细胞增殖及其调控(4)
细胞生物学第十一章细胞增殖习题及答案 done
第11章细胞增殖及其调控1.高等生物内所有细胞依繁殖状态可分为哪几类？各有何特征？答：大体可以分为四类：（1）G1期细胞(DNA合成前期)：细胞代谢活跃，细胞生长、体积增大，主要进行大部分蛋白质和RNA的合成工作。
（2）S期细胞（DNA合成期）：此阶段细胞内完成DNA的复制，以及组蛋白、非组蛋白合成与核小体结构的复制。
（3）G2期细胞（DNA合成后期）：此阶段的细胞做分列前的最后准备，合成周期蛋白、微管蛋白等。
（4）M期：细胞进入分裂过程，分裂中，细胞内生化合成活动减弱，例如：RNA合成停止，蛋白质合成减少，此期仍有少量非组蛋白合成。
又分前、中、后、末四个状态。
（a）前期主要事件：染色体凝缩，分裂极确定，核仁解体和核膜消失。
（b）中期此期染色体全部移到赤道板位置排列“染色体列队”，是由于以两极对染色体牵引为动态平衡所致。
（c）后期此期主要事件：染色体着丝粒粒区纵向断裂，一分为二。
两姐妹染色单体分别趋向两极。
（d）末期此期的主要事件：子核形成的胞质分裂。
胞质分裂是指核分裂以外的细胞质部分分裂。
动物细胞是以中部缢缩方式，而植物细胞是以形成细胞壁方式进行胞质分裂的。
2.运用3H—TdR的脉冲标况技术如何测定推测细胞周期？答：此内容不考，飘过。
P.S.要看看细胞周期同步化的内容。
3.简述细胞周期中DNA、RNA,组蛋白和非组蛋白的合成概况。
答：见习题1。
4.细胞周期中有哪几个重要的检验点，各有何作用？答：所熟知的有3个检验点：（1）G1->S的检验点：检查G1期的蛋白质、RNA合成工作是否完成。
细胞增殖行为会在G1期之后发生分歧，分为周期细胞和G0期细胞或终端分化细胞。
（2）G2->M期的检验点：检查M期之前的物质、能量准备工作，并进行G2向M期的转变。
该过程由CDK激酶进行调控，CDK1使组蛋白H1磷酸化，促进染色质凝集；使核纤层蛋白磷酸化，使核纤层解聚；核仁蛋白磷酸化，促使核仁解体等等。
细胞生物学(第三版)复习课后题答案总结
第一章大题（细胞基本知识）1、试论述当前细胞生物学研究最集中的领域。
答：当前细胞生物学研究主要集中在以下四个领域：⑴细胞信号转导；⑵细胞增殖调控；⑶细胞衰老、凋亡及其调控；⑷基因组与后基因组学研究。
人类亟待通过以上四个方面的研究，阐明当今主要威胁人类的四大疾病：癌症、心血管疾病、艾滋病和肝炎等传染病的发病机制，并采取有效措施达到治疗的目的。
2、细胞生物学的概念和研究内容答：概念：细胞生物学是以细胞为研究对象, 从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次，以动态的观点, 研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。
细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一，主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。
从生命结构层次看，细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间，同它们相互衔接，互相渗透。
研究内容：细胞生物学的主要研究内容主要包括两个大方面：细胞结构与功能、细胞重要生命活动。
涵盖九个方面的内容：⑴细胞核、染色体以及基因表达的研究；⑵生物膜与细胞器的研究；⑶细胞骨架体系的研究；⑷细胞增殖及其调控；⑸细胞分化及其调控；⑹细胞的衰老与凋亡；⑺细胞的起源与进化；⑻细胞工程；⑼细胞信号转导。
3、细胞的基本共性答：所有的细胞都有相似的化学组成；脂-蛋白体系的生物膜；DNA-RNA的遗传装置；蛋白质合成的机器—核糖体；一分为二的分裂方式。
4、细胞生存所需的最基本的细胞结构和功能。
答：细胞的生存必须具备细胞膜、核糖体、一套完整的遗传信息物质和结构。
功能：①细胞膜为细胞生命活动提供了相对稳定的环境；为DNA、RNA、蛋白质的复制、转录翻译提供了结合位点，使代谢反映高效而有序的进行；又为代谢底物的输入与代谢产物的排除提供了选择性物质运输的通道，其中伴随能量的传递。
②细胞核是遗传信息储存和表达的重要场所和指挥部，细胞的分裂、生长、分化、增值等一切生命活动均受细胞核遗传信息的指导调控。
细胞周期的调控和细胞增殖
细胞周期的调控和细胞增殖细胞周期是细胞生命周期中的一个重要阶段，通过严密调控确保细胞按照一定的顺序进行有序的DNA复制和细胞分裂。
细胞周期的调控主要包括细胞周期检查点、细胞周期调控因子及其调控网络的作用等方面。
一、细胞周期检查点细胞周期检查点是细胞在特定时期对其自身状态的监测点，主要有G1/S检查点、G2/M检查点和M检查点。
这些检查点的功能在于确保细胞在细胞周期的不同阶段保持稳定和正确的进行。
1. G1/S检查点G1/S检查点位于细胞周期的G1期和S期之间，主要监测细胞的DNA是否完整以及是否有足够的生物小分子供应，这是控制是否进入DNA复制的关键检查点。
如果细胞通过检查，则进入S期进行DNA 复制，否则进入G0期停滞。
2. G2/M检查点G2/M检查点位于细胞周期的G2期和M期之间，主要监测细胞DNA复制是否正确完成以及是否有DNA损伤。
只有当细胞通过这一检查点时，才能进入有丝分裂的M期。
3. M检查点M检查点位于细胞分裂的中期，主要监测染色体是否正确连接到纺锤体上，并确保该连接是稳定的。
只有当细胞通过这一检查点时，才能完成有丝分裂，将染色体均匀地分配给两个子细胞。
二、细胞周期调控因子及其调控网络细胞周期调控因子主要包括Cyclins和Cyclin-dependent kinases (CDKs)。
Cyclins与CDKs形成复合物，通过磷酸化作用来调控细胞周期的不同阶段。
1. CyclinsCyclins是调控细胞周期的关键调节蛋白，其数量在不同的细胞周期阶段发生变化。
不同类型的Cyclins与特定的CDKs形成复合物，起到调控细胞周期的作用。
2. CDKsCDKs是Cyclin-dependent kinases的缩写，是一类酶的家族。
它们与Cyclins结合形成复合物，通过磷酸化调控细胞周期的不同阶段。
CDKs活性的变化在细胞周期的不同阶段发生，由Cyclins的表达调控。
3. 细胞周期调控网络细胞周期调控网络是由各类细胞周期调控因子组成的复杂网络。
细胞增殖及其调控
细胞增殖及其调控细胞依赖增殖维持其存在，繁衍后代。
细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一。
细胞增殖包含3个组成部分，即生长、DNA复制和细胞分裂，这些均体现在细胞周期进程中，因此细胞增殖是通过细胞周期实现的。
细胞增殖受到严密的调控机制所监控。
任何细胞，不管是简单的单细胞，还是高等生物体内的细胞，其增殖过程都必须遵循一定的规律。
细胞周期与细胞分裂(细胞周期、有丝分裂、减数分裂)细胞周期的调控（Cdk激酶和周期蛋白在细胞周期进程中的调控作用及其活性调节、细胞周期运转的调控、其他内在、外在因素在周期调控中的作用）细胞周期与细胞分裂细胞周期㈠细胞周期(cell cycle)概述细胞依靠增殖维持其存在，繁衍后代。
为了阐明细胞是如何繁殖的，应该考虑三个主要问题：①细胞如何复制它的内含物；②它们如何分配复制好的内含物并分裂为二；③它们如何协调好上述两个过程必需的所有机器，以保证诸如只有在复制完成后才进行细胞分裂。
细胞增殖受到严密的调控机制所监控。
任何细胞不管是简单的单细胞，还是高等生物体内的细胞，其增殖过程都必须遵循一定的规律。
细胞增殖过程中，任何一个关键步骤的错误，都有可能导致严重后果，甚至细胞死亡。
在高等生物中细胞增殖调控更为复杂。
它不仅要遵循细胞自身的增殖调控规律，同时还要遵守生物体整体调控机制的调节。
不然，不受约束而生成的细胞将被机体免疫系统所清除，或癌变，威胁整个生命。
由此可见，细胞增殖调控是整个生命活动的最基本保证。
细胞周期(cell cycle)是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的过程。
细胞周期有时也称为细胞生活周期(cell life cycle)或细胞繁殖周期(cell reproductive cycle)。
人们最初从细胞形态变化考虑，将细胞周期简单地划分为两个相互延续的时期，即细胞有丝分裂期(mitosis)和位于两次分裂期之间的分裂间期(inter phase)。
(整理)细胞生物学第十二章细胞增殖及其调控课程预习
第十二章细胞增殖及其调控一、细胞周期概述(一)细胞周期细胞周期是指细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分完成所经历的一个有序过程。
其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。
细胞周期时相组成：间期(inter phase)：G1期、S期、G2期；有丝分裂期(mitosis phase)：M期；胞质分裂期(cytokinesis)。
细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期性运转，在问期细胞体积增大(生长)，在M期细胞先是核分裂，接着胞质分裂，完成一个细胞周期。
细胞周期时间：不同细胞的细胞周期时间差异很大，S+G2+M的时间变化较小，细胞周期时间长短主要差别在G1期。
根据增殖状况，细胞分类三类：连续分裂细胞(cycling cell)、休眠细胞(G0细胞)和终末分化细胞。
(1)连续分裂细胞这类细胞始终保持旺盛的增殖活性，不停地通过G1期及细胞周期各时期，完成细胞分裂，称为增殖细胞。
这类细胞代谢水平高，对环境信号敏感，分化程度都比较低，如：胚胎早期的细胞、造血干细胞、上皮基底细胞，它们对机体的建立和组织的更新起了十分重要的作用。
(2)休眠细胞这类细胞可长期停留在G1早期而不越过R点，处于增殖静止状态。
它们合成具有特殊功能的RNA和蛋白质，使细胞的结构和功能发生分化，但这类细胞并未丧失增殖能力，在一定条件下可以恢复其增殖状态，但需要经过较长的恢复时间。
通常把这类细胞称为G期细胞。
如：肝、肾的实质细胞、血液中的淋巴细胞都属于这类细胞。
它们通常处于G状态，当组织受到损伤或激素的刺激时可重新进入细胞增殖周期。
细胞遗传学中常用PHA(植物凝集素)来刺激处于G状态的淋巴细胞进入细胞周期，从而获得大量分裂期细胞来制备染色体。
(3)终末分化细胞这类细胞的结构和功能发生高度分化，已经丧失增殖能力，期，直到衰老死亡。
如：人的红细胞、神经元细胞和骨骼肌细胞等。
终生处于G(二)细胞周期中各个不同时期及其主要事件(1)G期(DNA合成前期)。
细胞生物学名词解释练习题参考答案
细胞生物学名词解释练习题参考答案篇一：细胞生物学名词解释与习题第一章绪论名词解释(补充)思考题1.根据细胞生物学研究的内容与你所掌握的生命科学知识，恰当地评价细胞生物学在生命科学中所处的地位以及它与其他生物学科的关系。
(X)细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。
(PI)细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。
细胞生物学与其他学科之间的交叉渗透日益明显。
(辅导P3)2.如何认识细胞学说在细胞学乃至生物学发展简史中的重要意义？(辅导P3)(1)1838-1839年，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺提出细胞学说，基本内容是：①细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。
②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。
③新的细胞可以通过己存在的细胞繁殖产生。
（P5-6）（2）1858年，魏肖尔对细胞学说做了重要的补充，强调细胞只能来自细胞。
细胞学说的提出对生物科学的发展具有重大的意义。
细胞学说、进化论和孟德尔遗传学称为现代生物学的三大基石，而细胞学说又是后两者的基石。
对细胞结构与功能的了解是生物学、医学及其各个分支进一步发展所不可缺少的。
（P6）3.试简明扼要地分析细胞生物学学科形成的客观条件以及它今后发展的主要趋势。
（辅导P3-4）（1）细胞生物学学科形成的客观条件如下：①细胞的发现②细胞学说的建立（2）细胞生物学今后发展的主要趋势概括起来有两点：一是基因与基因产物如何控制细胞的重要生命活动；二是基因产物，即蛋口质分子与其他生物分子构建与装配成细胞的结构，并行使细胞的有序的生命活动。
4.当前细胞生物学研究的热点课题中你最感兴趣的是哪些？为什么？（X）一.名词解释1.细胞生物学细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。
细胞增殖和生长的信号转导机制及其调控
细胞增殖和生长的信号转导机制及其调控细胞增殖和生长是细胞生物学中常见的现象，是生命体系不断发展的必要条件。
在细胞分裂和生长过程中，涉及到复杂的信号转导通路和多种生物分子的参与调控。
本文将着重介绍细胞增殖和生长的信号转导机制及其调控，包括细胞周期、细胞凋亡、细胞信号转导通路及其调控等方面的内容。
一、细胞生长的信号转导机制在细胞生长中，细胞表面的受体接受到外界的刺激，从而产生了一系列的信号转导通路，促使细胞生长。
最初识别外部刺激的细胞表面受体主要有三种类型：G蛋白偶联受体（GPCRs）、酪氨酸激酶受体和离子通道受体。
GPCRs和酪氨酸激酶受体通过激活二磷酸腺苷（ADP）或三磷酸腺苷（ATP）来媒介细胞内的化学反应，从而激发细胞生长；而离子通道受体直接打开或关闭离子通道，导致电位变化，从而激活细胞内部的生化反应。
细胞上述的外部刺激可激发细胞内的分子机器，如丝氨酸蛋白激酶、蛋白激酶C、蛋白激酶A、蛋白激酶B等，这些分子通过直接催化特定蛋白质的磷酸化、激活细胞质或细胞核中的信号传递通路，继而调节细胞内部的生物化学反应，最终完成细胞的生长和增殖。
二、细胞周期和其调控细胞周期是一系列复杂而又协调的分子事件，由多个连续阶段组成，包括G1、S、G2和M等阶段。
在这一循环过程中，细胞生长、复制DNA、进行分裂孢子形成和分裂。
而细胞周期的关键在于负责其进程的蛋白激酶和细胞因子，在细胞周期进行到某个明确的时期才能够被激活，从而让细胞继续进入下一个特定的阶段。
细胞周期有许多的调控因素，分为内部调控和外部调控。
细胞周期内部调控的主要因素是细胞周期素（Cyclins）和Cyclin依赖性激酶（Cyclin-CDKs），进而调节细胞周期的进展。
而外部调控主要有细胞生长因子，如胰岛素样生长因子（IGF）和表皮生长因子（EGF）等，通过激发到细胞表面受体来促进细胞周期的进展。
此外还包括细胞外基质，细胞体积和紫外线等外界环境条件的影响。
第十二章 细胞增殖及其调控
3）其他方法：通过显微缩时摄像技术可以求出分裂间期和分裂期的准确时间；通过在不同的时间对细胞群体进行计数，可以推算出细胞群体的倍增时间，即细胞周期的总时间。
1、脉冲标记DNA复制的细胞分裂指数观察测定法
2、流式细胞分选仪测定法
（四）细胞周期同步法
⑤终变期（再凝集期）
染色体更加变粗。交叉明显，数量减少。交叉向染色体的端部移行，称为端化。核膜、核仁消失。纺锤体形成。
（2）中期Ⅰ
同源染色体的每一对姊妹染色单体在着丝粒处并连在一起，1对动粒朝向同一极，同源染色体的两个染色体通过动粒微管分别连向不同的极。四分体逐渐向赤道方向移动，最终排列在赤道面上。
（一）减数分裂前间期
最大特点在于S期持续时间较长。
另一个重要特点是，在植物百合中发现，其减数分裂前间期的S期仅复制其DNA总量的99.7%~99.9%，而剩下的（DNA小片段）0.1~0.3%要等到减数分裂前期才进入复制。
另外还发现，在一种L蛋白，在前间期与上述DNA小片段结合，阻止其复制。
细胞周期同步化是利用人工诱导或药物诱导的方法，使细胞同步化在细胞周期的某个特定时期，从而获得处于相同细胞周期的细胞作为实验材料。常用的方法有：人工选择同步化和药物诱导同步化。还可分为自然同步化和人工同步化。
自然同步化的例子有：
1）海胆受精卵最初几次分裂是同步的；
2）细菌的休眠孢子进入营养环境后能发生同步萌发；
中心体与其周围的微管一起被称为星体（在动物细胞中） 。中心体在间期也进行了复制。细胞分裂开始，两个星体即逐渐向细胞的两极运动。
2、前中期
① 核膜破裂，标志着前中期的开始。
② 纺锤体的装配。
3、中期
所有染色体排列到赤道板上，纺锤体呈典型的纺锤样。
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细胞增殖与调控
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细胞增殖的意义
◆单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加。
◆多细胞生物由一个单细胞即受精卵分裂发育而 来， 细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。
◆成体生物仍然需要细胞增殖，主要取代衰老死 亡的细胞， 维持个体细胞数量的相对平衡和机体 的正常功能。 ◆机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等， 都要依赖细胞增殖。
• 细胞周期的时间长短与物种/细胞类型有关。
G1期持续时间差异较大，M期最短,约0.5～ 4.5小时。
• 脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测
定法（PLM）：用3HTDR对测定细胞脉冲
标记、定时取材，通过统计标记有丝分裂
细胞百分数的办法来测定细胞周期。
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• 方法简述：
用3H—TdR标记细胞群体，洗脱3H—TdR后， 不同时间取样做细胞放射性自显影，找出正处于 有丝分裂的细胞，计算其中带标记的细胞占有丝 分裂细胞的百分数。依标记分裂指数曲线升降过 程，可推求出细胞周期各时相的时长。
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M期
◆ M期即细胞分裂期，真核细胞的细胞分
裂主要包括两种方式，即有丝分裂(mitosis) 和减数分裂(meiosis)。遗传物质和细胞内 其它物质分配给子细胞。
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细胞周期检验点（check point）
• 主要检验点： G1/S检验点：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是
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五 特异的细胞周期
--Embryonic cell cycles
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爪蟾早期胚胎细胞的细胞周期
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（二）人工同步化
1、选择同步化
1）有丝分裂选择法
– 优点：操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害。 – 缺点：获得的细胞数量较少（分裂细胞约占1%～2%） 。
2）细胞沉降分离法(密度梯度离心法)
– 优点：省时，效率高，成本低。 – 缺点：同步化程度较低，且对大多数种类细胞不适用。
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2
2001年诺贝尔生理学与医学奖:
◆利兰·哈特韦尔发现了控制细胞周期的 基因，其中一种被称为“START” 的基 因对控制各个细胞周期的最初阶段具有 决定性的作用。
◆保罗·纳西的贡献是发现了CDK。
◆蒂莫西·亨特的贡献是发现了调节CDK
的功能物质CYCLIN.
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3
12.1 cell cycles
– ②静止期细胞（又称为休眠细胞）：暂不分裂， 但适当刺激下可重新进入细胞周期，称G0期细 胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等。
– ③终末分化细胞：不再分裂，又称终端细胞， 如神经、肌肉、多形核细胞等。
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6
二 细胞周期中各时 相及其主要事件
◆G1期 (Gap1 phase) ◆S 期 (synthesis phase) ◆G2 期(Gap 2 phase) ◆ M期
2、诱导同步化
1）DNA合成阻断法 ─ G1/S-TdR双阻断法：最终将细胞 群阻断于G1/S交界处。优点:同步化效率高，几乎适合于 所有体外培养的细胞体系。缺点:诱导过程可造成细胞非 均衡生长.
2）分裂中期阻断法：通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂 器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。优点:操作简便， 效率高。缺点:这些药物的毒性相对较大.
变化规律：
最开始的有丝分裂指数为零，持续一段时间后 开始出现标记有丝分裂的细胞，然后有丝分裂指 数不断增加，经过一段时间达到峰值。峰值持续 一段时间，然后逐步下降到零，有丝分裂指数为 零持续一段时间，再次出现标记有丝分裂的细胞， 进入下一个细胞周期循环。
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Hale Waihona Puke 14测定方法① 待测细胞经3H-TDR标记后，所有S期细胞均被标记。
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• ⑤ 当PLM开始下降时，表明处于S期最初阶段的 细胞也已进入M期，所以从出现PLM到PLM又开 始下降的一段时间等于TS。
• ⑥ 从PLM出现到下一次PLM出现的时间间隔就等 于TC，根据TC=TG1+TS+TG2+TM即可求出的 TG1长度。
• 事实上由于一个细胞群体中TC和各时相不尽相同， 第一个峰常达不到100%，以后的峰会发生衰减， PLM不一定会下降到零，所以实际测量时，常以 （TS+1/2TM）-1/2TM的方式求出TS。
② S期细胞经G2期才进入M期，所以一段时间内PLM=0。 ③开始出现标记M期细胞时，表示处于S期最后阶段的细 胞，已渡过G2期，所以从PLM=0到出现PLM的时间间隔 为TG2。
④ S期细胞逐渐进入M期，PLM上升，到达到最高点的时 候说明来自处于S最后阶段的细胞，已完成M，进入G1期。 所以从开始出现PLM到PLM达到最高点（≈100%）的时 间间隔就是TM。
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测定原理
三、细胞同步化
细胞周期各阶段的时间编辑与pptPLM的关系
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四、 细胞（周期）同步化
• （一）自然同步化 • 1、多核体：如：粘菌、疟原虫。 • 2、水生动物的受精卵：如海胆、两栖类。 • 3、增殖抑制解除后的同步分裂：如真菌的
休眠孢子移入适宜环境后，同步分裂。
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7
G1期
◆开始合成细胞生长所需要的多种
蛋白质、碳水化合物、脂等，同时 染色质开始去凝集。
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8
S期
◆ DNA复制与组蛋白合成 同步，组成核小体串珠结 构
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G2期
◆ DNA 复 制 完 成 ， 在 G2 期合成少量的蛋白质和 RNA分子；细胞周期某些 调控分子活化（CDK1）
一、细胞周期 细胞周期:是指连续分裂的细胞从一次有丝分
裂结束后开始生长到下次有丝分裂终止所经 历的全过程。在这一过程中,细胞的遗传物质 进行复制并均等地分配给两个子细胞。
图
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4
Phases of the cell cycle
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5
可将高等动物的细胞分为三类：
– ①周期中细胞：连续分裂细胞，如表皮生发层、 部分骨髓细胞。
否足够大？在芽殖酵母中称start点，在其它真核细胞中称限制点点 (restriction point，R点)。
– S/G2期检验点：DNA复制是否完成？ – G2/M检验点：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？
– 中-后期检验点（纺锤体组装检验点）：检验纺锤体组装是否
完整
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三 细胞周期时间的测定