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1.1 细胞周期

细胞的增殖、分化、衰老、凋亡和癌变 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止所经历的全过程。

从哪来 本知识点建立在 2.3 细胞核的结构与功能 之上,因为细胞周期中DNA复制和染色体行为变化均发生在细胞核内;同时依托 4.2 各类细胞特点,明确只有具备分裂能力的细胞(如分生区细胞、干细胞)才存在细胞周期,高度分化的细胞(如神经细胞)则无此周期。

为什么 细胞分裂需要物质准备(DNA复制、蛋白质合成)和能量储备,这些过程需要时间,因此分裂间期长;而分裂期主要完成遗传物质的平均分配,过程相对迅速。这种“长间期、短分裂期”的结构是细胞为了在保证遗传物质完整复制的前提下,高效完成增殖而形成的进化适应机制。若间期过短,DNA复制不完整,会导致子代细胞遗传信息缺失;若分裂期过慢,则降低生物体生长和修复效率。

讲法
时间轴类比法 适合逻辑性强、喜欢结构化记忆的学生。 将细胞周期比作“工厂生产周期”:间期是“原材料采购与组装”(G1期合成RNA/蛋白质,S期复制DNA,G2期检查与准备),分裂期是“产品打包与发货”(M期)。强调G1、S、G2是连续的准备阶段,缺一不可,且S期(DNA复制)是核心瓶颈,耗时最长。
讲法
动态图像演示法 适合视觉型、空间想象力好的学生。 利用动画或显微照片,重点展示染色体形态变化:间期呈细长丝状(染色质),便于解旋复制;分裂期高度螺旋化变粗(染色体),便于移动和分配。强调“形态变化服务于功能”,即间期形态利于复制,分裂期形态利于均分。
讲法
数据比例分析法 适合数学思维好、擅长定量分析的学生。 给出典型细胞周期数据(如小鼠肝细胞周期24h,其中间期23h,分裂期1h)。让学生计算各阶段占比,并提问:为什么显微镜下观察到的细胞大多处于间期?(因为间期时间长,随机取样概率大)。通过数据反推生物学意义,强化“时间占比”与“观察概率”的逻辑联系。
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练一道
基础题
某植物细胞周期为20小时,其中分裂期为2小时。若在该细胞培养液中放入DNA合成抑制剂,细胞会停留在哪个时期?
变式
用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸(DNA合成原料)培养洋葱根尖分生组织细胞,经过一个完整的细胞周期后,在分裂中期观察到的染色体情况是? A. 每条染色体的两条姐妹染色单体都被标记 B. 每条染色体中只有一条姐妹染色单体被标记 C. 50%的染色体被标记 D. 所有染色体均未被标记
试试手自己判
检测题
将处于G1期的细胞置于含有放射性同位素标记的尿嘧啶(RNA合成原料)的培养液中,经过一个完整的细胞周期后,在分裂中期观察,放射性标记最可能出现在哪里? A. 染色体上 B. 细胞质中的核糖体上 C. 细胞膜上 D. 线粒体基质中
看答案和判分标准
答案:B
判对标准:
学生需理解:
1. 尿嘧啶是RNA合成原料,主要参与蛋白质合成(mRNA、tRNA、rRNA)。
2. G1期主要进行RNA和蛋白质合成,为S期DNA复制做准备。
3. 蛋白质合成场所是核糖体,位于细胞质中。
4. 分裂中期,染色体主要由DNA和组蛋白组成,尿嘧啶不直接参与DNA合成(DNA含胸腺嘧啶,不含尿嘧啶)。
5. 因此,标记的尿嘧啶主要存在于新合成的RNA中,进而参与核糖体(rRNA)或作为mRNA/tRNA存在,最终定位在细胞质中的核糖体或相关蛋白合成部位。选项B最符合。
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