细胞周期的概念与测定

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1、细胞周期的概念与测定摘要：细胞周期指持续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束开始到下一次细胞分裂结束为止的过程，是一个连续的周而复始的过程包括分裂间期和分裂期。分裂间期包括G—DNA合成前期、S——DNA合成期、G——DNA合成后期；细胞周期时间的测定，可在体内外采用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸脉冲标记，定时取材，利用放射自显影方法，统计标记有丝分裂细胞百分数加以测定。　　关键词：细胞周期概念测定　　　　近几年生物高考在细胞周期的概念、阶段、特点及表示方法等方面进行了全面而细致的考查。教师在复习过程中对于这些内容也进行了充分的挖掘。因此学生在处理这些内容对应的问题

2、时得心应手，得分率比较高。但是在江苏2010年生物高考试题28题（见本文中的感悟高考）中出现了细胞周期测定的相关知识，解决这个问题比较难，原因有两个方面：其一，教材中只给出了细胞周期的概念而没有交代细胞周期的测定。其二，教师与学生对同位素标记法在测定细胞周期的应用关注不够。那么细胞周期是如何测定的呢？　　一、细胞周期的概念　　细胞周期指持续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止的过程，是一个连续的周而复始的过程，包括分裂间期和分裂期。分裂间期包括G——DNA合成前期、S——DNA合成期、G——DNA合成后期，间期的时间长，进行着复杂的物

3、质合成和能量准备，细胞周期的调控主要发生在分裂间期，细胞并没有外显的明显变化；分裂期又称M期主要是将S期复制的遗传物质平均分配到两个子细胞中去，分裂期时细胞内发生明显的变化，尤其是出现了高度螺旋的染色体，因此处于分裂期细胞很容易被识别和判断。分裂间期的时间远远长于分裂期。不同生物的细胞周期时间是不同的，同一生物中的不同细胞其周期也不同。一般说来，S期G期M期的时间变化小，而G期持续时间的差异可能很大。　　二、细胞周期长短的测定　　细胞周期时间的测定，可在体内外采用H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸脉冲标记，定时取材，利用放射自显影方法，统计标记有丝分裂细胞百分数加以

4、测定。一个非同步化增殖的培养细胞群体给予暂短的（数分钟至半小时）H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸脉冲标记，然后洗脱标记物，换新鲜培养液继续培养，细胞继续沿着细胞周期运转。脉冲标记后，不同间隔取样，进行放射自显影，在显微镜下观察计数。如果它们沿着细胞周期运转是均匀的，根据标记有丝分裂细胞轮盘表上抵达的位点，表示细胞到达细胞周期的部位。一开始处于S期的细胞均被放射性标记，细胞核呈黑色颗粒状。标记细胞图中以有颗粒的细胞来表示，而在标记时处于G、M、G期细胞均未被标记。　　置换新鲜培养液后培养一段时间，被标记的细胞将陆续进入M期。最先进入M期的细胞是被标记的S期最晚期的细

5、胞（见图A中的1和2所示）。所以从更换新培养液培养开始，到被标记的M期细胞开始出现为止，所经历的时间为G期时间（见图B中的OA段）。　　从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时（见图A中的2和3所示），所经历的时间为M期时间（如图B中AB段）。　　从被标记的M期细胞开始出现，经被标记细胞达50%到被标记的细胞达100%即最大值，再到M期被标记细胞开始下降为止（见A图中的2、3、4、5所示）所经历的时间为细胞分裂间期（如B图中的AC段）。　　从被标记的M期细胞开始出现并逐步消失，到被标记的细胞第二次出现在M期（见图A中的2—7所示），所

6、经历的时间为一个细胞周期的总时间（如图B的AF段）。在这里特别要注意的是AF不是一个细胞周期，因为其不是从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止的过程。　　用一个细胞周期的时间减去G、M期和S期的时间后所剩余的时间即为G期。　　【感悟高考】细胞周期包括分裂间期（分为G期、S期和G期）和分裂期（M期）。下图标注了甲动物（体细胞染色体数为12）肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题：　　（1）若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养甲动物肠上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷，换用无放射性的

7、新鲜培养液培养，定期检测。预计最快约?摇?摇?摇?摇h后会检测到被标记的M期细胞。　　（2）从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为?摇?摇?摇?摇期的时间，处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是?摇?摇?摇?摇。　　（3）若向甲动物肠上皮细胞培养液中加人过量胸苷，处于S期的细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加人过量胸苷约?摇?摇?摇?摇h后，细胞都将停留在S期。　　（4）乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24h，M期时长为1.9h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化，选用（填“甲”

8、或“乙”）动物肠上皮细胞更合适。　　【答案】（1）2