细胞周期与细胞分裂资料
细胞生物学中的细胞周期和细胞分裂
细胞生物学中的细胞周期和细胞分裂细胞生物学是研究细胞的结构、功能和生命过程的科学。
细胞周期和细胞分裂是细胞生物学中非常重要的概念，它们直接关系到细胞的增殖和遗传信息的传递。
本文将从细胞周期和细胞分裂的定义、细胞周期的阶段以及细胞分裂的过程进行详细阐述。
一、细胞周期和细胞分裂的定义细胞周期是指从一次细胞分裂开始，到下一次细胞分裂开始的整个过程。
细胞周期可以分为四个连续的阶段：G1期（细胞生长期）、S 期（DNA合成期）、G2期（前期）和M期（有丝分裂期）。
其中，G1、S、G2三个阶段合称为间期。
细胞分裂是指细胞通过复制染色体并均等分配到两个新的细胞中，从而使一个细胞分裂成为两个细胞的过程。
细胞分裂主要分为两种类型：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂是大多数真核细胞的分裂方式，而无丝分裂主要发生在原核生物和有些真核生物的有特殊要求的细胞中。
二、细胞周期的阶段1. G1期（细胞生长期）G1期是细胞周期中最长的一个阶段，它通常占据整个周期的一半甚至更长的时间。
在G1期，细胞会进行各种生化代谢活动，例如合成蛋白质和增加细胞器的数量。
在这个阶段，细胞还会接受外界信号，判断是否具备进行DNA复制和细胞分裂的条件。
2. S期（DNA合成期）在S期，细胞会进行DNA的复制，这是细胞周期中至关重要的一个阶段。
DNA的复制过程是通过酶的作用，在细胞核内顺次复制每一个染色体。
这样，每个染色体会变成由两条完全相同的复制体组成的染色体。
3. G2期（前期）G2期是DNA复制完成后距离细胞分裂的前期。
在这一阶段，细胞会进行所必需的准备工作，例如合成蛋白质和其他细胞器的增殖。
细胞会通过检查自身是否具备正常状态来保证细胞分裂的成功进行。
4. M期（有丝分裂期）M期是细胞周期中用于有丝分裂的阶段。
有丝分裂是细胞分裂的一种重要方式，它包括核分裂（核分裂前期、核分裂中期和核分裂后期）和细胞质分裂。
在核分裂前期，细胞核会逐渐发育成具有两个核仁的核。
细胞分裂与细胞周期
纺锤体微管
姐妹 着丝点（动粒）
主要成分蛋白质
外层 主缢痕（初级缢痕） 着丝粒
含高度重复DNA
中层
内层
着丝粒(centromere)：
动粒(kinetochore)：
主缢痕(primary constriction)：
着丝粒(centromere)：位于主缢痕内两
条姐妹染色单体相连处的中心部位，由 高度重复DNA序列的异染色质组成，将 染色单体分为两个臂。 动粒(kinetochore)：动粒(kinetochore, 着丝点): 由蛋白质组成的存在于着丝粒 两侧的特化圆盘状结构，为染色体的运 动中心，也是微管组织中心之一。 主缢痕(primary constriction)：在中 期染色体的两姐妹染色单体连接处的一 个染色较浅而缢缩的区域。
３.染色体向赤道面的运动
（三）中期（metaphase ）
主要特征： 染色体达到最大的 凝集，排列在赤道 板上，小的在内侧， 大的在外侧。
中期染色体
（四）后期（anaphase ）
主要特征：染色体的两姐妹染色单体 发生分离，子代染色体形成并向细胞 两极移动。 姐妹染色单体分离的原因主要与其 彼此间的连接骤然消失相关，而动 粒微管的张力对其的影响不大。
第一节
细胞分裂
一、无丝分裂（amitosis) 二、有丝分裂（mitosis) 三、减数分裂（meiosis)
一、无丝分裂(amitosis)
也称直接分裂，直接进行细胞核 与细胞质的分裂方式。分裂过程中既 无染色体、纺锤体的形成，也无核膜、 核仁的解体。
特点：
1.不形成纺锤丝和染色体； 2.遗传物质不一定平均分配到两个 子细胞； 3.常见于低等动物，高等动物中也 存在。
细胞分裂知识点总结
细胞分裂一、知识归纳意义：是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础无丝分裂分裂间期前期过程中期特征图像分裂期后期有丝分裂末期意义方式特点减数第一次分裂过程减数分裂特征图像减数第二次分裂精细胞和卵细胞的形成意义二、基础知识有丝分裂（一）细胞周期1、概念：是指连续分裂的细胞，从上一次分裂结束到下一次分裂结束。
包括分裂间期和分裂期两个阶段2、特点：分裂间期历程时期大于分裂期（二）分裂间期和分裂期亲细胞染色体数表示为2n，DNA数表示为2a时期染色体行为其他变化染色体数DNA数染色单体数间期蛋白质合成和DNA复制2n 2a→4a4n细胞分裂前期染色质→染色体，每条染色体含两条染色单体出现纺锤丝核膜解体、核仁消失2n 4a4n中期染色体的着丝点排列在赤道面上，染色体形态和数目最清晰形成纺锤体2n 4a4n后期着丝点分裂，染色单体成为染色体，染色体数暂时加倍纺锤丝收缩4n 4a0末期染色体→染色质纺锤丝消失，核仁、核膜形成，细胞分裂成2个子细胞2n 2a 01、在有丝分裂中始终看不到核仁和核膜的时期是：（B）A、间期和中期B、中期和后期C、前期、中期和后期D、中期、后期和末期2、在植物细胞有丝分裂的末期，细胞内活动最旺盛的细胞是（B）A、线粒体B、高尔基体C、中心体D、核糖体3、大多数动、植物细胞数目增加的方式是（B）A、无丝分裂B、有丝分裂C、减数分裂D、以上三种方式4、观察染色体的形态和数目的最佳时期是有丝分裂的（B）A、前期B、中期C、后期D、末期4、在人体细胞有丝分裂前期，可以看到的中心粒的数目是（C）A、1B、2C、4 D 、85、在细胞有丝分裂的分裂期开始时，如果它的染色体数为N，DNA含量为Q，则该细胞分裂后每个子细胞中的染色体数和DNA含量分别是（C）A、N和QB、N/2和Q/2C、N和Q/2D、N/2和Q（三）有丝分裂的意义将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。
生物体的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
细胞周期与细胞分裂
细胞周期与细胞分裂细胞是生命的基本单位，通过细胞周期和细胞分裂维持生物体的生长和发育。
细胞周期是指从细胞的形成到再次分裂的整个过程，包括细胞的生长、DNA复制和细胞分裂等阶段。
细胞分裂是细胞周期中最重要的事件之一，通过细胞分裂可以产生相同或者不同的子细胞，从而实现生物体的增长和再生。
在细胞周期和细胞分裂中，细胞遵循着严格的调控机制，确保细胞的正常生长和分裂。
一、细胞周期的阶段细胞周期一般分为四个阶段：G1期、S期、G2期和M期。
在G1期，细胞开始生长，合成蛋白质和RNA，并为DNA复制做准备。
S期是细胞周期的关键阶段，细胞在这个阶段进行DNA复制，在复制完成后，细胞就有了两份完全相同的DNA。
G2期是DNA复制后，细胞再次进行一些生长和准备工作，为细胞分裂做好准备。
M期是细胞分裂的阶段，包括核分裂和细胞质分裂两个过程。
核分裂又分为有丝分裂和减数分裂两种类型。
二、细胞分裂的类型细胞分裂根据有无核分裂可以分为有丝分裂和减数分裂。
有丝分裂是指细胞在分裂时，以线粒体为中心将染色体均匀分配到子细胞中。
它包括分裂前期、分裂中期和分裂后期三个阶段。
在分裂前期，染色体开始凝缩，形成可见的染色体。
在分裂中期，核膜消失，纺锤体形成，染色体在纺锤体的引导下进行有序的运动。
在分裂后期，染色体到达两极，核膜重新形成，最终形成两个互相独立的子细胞。
减数分裂是指性细胞进行的一种特殊的细胞分裂，通过减数分裂可以产生具有遗传多样性的子细胞，用于有性繁殖。
三、细胞周期和细胞分裂的调控细胞周期和细胞分裂的调控由多个信号通路和分子机制共同参与。
其中，细胞周期蛋白激酶（Cyclin-dependent kinases, CDKs）是细胞周期调控的中心。
CDKs与特定的调节亚基结合，形成活性复合物，促进细胞周期的推进。
另外，细胞周期蛋白也参与了细胞周期的调控，它们在不同阶段表达，与CDKs相互作用，调控细胞的生长和分裂。
此外，DNA损伤检测和DNA修复系统也起着重要的作用，当细胞受到DNA损伤时，这些机制能够停止细胞周期的推进，以避免错误的复制和分裂。
生物的细胞周期与细胞分裂
生物的细胞周期与细胞分裂细胞是构成生物体的基本单位，它们通过细胞周期与细胞分裂不断生长和繁殖。
细胞周期是细胞从一次分裂开始到下一次分裂结束的整个过程，包括间期、有丝分裂和有丝分裂前期等不同阶段。
细胞分裂是细胞周期中的关键过程，通过有丝分裂和无丝分裂两种方式进行。
本文将详细介绍细胞周期与细胞分裂的各个阶段及其重要性。
一、细胞周期细胞周期是指一个细胞从分裂到下一次分裂的整个过程，可分为两个主要阶段：间期和分裂期。
1. 间期间期是细胞周期中细胞不进行分裂的阶段，也是最长的阶段。
间期可以细分为三个子阶段：G1期、S期和G2期。
- G1期（Growth 1期）G1期是细胞从上一次分裂结束到DNA复制前的阶段。
在此阶段，细胞进行生长和新陈代谢，合成蛋白质和RNA，为下一阶段的DNA 复制做准备。
- S期（Synthesis期）S期是指细胞周期中DNA复制的阶段，其中"S"代表DNA合成。
在此阶段，细胞的染色体复制，并且每个染色体的两条染色单体在复制过程中形成姐妹染色单体。
- G2期（Growth 2期）G2期是细胞从DNA复制结束到进入分裂期前的阶段，细胞在此阶段进行进一步的增长和准备。
细胞进行蛋白质合成和细胞器复制，为有丝分裂做准备。
2. 分裂期分裂期是细胞周期中细胞进行分裂的阶段，主要包括有丝分裂和无丝分裂两种方式。
- 有丝分裂有丝分裂是细胞周期中最常见的分裂方式，可分为四个连续的阶段：有丝分裂前期、有丝分裂中期、有丝分裂后期和有丝分裂末期。
- 有丝分裂前期（Prophase）有丝分裂前期是有丝分裂的第一阶段，染色体逐渐凝缩并变得可见，核膜和核仁逐渐消失。
细胞器如高尔基体和线粒体开始分离。
- 有丝分裂中期（Metaphase）有丝分裂中期是有丝分裂的第二阶段，染色体在细胞中排列成单一线。
此时，纺锤体的纺锤纤维连接到染色体的姐妹染色单体上。
- 有丝分裂后期（Anaphase）有丝分裂后期是有丝分裂的第三阶段，纺锤纤维开始缩短并将染色体的姐妹染色单体分离，将其拉向细胞的两个极点。
细胞周期与细胞分裂
细胞周期与细胞分裂细胞是生命的基本单位，无论是单细胞生物还是多细胞生物，其生命周期都与细胞周期密切相关。
细胞周期是指从细胞分裂开始到再次分裂结束的一系列连续发展过程，它分为四个阶段：G1期（第一生长期）、S期（DNA复制期）、G2期（第二生长期）和M期（有丝分裂期）。
在G1期，细胞进行生长和代谢活动，准备进行DNA复制。
G1期是细胞周期中最长的一个阶段，其时间长短因细胞类型不同而不同。
在生长因子的刺激下，细胞会进一步进入S期。
S期是细胞周期的重要阶段，也是DNA复制的阶段。
在这个阶段，细胞将其染色体的DNA复制为两倍，并保留在细胞核中。
这一过程确保每个新细胞都包含与母细胞完全相同的遗传信息。
G2期是G1期和M期之间的一个重要过渡阶段，它标志着DNA复制的完成，细胞开始准备进行有丝分裂。
在这个阶段，细胞核中的染色体变得更加紧密，并准备分离为两个子细胞。
M期是细胞周期中最为重要的阶段，也是细胞分裂的阶段。
M期可以分为核分裂和细胞质分裂两个步骤。
核分裂又分为促进期、分裂期和结束期。
在核分裂的过程中，细胞核中的染色体分别缩短并形成以两个相同的染色体为一对的染色体。
同时，纺锤体在细胞的两端形成，它们的纤维束将染色体吸引过来分离。
细胞质分裂发生在核分裂之后，它是细胞周期中的最后一个阶段。
在细胞质分裂的过程中，细胞中的胞质分离为两个子细胞。
子细胞分离后，细胞周期又重新开始，进入新的G1期。
细胞周期的调控对于维持细胞正常的生长和遗传稳定性至关重要。
细胞周期调控通过一系列复杂的信号传导通路和调节蛋白分子来实现。
其中，细胞周期素和Cyclin便是两个关键调节蛋白。
细胞周期素与Cyclin通过结合形成活化复合体，从而促进细胞向下一个阶段的转变。
除了细胞周期的正常进行，细胞分裂也是维持生物体生长和发育的重要过程。
细胞分裂分为两种类型：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂是较为常见和典型的细胞分裂方式，包括前面提到的M期的步骤。
细胞分裂和细胞周期
细胞分裂和细胞周期在生物学中，细胞分裂和细胞周期是两个相互关联且不可分离的概念，对于生物学研究非常重要。
细胞分裂是指细胞在适当的条件下，使得细胞体积翻倍后分裂成两个同等大小的细胞的过程。
而细胞周期则描述了细胞从一次分裂开始到下一次分裂，所需经历的一系列不同阶段的过程。
细胞分裂是细胞生物学中最基本的过程之一，分为有丝分裂和减数分裂两种类型。
有丝分裂是指一种非常规模的细胞分裂方式，适用于常见的多细胞生物，如哺乳动物。
其过程可分为前期、中期和后期三个阶段。
前期和后期是两个准备阶段，中期是细胞体积分裂和染色体分裂的主要过程。
在这个过程中，细胞再生的复制和配对，其重要性不言而喻，保证了基因传递的稳定性和减少了随机变异的风险。
减数分裂，则适用于生殖细胞的分裂，简单来说就是把一对染色体通过 Meiosis I 进行分离，从而形成两个互不相同的单倍体细胞。
随后，这两个单倍体的细胞经过 Meiosis II，将染色体进一步分离成四个单倍体的生殖细胞。
减数分裂在性生殖细胞的不断更新和繁殖中，起着非常重要的作用。
除了细胞分裂外，细胞周期也是细胞生物学中的关键概念。
主要有四个阶段：G1期、S期、G2期和M期。
G1期是指一些营养因子进入细胞并激活复制的过程，S期是指细胞进行 DNA 复制，而 G2期是指细胞在准备分裂前继续增加体积和生长。
M期是指分裂阶段，包括有丝分裂和减数分裂这两种重要的分裂过程。
通过对细胞周期的研究，可以对细胞的生长和繁殖进行更深层次的了解，也可以更好的理解癌细胞的生长及其治疗方式。
另外，还存在一些因素会影响细胞周期和细胞分裂的进行。
比如，细胞健康状况的影响、外界环境因素（如温度、光照、辐射等）的影响、药物的作用等等。
对于癌细胞更是如此。
癌细胞的生长和分裂与正常细胞不同，往往会不断分裂而不死亡，这些过程被称为 "无限增殖”。
通过研究癌细胞的生长和分裂，科学家们可以更好地了解癌症的成因，从而提高癌症治疗的准确性和有效性。
细胞周期与细胞分裂(共51张PPT)
爪蟾早期胚胎细胞的细胞周期
·细胞分裂快, G1、G2期非常短,S期也短(所有复制子 都激活), 以至认为其仅含有S期和M期；
·无需临时合成其它物质；
·子细胞在G1、G2期并不生长，越分裂体积越小；
细胞周期调控因子和调节机制与一般体细胞标 准的细胞周期基本一致；
酵母细胞的细胞周期
◆分裂开始时，大量肌动蛋白和肌球蛋白在中体处组装成微丝并相互
组成微丝束，环绕细胞，称为收缩环（contractile ring)。收缩 环收缩致使细胞膜融合，形成两个子细胞。
·后期A: 动粒微管去装配变短，染色体向两极运动; ·后期B: 极性微管长度增加，两极之间的距离逐渐拉长，
介导染色体极向运动;
末期(telophase)
◆染色单体到达两极，即进入了末期（telophase）,
到达两极的染色单体开始去浓缩
◆核膜开始重新组装 ◆ Golgi体和ER重新形成并生长
◆核仁也开始重新组装，RNA合成功能逐渐恢复,
害，缺点是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：不同时期的细胞体积不同，而细胞在给定离心场中沉
降的速度与其半径的平方成正比，因此可用离心的方法分离。其优点是可用于 任何悬浮培养的细胞, 省时，效率高，成本低，缺点是同步化程度较低。
2．诱导同步化
1）DNA合成阻断法：选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制DNA合成，而不影响其他 时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处。5-氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、 阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度ADR、GDR和TDR，均可抑制DNA合成使细胞同步化。 其中高浓度TDR对S期细胞的毒性较小，因此常用TDR双阻断法诱导细胞同步化：
◆增加变异机会，确保生物的多样性，增强 生物适应环境变化的能力。
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• 从开始出现有丝分裂标记细胞到PLM达到最大时这段时间 即为TM。
• 从开始出现有丝分裂标记细胞到PLM由最高值开始下降的 这段时间即为TS。
• 两次开始出现有丝分裂细胞的时间间隔即为TC。 • TG1=TC－TG2－TS－TM。
■细胞周期的时相,分为4个期：
G1期(gap1)，指从有丝分裂完成到期DNA复 制之前的间隙时间。
S期(synthesis phase)，指DNA复制的时期。
G2期(gap2)，指DNA复制完成到有丝分裂开 始之前的一段时间。
M期又称D期(mitosis or division)，细胞分裂
开n synchrony)
• 用物理方法将处于细胞周期中同一阶段的 细胞从非同步的群体中分离出来。 选择同 步化可克服同步化过程中对细胞的毒性影 响。常用的方法有：
• ● 有丝分裂选择法是根据细胞在细胞周期 的不同阶段的生理变化设计的一种方法。 此法的优点是不受药物的影响, 同步化程度 高, 不足之处是分离的细胞少, 手续繁琐。
●流式细胞分选仪测定法
原理：G1和G2/M期含有固定的DNA量，分 别为1C和2C。S期细胞位 于两者之间。
应用流式细胞分选仪测定细胞周期， 可以通过监测细胞DNA含量在不同时期的 变化从而确定细胞周期时间的长短。
评价：最先进，最方便
但流式细胞分选仪价格昂贵，严重制 约该方法的应用。
• 流式细胞术是对单个 微粒（如细胞、微生 物和人工合成微球等） 进行快速定量分析与 分选的一门技术。在 分析或分选过程中， 包在鞘液中的细胞通 过高频振荡控制的喷 嘴，形成包含单个细 胞的液滴，在激光束 的照射下，这些细胞 发出散射光和荧光， 经探测器检测，转换 为电信号（分别代表 荧光、散射光、光吸 收或细胞光阻抗）， 送入计算机处理，输 出统计结果，并可根 据这些性质分选出高 纯度的细胞亚群，分 离纯度可达99%。包 被细胞的液流称为鞘 液，所用仪器称为流 式细胞计。
12.1.3 细胞周期各时相的合成活动
• 在细胞周期的不同阶段中, 生化 合成反应是不同的。
•
• ■ G1期 (Gap1 phase)
• G1 期是从有丝分裂完成到DNA 复制前的一段时期, 又叫合成前 期。此期主要合成rRNA、蛋白 质、脂类和碳水化合物。在G1 期的后期, DNA合成酶的活性大 大增加。
• ● 胸腺嘧啶阻断技术(thymidine block technique) 高浓度的胸腺 嘧啶能够阻断DNA合成所需的核苷酸的合成, 因此将细胞群体培 养在具有高浓度的胸腺嘧啶的培养液，可获得同步化的细胞。
• ● 中期阻断法 某些药物，如秋水仙素可抑制微管的聚合, 因而抑 制有丝分裂器的形成, 将细胞阻断在有丝分裂的中期。
12.1 细胞周期(cell cycles)
• 由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所 经历的过程，叫细胞周期(图12-1)。在这一 过程中, 细胞的遗传物质复制并均等地分配 给两个子细胞。
• 12.1.1 细胞周期时相及类型
• 细胞周期是一个相当复杂的过程, 不同类型 的细胞周期持续的时间不完全相同, 而且,细 胞的分裂状态也各有异。
图12-1 细胞周期及染色体行为
• 不同生物的细胞周期时间不同, 同一系统中 不同细胞,其细胞周期的时间也有很大的差 异。表12-1是几种细胞的细胞周期的比较。
• ■ 细胞周期和细胞类群
• 在正常的情况下, 一个完整的细胞周期应包 括四个时期, 细胞沿着G1→S→G2→M期的 路线运转,但在多细胞机体中, 细胞的分裂行 为有所差异。根据细胞的分裂行为, 可将真 核生物细胞分为三类:
• 根据细胞分裂行为，可将细胞分为几种类型？ 各有什么特点？
表12-1 某些真核生物 的细胞周期时间
细胞类型
早期的蛙胚 细胞
细胞周期时 间
30分钟
酵母细胞 1.5～3小时
肠表皮细胞 ～12小时
培养的哺乳 动物成纤维
细胞
～20小时
人的肝细胞
～1年
12.1.2 细胞周期的研究方法
• 为了研究细胞周期的不同阶段的生化特性必须获得细胞周期一致 性的细胞, 这就是细胞的同步化(synchronization)。
• ● 持续分裂细胞,又称周期性细胞, 即在细胞 周期中连续运转的细胞。此类细胞的分裂周 期非常正常, 有丝分裂的活性很高。
• ● 终端分化细胞, 即永久性失去了分裂能力 的细胞，这些细胞都是高度特化的细胞, 如 哺乳动物的红细胞、肌细胞等。
• ● G0细胞,又称休眠细胞，暂时脱离细胞周 期,但在某些条件的诱导下重新进入细胞周 期。如肝细胞, 外科手术切除部分肝组成后 可以诱导进入细胞分裂。
第十二章：细胞周期与细胞分裂
• 细胞增殖是生命的基本特征，种族繁衍、 个体发育、机体修复等都离不开细胞增殖。
– 初生婴儿有1012个细胞，成人1014个，约200 种类型。
– 成人体内每秒钟有数百万新细胞产生，以补偿 衰老和死亡的细胞。
– 一个大肠杆菌若按20分钟分裂一次，并保持这 一速度，则两天即可超过地球的重量。
• 细胞同步化分为自然同步化和人工同步化。 • 自然同步化是自然界存在的现象, 人工同步化是利用细胞培养的
方法, 用各种理化因素处理获得的同步化生长的细胞。常用的细 胞人工同步化的方法分为选择同步化、诱导同步化或两者的结合。
• ■ 诱导同步法(induction synchrony)
• 控制培养条件, 将非同步培养中的所有或大部分细胞暂时性地阻 止在细胞周期的某个阶段, 最终使所有细胞达到同步化生长。常 用的手段有改变温度、添加代谢抑制剂等将细胞阻止在细胞周期 的某一阶段。
• ● 细胞沉降分离法 此法主要用于悬浮培养 的细胞，也可用于贴壁生长的细胞, 但获得 的细胞的同步化程度有限, 因同一时相的细 胞大小并非都是一致的。
细胞周期时间的测定
• ●标记有丝分裂百分率法（percentage labeled mitoses， PLM）：对测定细胞进行脉冲标记、定时取材、利用放射 自显影技术显示标记细胞，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。