk1
纺锤体组装检测点
监控纺锤体组装，决定细胞是否 进入后期
Mad2、APC、securin
染色体分离检测点
Mitosis
（一）前期(prophase)
主要事件： 染色质凝集、分裂极确 定、核仁缩小并解体
1.染色质凝集成染色体
组蛋白磷酸化，核仁组织中心组装到了染色 体中，rRNA合成停止，核仁分解
2. 中心体向两极移动
中心体(centrosome)：中心粒及周围无定型物质
马达蛋白与中心体的极向移动
小结
• 基本概念：细胞分裂、有丝分裂、减数分 裂、细胞周期、限制点
• 细胞分裂的方式及其分裂各期特点 • 细胞周期各时相的动态变化；参与和影响
细胞周期调控的主要因素
质(微管蛋白)，中心粒体积增大，开始分离 并移向两极
• M期（见前述）
G1期细胞三种前途
A 继续增殖：骨髓细胞、干细胞等 B 暂时不增殖(G0)：肝细胞等 C 不再继续增殖：角质细胞、成熟红细胞等，
称终末分化细胞
肾集合管细胞继续增殖
肾集合管细胞异常增殖小鼠
细胞周期各时相的生物化学变化
二、细胞周期的调控
MPF的作用
磷酸化组蛋白H1，促进染色体凝集 磷酸化核纤层蛋白，核膜解体。 磷酸化微管结合蛋白，微管组装
MPF的磷酸化核纤层蛋白
2、细胞周期蛋白（ cyclin）种类
细胞周期分裂基因cdc与 Cdk激活机制
周期蛋白依赖性激酶的活化
有丝分裂周期蛋白B水平的调节
不同类型的周期蛋白
激酶复合体 Cyclin
细胞分裂的作用
一、个体发生和发育的基础 单细胞生物：形成新生物体 多细胞生物：多次分裂和分化
人：2 × 1012－2× 1014
细胞分裂的作用
二、个体器官组织的维持与更新
肠上皮 皮肤
骨髓血细胞
细胞分裂的作用
三、组织损伤与修复
阴参 单相 双相 自体骨