细胞周期
生物学中的细胞周期与细胞分化
生物学中的细胞周期与细胞分化细胞是生命的基本单位，它们通过细胞周期和细胞分化这两个过程，完成着生物体的生长、发育和修复。
细胞周期是指细胞从一个周期的开始，经过一系列有序的事件，最终分裂成两个新的细胞。
而细胞分化则是指细胞在分裂后，通过特定的信号和调控机制，逐渐发展成不同类型的细胞，从而形成组织和器官。
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，为后续的DNA复制做准备。
S期是DNA合成期，细胞复制其遗传物质DNA，使得每个细胞拥有两份完全一样的DNA。
G2期是细胞再次进行生长和准备分裂的阶段。
最后，细胞进入M期，即有丝分裂期，细胞核和细胞质分裂，形成两个完全一样的子细胞。
细胞周期的每个阶段都受到严格的调控和监控。
细胞周期调控系统包括多个蛋白质复合体和激酶，它们通过相互作用和磷酸化等方式，确保细胞在每个阶段的顺利进行。
其中，细胞周期蛋白依赖激酶（CDK）和调控亚基（Cyclin）是细胞周期调控的关键因子。
CDK与Cyclin结合后，激活并催化细胞周期的转变。
此外，还有一些调控蛋白负责监测细胞的DNA损伤和错误，并阻止细胞继续进行细胞周期。
细胞分化是细胞周期之后的一个重要过程。
在细胞分化过程中，细胞逐渐失去其全能性，特定基因的表达也发生了变化。
细胞分化的过程是由一系列信号通路和转录因子的调控完成的。
在这个过程中，细胞受到外界环境和内部信号的刺激，逐渐选择并激活特定的基因，从而使细胞朝着特定的细胞类型发展。
这种细胞分化的过程是高度有序和精确的，它确保了不同类型的细胞能够在组织和器官中协调工作。
细胞分化的结果是形成不同类型的细胞，这些细胞具有特定的形态和功能。
比如，神经细胞具有传递神经信号的能力，肌肉细胞具有收缩和运动的能力。
细胞分化的过程中，细胞的形态和功能的变化是由基因表达的调控决定的。
转录因子是细胞分化过程中的关键调控因子，它们能够识别和结合特定的DNA序列，从而激活或抑制特定基因的表达。
-细胞周期
中心粒和星体，其纺锤体称无星纺锤体。
有丝分裂器的组成：
中心体、纺锤体、 星体、染色体
Two centrosomes, and their forming radial arrays of astral microtubules separating on the surface of an early prophase newt lung cell nucleus.
检控点2：检验细胞的大小、DNA的复制是否正
确
（四）M 期
确保亲本细胞核染色体能够精确、均等地分 配给两个子细胞，使分裂后的子细胞保持遗传 上的一致性。
M期占用的时间最短，但细胞的形态变化最 大。
检控点3：分裂检控点（纺锤体组装检控点） 纺锤体组装是否完成，纺锤丝是否与 染色体着丝粒相连。
•1、前期
• 核分裂与胞质分裂（cytokinesis）是相继发生的，属 于两个分离的过程，如：
– 大多数昆虫的卵，核可进行多次分裂而无胞质分裂，某些藻类 的多核细胞可长达数尺，以后胞质才分裂形成单核细胞。
• 动物细胞的胞质分裂通过胞质收缩环的收缩实现，收缩环 由大量平行排列的肌动蛋白组成。
• 用细胞松弛素处理这一时期的细胞，会出现什么现象？
– ①连续分裂细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞。 – ②休眠细胞暂不分裂，但在适当的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不分裂细胞，指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称
终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等
第二节 细胞分裂
细胞的细胞周期
细胞的细胞周期细胞是构成生物体的基本单位，它们通过一个称为细胞周期的过程不断地生长、分裂和再生。
细胞周期可以分为四个连续的阶段：G1期（第一阶段）、S期（DNA复制阶段）、G2期（第二阶段）和M期（有丝分裂阶段）。
在细胞周期中，细胞经历了各种重要的生物学过程，以保证正常生长和生殖。
本文将详细介绍细胞周期的各个阶段及其作用。
一、G1期G1期是细胞周期的第一阶段，又称为生长期。
在G1期，细胞会增长并合成蛋白质，以准备复制其DNA。
此外，细胞还会进行新的器官和细胞结构的生长。
G1期的时间长度是可变的，取决于不同的细胞类型和外界环境的条件。
二、S期S期是细胞周期的第二个阶段，也称为DNA复制阶段。
在S期中，细胞的DNA会被复制，使每个染色体都有两条完全相同的DNA分子。
这是细胞分裂所需的重要步骤，确保每个新细胞都含有完整的基因组。
三、G2期G2期是细胞周期的第三个阶段，又称为前分裂期。
在G2期，细胞会进行进一步的生长和准备，以准备进行细胞分裂。
细胞会合成必要的蛋白质和细胞器，并对新形成的DNA进行检查和修复，确保其正确性和完整性。
四、M期M期是细胞周期的最后一个阶段，也是最重要的阶段，称为有丝分裂阶段。
在M期，细胞会通过有丝分裂过程分裂成两个新细胞，使一个细胞产生两个完全相同的细胞（子细胞）。
M期可以进一步分为四个子阶段：前期、中期、后期和末期，每个阶段都有特定的事件和现象发生，包括染色体准备、对齐、分离和细胞膜形成。
细胞周期的重要性细胞周期对维持有序的细胞生长和繁殖起着至关重要的作用。
它确保了细胞能够按照正确的顺序和时间点进行生长和分裂。
如果细胞周期中的某个阶段出现问题，可能会导致细胞异常增殖或过早死亡。
细胞周期的调控细胞周期受到许多分子和信号通路的调控，以确保细胞可以顺利地完成每个阶段。
其中，细胞周期调控蛋白（Cyclin）和相关激酶（Cyclin-dependent kinase, CDK）是最为关键的调节因子。
细胞周期名词解释
细胞周期名词解释细胞周期是指细胞在生命周期中经历的一系列相互关联的事件和阶段，分为有丝分裂期和间期两个阶段。
细胞周期是细胞生物学中的基本概念之一，它对维持生物体正常发育和生命活动的进行起着重要作用。
细胞周期的第一个阶段是间期，又分为G1期、S期和G2期。
在G1期，细胞开始生长和准备进入DNA复制阶段。
在S期，细胞的染色体复制，DNA合成，确保每个子细胞获得相同的基因组。
在G2期，细胞继续生长并准备进入有丝分裂。
接下来是有丝分裂期，包括前期、中期、后期和末期。
在前期，染色体逐渐凝缩成两条柱状结构，细胞核解体，纺锤体形成。
在中期，染色体线性排列在纺锤体的中央，又称为等位分离。
在后期，染色体逐渐分离到两端，形成两组染色体。
在末期，染色体膨胀回到原来的形态，细胞结构重新成型，最终形成两个子细胞。
细胞周期的调控是非常重要的，它受到细胞外和细胞内多种因素的控制。
细胞外因素如生长因子和细胞外基质的影响，可以促使细胞进入细胞周期。
细胞内因素如细胞周期蛋白复合物和细胞周期检查点的控制，可以确保细胞周期各个阶段的顺序进行，及时修复和纠正错误。
细胞周期的失控会导致细胞分裂异常，引起多种疾病，尤其是癌症。
癌细胞通常会绕过细胞周期控制机制，大量增殖和扩散。
因此，对细胞周期的深入研究有助于了解和治疗癌症等相关疾病。
细胞周期对于生物体的发育和组织形态的维持起着重要作用。
在多细胞有机体中，细胞周期指导着胚胎发育、器官生长和组织再生。
细胞周期的调控不仅能保证细胞正常分裂并生成正常细胞，还可以在适当的时机终止细胞周期，使细胞进入休眠状态或促进分化，从而保持组织和器官的完整和平衡。
总之，细胞周期是细胞生命活动中的一个重要过程，它对生物体的正常发育和生命活动起着关键作用。
对细胞周期的深入理解有助于我们治疗疾病、维持健康和推动生物科学的前进。
《细胞周期》——细胞生物学知识点总结
《细胞周期》★细胞的最终命运：细胞分裂及生长（相关物质准备）→细胞增殖（受到严密的调控机制所监控）→细胞死亡★标准的细胞周期：（从G1期开始，历经S、G2，到M期结束）一．细胞周期的基本概念：1.细胞周期：细胞周期是细胞增殖周期的简称，指细胞从分裂结束后开始生长，到再次分裂终了所经历的全过程。
2.细胞周期时间(Tc)：细胞周期时间因细胞类型、状态和环境而异，变异范围大，从0h~数年都可能。
3.细胞的增殖特性（机体细胞的状态）：1）增殖细胞（周期性细胞）：能够增殖，不断进入周期完成分裂。
2）暂不增殖细胞（休眠细胞，G0细胞）：长期停留在G1晚期（G0期）而不越过限制点，未丧失分裂能力，在适当条件下可恢复到增殖状态。
3）永不增殖细胞（终末分化细胞）：始终停留在G1期，失去增殖能力直到衰老死亡。
二．细胞周期的研究方法：★细胞周期模型细胞周期研究中经常使用一些典型的物种和细胞系统，最常用的模型包括酵母、爪蟾胚胎细胞和哺乳动物体外培养细胞。
★细胞周期同步化——由于实验常常需要设法获得时相均一的细胞群，使样品中的细胞都处于大致相同的细胞周期阶段，所以常需要使细胞周期同步化。
同步化的策略：①诱导同步化；②选择同步化同步化常用方法：①细胞分裂收获法②代谢抑制法（加入过量胸苷后清洗）③低温培养法★3H-TdR（氚标记胸苷）有丝分裂标记法（测定细胞周期的时间）——应用3H-TdR短期饲养细胞，数分钟至半小时后，将3H-TdR洗脱，置换新鲜培养液并继续培养。
随后，每隔半小时或1小时定期取样，作放射自显影观察分析，从而确定细胞周期各个时相的长短。
①通过在光镜下定期计算细胞的数目，并记录全部细胞数目增加一倍所需时间，从而估算出细胞周期的总时间②S、M期的时间可以通过添加氚标记胸苷到培养液中进行测定。
★流式细胞技术三．细胞周期检验点(check point)：——检查点是指检查和抑制细胞周期进程的一些特定信号通路，可以检查细胞周期事件的完成情况，控制细胞周期的进度，确保基因组复制和染色体分离的时空独立性，并使细胞能够适应环境变化和机体发育的各种需要。
细胞周期检查点
VS
蛋白激酶B (PKB)
又称为Akt，是一种丝氨酸/苏氨酸激酶， 在细胞周期进程中起到重要的调控作用。 Akt可以磷酸化并激活多种蛋白质，包括一 些与细胞周期检查点相关的蛋白质。例如， 它可以磷酸化并激活GSK-3β，从而影响细 胞周期的进程。
蛋白磷酸酶的调控
要点一
蛋白磷酸酶1 (PP1)
是一种丝氨酸/苏氨酸磷酸酶，可以逆转蛋白激酶的磷酸化 作用。在细胞周期检查点中，PP1可以脱磷酸化某些被蛋 白激酶磷酸化的蛋白质，从而恢复这些蛋白质的功能。例 如，PP1可以脱磷酸化某些转录因子，从而抑制与细胞周 期相关的基因的表达。
详细描述
在S期，DNA开始复制。S期检查点会监控复制过程，确保DNA聚合酶正确且高效地复制DNA。如果 检测到DNA损伤或复制错误，S期检查点将中止复制过程，并激活修复机制，以纠正错误或等待更健 康的DNA链完成复制。
G2/M期检查点
总结词
G2/M期检查点是细胞周期中的最后一个检查点，主要负责确保细胞在进入有丝分裂之 前处于最佳状态。
详细描述
在G1期，细胞会进行必要的生长和准备工作，以确保其能够顺利进入S期进行DNA复制。检查点会检查细胞是否 受到足够的生长因子信号，以及DNA是否健康无损伤。如果条件不满足，G1期检查点将阻止细胞进入S期，以防 止DNA复制错误。
S期检查点
总结词
S期检查点主要负责监控DNA复制过程，确保复制顺利进行且无错误。
细胞周期的阶段
G1期
DNA复制之前的阶段，主要进行RNA和蛋白质的合成，以及细胞体积的增长。
S期
DNA复制阶段，合成新的DNA。
G2期
DNA复制完成后的阶段，主要进行RNA和蛋白质的合成，为分裂期做准备。
《细胞周期》——细胞生物学知识点总结
《细胞周期》★细胞的最终命运：细胞分裂及生长〔相关物质预备〕→细胞增殖〔受到严密的调控机制所监控〕→细胞死亡★标准的细胞周期：〔从G1 期开头，历经S、G2，到M 期完毕〕一．细胞周期的根本概念：1.细胞周期：细胞周期是细胞增殖周期的简称，指细胞从分裂完毕后开头生长，到再次分裂终了所经受的全过程。
2.细胞周期时间(Tc)：细胞周期时间因细胞类型、状态和环境而异，变异范围大，从0h~数年都可能。
3.细胞的增殖特性〔机体细胞的状态〕：1）增殖细胞〔周期性细胞〕：能够增殖，不断进入周期完成分裂。
2）暂不增殖细胞〔休眠细胞，G0细胞〕：长期停留在G1 晚期〔G0 期〕而不越过限制点，未丧失分裂力量，在适当条件下可恢复到增殖状态。
3）永不增殖细胞〔终末分化细胞〕：始终停留在G1 期，失去增殖力量直到年轻死亡。
二．细胞周期的争辩方法：★细胞周期模型细胞周期争辩中经常使用一些典型的物种和细胞系统，最常用的模型包括酵母、爪蟾胚胎细胞和哺乳动物体外培育细胞。
★细胞周期同步化——由于试验经常需要设法获得时相均一的细胞群，使样品中的细胞都处于大致一样的细胞周期阶段，所以常需要使细胞周期同步化。
同步化的策略：①诱导同步化；②选择同步化同步化常用方法：①细胞分裂收获法②代谢抑制法〔参加过量胸苷后清洗〕③低温培育法★3H-TdR〔氚标记胸苷〕有丝分裂标记法〔测定细胞周期的时间〕——应用3H-TdR 短期饲养细胞，数分钟至半小时后，将3H-TdR 洗脱，置换颖培育液并连续培育。
随后，每隔半小时或1 小时定期取样，作放射自显影观看分析，从而确定细胞周期各个时相的长短。
①通过在光镜下定期计算细胞的数目，并记录全部细胞数目增加一倍所需时间，从而估算出细胞周期的总时间②S、M 期的时间可以通过添加氚标记胸苷到培育液中进展测定。
★流式细胞技术三．细胞周期检验点(check point)：——检查点是指检查和抑制细胞周期进程的一些特定信号通路，可以检查细胞周期大事的完成状况，把握细胞周期的进度，确保基因组复制和染色体分别的时空独立性，并使细胞能够适应环境变化和机体发育的各种需要。
细胞周期的概念
细胞周期的概念细胞周期（cell cycle）是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程，分为间期与分裂期两个阶段。
生命是从一代向下一代传递的连续过程，因此是一个不断更新、不断从头开始的过程。
细胞的生命开始于产生它的母细胞的分裂，结束于它的子细胞的形成，或是细胞的自身死亡。
通常将子细胞形成作为一次细胞分裂结束的标志，细胞周期是指从一次细胞分裂形成子细胞开始到下一次细胞分裂形成子细胞为止所经历的过程。
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。
过程间期间期又分为三期、即DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）与DNA合成后期（G2期）。
1.G1期（first gap）从有丝分裂到DNA复制前的一段时期，又称合成前期，此期主要合成RNA和核糖体。
该期特点是物质代谢活跃，迅速合成RNA和蛋白质，细胞体积显著增大。
这一期的主要意义在于为下阶段S期的DNA复制作好物质和能量的准备。
2.S期（synthesis）即DNA合成期，在此期，除了合成DNA外，同时还要合成组蛋白。
DNA复制所需要的酶都在这一时期合成。
3.G2期（second gap）期为DNA合成后期，是有丝分裂的准备期。
在这一时期，DNA合成终止，大量合成RNA及蛋白质，包括微管蛋白和促成熟因子等。
分裂期M期：细胞分裂期。
细胞的有丝分裂（mitosis）需经前、中、后，末期，是一个连续变化过程，由一个母细胞分裂成为两个子细胞。
一般需1～2小时。
1. 前期（prophase）染色质丝高度螺旋化，逐渐形成染色体（chromosome）。
染色体短而粗，强嗜碱性。
两个中心体向相反方向移动，在细胞中形成两极；而后以中心粒随体为起始点开始合成微管，形成纺锤体。
随着核仁相随染色质的螺旋化，核仁逐渐消失。
核被膜开始瓦解为离散的囊泡状内质网。
2. 中期（metaphase）细胞变为球形，核仁与核被膜已完全消失。
染色体均移到细胞的赤道平面，从纺锤体两极发出的微管附着于每一个染色体的着丝点上。
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o a
b
c
d e f
图1
o a
b
c
d e f
图2
o
a b
c
d e f
图3
o a
b c
d e f
图4
细胞周期
1．下表数据为实验测得体外培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间（单位：小时） 周期 G 1 S G 2 M 合计 时长（h ）
10
7
3.5
1.5
22
根据上表及相关信息，以下说法错误的是 A ．在周期中，细胞核的消失与出现都发生在M 期 B ．在周期中，G 1期主要完成有丝分裂所需蛋白质的合成
C ．若在上述细胞的培养液中加入一定量的DNA 合成抑制剂，处于S 期的细胞会被抑制
D ．若在上述细胞的培养液中加入一定量DNA 合成抑制剂，加入后15小时，除原S 期细胞外其他细胞都被抑制在G 1、S 期交界处
2．若在肿瘤细胞培养液中加入用3
H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，短暂培养一段时间后，洗去3
H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
使在该段时间内已处于DNA 复制期不同阶段的全部细胞中DNA 被3H 标记，而当时处于其它时期的细胞则不带标记。
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分裂期细胞，计算其中带3
H 标记的细胞占有丝分裂细胞的百分数。
得到下图（图1～图4中横轴为时间，纵轴为带标记细胞占总细胞数的百分数），下列叙述错误的是
A ．图2中a 点开始检测到带3H 标记分裂期细胞，则o-a 为G 2期时间
B ．图2中b 点带3
H 标记分裂期细胞数开始达到最大值，则a-b 段表示分裂期时间 C ．图3中c 点时，带标记的细胞百分数开始下降，则a-c 段表示S 和分裂期时间 D ．ae 可表示一个完整的细胞周期时间
3．细胞周期包括分裂间期（分为G 1期、S 期和G 2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，换用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。
预计最快约________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________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 。
（3）若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷，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。
预计加入过量胸苷约________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24 h，M期时长为1.9 h。
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”或“乙”）动物肠上皮细胞更合适。
（5）在光学显微镜下观察，同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞，形态上最主要的区别是。
4．在高等动物Z细胞的细胞周期中，各时期经历时间依次为G1期8h、S期6h、G2期5h、M期1h。
HU（羟基脲）是一种DNA合成抑制剂，对S期以外的细胞无影响，但可以阻止细胞进入S期而停留在G1/S交界（看作G1期细胞）。
科学家利用Z细胞和HU做了如下实验，每组设置多个重复样品。
①A组：培养液＋Z细胞＋HU（用生理盐水配制）
B组：培养液＋Z细胞十生理盐水
②培养14h后，检测统计A、B两组各时期细胞数所占百分
比（第一次检测）。
③将A组中的HU全部洗脱，更换新鲜培养液培养10h，再
向A组中加入HU。
④培养12h时间后，检测统计A、B两组各时期细胞数所占
百分比（第二次检测）。
请回答：
（l）预测可能的实验结果：
①在坐标系中用柱形图表示A、B两组的第一次检测统计结果。
②A组的第二次检测统计结果是。
（2）设置B组作为对照的具体目的是。
5．不同细胞的细胞周期长短不一。
利用3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养某种细胞一段时间后再移至普通培养基中培养，不同间隔时间取样，进行放射显影，在显微镜下观察计数，统计标记细胞的百分数。
A：细胞核开始被标记；B：标记细胞开始进入分裂期；C：50%分裂期细胞被标记且在增加；D：50%分裂期细胞被标记且在减少；E：标记细胞第二次进入分裂期)。
试回答：
取样时期：
经历时间（h） 0 3 3.5 10.5 25
（1）该细胞分裂一次平均经历的时间为______h。
其中分裂期经历时间为______h，实验开始时细胞核中被标记的物质是______ _，标记的时期是__________期，该时期为_____h。
（2）皮肤癌细胞的细胞周期_________（大于、小于或等于）正常皮肤生发层细胞。
（3）当细胞完成一个细胞周期后，将可能有以下三种变化：①继续进入下一个细胞周期；②暂停分裂，但保留分裂能力；③停止分裂，分化成特定功能的细胞。
以下几种特殊细胞的分裂属于哪一类型？（填序号）癌细胞_________；骨骼肌细胞___________；肝细胞_______。
细胞周期
1．B 2．C
3．（1）2.2
（2）M 12→24→12
（3）7.4
（4）甲
（5）动物肠上皮细胞膜凹陷，细胞缢裂；洋葱根尖细胞形成细胞板
4．（10分，每空2分，柱形图6分）
（1）①柱形图说明：A组细胞中G1期77%，S期23%；B组细胞中G1期40％、S期30％、G2期25％、M期5%（A组、B组和图例各2分）
②细胞都是G1期（或细胞都是G1/S交界）
（2）排除培养液对细胞周期的干扰
5．（1）22 1 DNA S 7；
（2）小于
（3）①③②。