细胞增殖及其调控
细胞增殖及其调控(共109张PPT)
停止。
关键：控制时间
第1次阻断时间相当于G2、M和G1期时间的总和或稍长，释放 时间不短于S期时间，而小于G2+M+G1期时间，这样才能使所有位 于G1／S期的细胞通过S期，而又不使沿周期前进最快的细胞进 入下一个S期。第2次阻断时间同第1次，再释放。 HeLa细胞周期时间为21 h，其中G1期为10 h，S期为7 h，G2期 为3 h，M期为1 h
渐衰减，误差较大。
测定原理： ① 待测细胞经3H-TdR标记后，所有S期细胞均被标记。 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原先才进入M 期的细胞，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。
(mitosis)和减数分裂(meiosis)三种类型。
无丝分裂又称为直接分裂，由R. Remark（1841）首次发现于鸡胚血
细胞。表现为细胞核伸长，从中部缢缩，然后细胞质分裂，其间不 涉及纺锤体形成及染色体变化，故称为无丝分裂。无丝分裂不仅发 现于原核生物，同时也发现于高等动植物，如植物的胚乳细胞、动 物的胎膜，间充组织及肌肉细胞等等。
第一节 细胞周期的概念
分裂间期
分裂期
一、什么是细胞周期 细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历 的过程，所需的时间叫细胞周期时间。
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。
第十一章 细胞增殖及其调控
animation of mitosis
（二） 与有丝 分裂直接相关 的亚细胞结构
1.中心体
中心体（centrosome） 是一种与微管装配 和细胞分裂密切相 关的细胞器。
中心粒圆筒周围为中 心粒外基质 （pericentriolar matrix）
Mammalian centrosome. C: centriole, MT: microtubule, NE: nuclear envelope, PCM: pericentriolar matrix.
（二） 细胞周期中各个不同
时期及其主要事件
1. G1期 G1期期是的一第个一细阶胞段周，
开始合成细胞生 长所需要的各种 蛋白质、糖类、 脂类等，但是不 合成DNA。
限制点 （restriction point，R点）， 或检验点 （checkpoint）
细胞分裂周期基因 （cell division cycle
Single chromosome that shows the "core"
with DNA loops on either side.
5.末期（telphase）
染色单体到达两极，就进入了末期
Lastly, in telophase, the chromosomes decondense. New patches of membrane fuse to form new nuclear envelopes around them.
第十一章 细胞增殖及ຫໍສະໝຸດ 调控细胞分裂（cell division）， 由原来的一个亲代细胞 （mother cell）变成两 个子代细胞（daughter cell）。各种细胞在分裂 之前，还必须进行一定
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)。
细胞生物学 第十二章 细胞增殖及其调控
第十二章细胞增殖及其调控一、细胞增殖的意义细胞增殖cell proliferation,是细胞生命活动中的一个重要部分，对于多细胞生物体的生长发育以及生物种群的延续都具有十分重要的意义。
例如一个成年人约由1014个细胞构成，而如此多的细胞均来源于同一个受精卵，是通过大量的、连续不断地细胞分裂增殖以及细胞分化才形成人体的。
此外，每个人体平均每秒钟还要增补产生几十万个新细胞，来补偿体内各种衰亡细胞的损失，维持机体细胞数量的相对平衡。
二、细胞周期 cell cycle（一）细胞周期的概念细胞增殖包括：细胞生长、DNA复制和细胞分裂三个主要事件，构成细胞周期。
可分为四个期：G1期、S期、G2期和M期。
其中的S期是DNA合成期，M期是分裂期，而G1和G2期分别是合成前期和合成后期。
因为分裂期染色体出现了明显形态特征，∴通常从一次分裂中期到下一次分裂中期的历程称为一个周期。
M期中又可分为前期、中期、后期和末期四个阶段。
从细胞增殖行为来看，细胞在晚G1期开始分歧为三类：①周期性细胞，即持续在周期中运转的细胞；②G O期细胞（休眠细胞），即暂时脱离周期不增殖，但在适当刺激下仍可恢复进入周期的细胞；③终端分化细胞（特化细胞），即不可逆地脱离周期，丧失分裂能力，但仍然保持正常生理机能的细胞。
（二）细胞周期的速率细胞周期时间（TC）是随细胞类型不同而异的，周期内四个期的时间亦各不相同。
一般规律是：①S期长,M期短；②G1期时间（TG1）易变，但TG2、TS和TM都变动不大；③ TG1长短是细胞周期速率变化的基础。
（三）细胞周期各时相的时间测定●仅M期可依据染色体形态变化来判断，而其它的三个期皆无形态判断依据。
●3H—TdR脉冲标记和放射自显影观测▲标记物仅在S期能渗入细胞▲最先在M期显现标记的是被标记时的S期最晚期细胞▲细胞周期中各期时间的推算：TG2 = 换液洗脱→被标记M细胞出现TM = 被标记M细胞出现→占M细胞总数最大值TS= 被标记M细胞达总数的50%→降回50%TC= 被标记M细胞始出现→再次又开始出现TG1 = TC-TG2-TM-TS●流式细胞仪测定法能快速测定和分析流体中的细胞或颗粒物的各种参数，如DNA、RNA和蛋白质等含量变化，目前被广为应用于细胞周期研究。
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。
细胞增殖的调控机制及其与癌症的关系
细胞增殖的调控机制及其与癌症的关系概述一个成年人由数万亿个细胞组成，这些细胞不断增殖、更新，以维持身体正常功能。
细胞增殖一定程度上受调控，过度的细胞增殖可能导致癌症。
了解细胞增殖的调控机制及其与癌症的关系，对癌症的预防、诊断和治疗都有重要意义。
细胞增殖的调控机制细胞增殖可以分为两个阶段：有丝分裂和无丝分裂。
在有丝分裂中，细胞核分裂成两个细胞核。
在无丝分裂过程中，细胞核不会分裂，但是细胞质会增加，从而导致细胞的数量增加。
细胞增殖的调控是一个非常复杂的过程，包括许多分子、信号通路和细胞周期调控蛋白。
细胞周期调控蛋白具有非常重要的调控作用，它们能够促进或抑制细胞增殖，从而参与细胞周期的调节。
其中最为关键的分子是细胞周期蛋白和其配体细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）。
在细胞周期不同的阶段，CDK与不同的配体结合，从而促进或抑制细胞增殖。
此外，细胞周期调控蛋白还包括细胞周期抑制蛋白（CDKIs），它们通过抑制CDK的活性从而调节细胞增殖。
除了细胞周期调控蛋白，许多信号通路也能对细胞增殖进行调控。
比如，胞内信号分子WNT/β-catenin通路是一个重要的调控途径，通过激活β-catenin来促进细胞增殖，抑制蛋白素激活剂蛋白激酶（PKA）信号路径可抑制细胞增殖。
与癌症的关系癌症是指由于基因突变或遗传变异等原因导致细胞增殖过度、失控的一类疾病。
在正常情况下，细胞增殖是受调控的，但某些基因的突变，或者其他调控机制的失常，可能导致细胞无法停止增殖。
这些细胞不断分裂，形成肿瘤。
这些由于基因突变或遗传变异导致的异常细胞增殖和分化，可以是肿瘤的早期阶段。
正常细胞的增殖通常是有限和受到紧密的控制，但是在癌细胞中，细胞增殖的调控机制被破坏，使癌细胞能够无限制地增殖和扩散，形成恶性肿瘤。
癌症研究者已经发现，许多与细胞周期调控相关的基因在肿瘤中被突变或失活。
这些基因包括肿瘤抑制基因和肿瘤促进基因，它们可以通过不同的方式影响细胞周期的进程。
第13章2-细胞增殖及其调控
G2期PCC为双线染色体，说明DNA复制已完成。
甚至不同类的M期细胞也可诱导PCC产生，说明M期细胞具有促进 间期细胞进行分裂的因子，即成熟促进因子(maturation promoting factor， MPF)。
上页
下页
返回
结束
染色体超前凝集（PCC）
上页
下页
返回
结束
40
CDK1的激活需要Thr14和Tyr15去磷酸化和Tyr161的磷酸化 上页 下页 返回 结束 41
CDK1的调节与活化; CAK=CDK1-Activiting Kinase
box)，介导周期蛋白与CDK (cyclin–dependent
kinase)结合。
Cyclin也含有降解盒（destruction box）或 PEST（脯氨酸－谷氨酸－丝氨酸－苏氨酸） 序列，它可以通过定时降解或恒定地迅速周转
来调节这些蛋白质的水平，起着CDK的调节亚
基的作用。
上页 下页 返回 结束
下页
返回
结束 7
4. MPF － P34cdc2－Cyclin ？？
1988年M. J. Lohka 纯化了爪蟾的MPF，经鉴定由 34KD和45KD两种蛋白组成，二者结合可使多种蛋白质
磷酸化。
1990 Paul Nurse进一步的实验证明P34实际上是 P34cdc2的同源物，P45是cyclinB的同源物，而且，对于 P34cdc2的活性而言，cyclin是必需的。从而将细胞周期 三个领域的研究联系在一起。
为G1型、G1/S型S型和M型4类。
上页
下页
返回
结束
17
人类细胞周期蛋白线性结构示意图 实心方框代表“cyclin box ”， 方框代表“destruction box” 圆形框代表PEST 上页 序列 下页 返回
细胞增殖及其调控(共84张PPT)
• 囊泡膜形成新的质膜，两侧质膜来源于共同的 囊泡，膜间有连通的管道，形成胞间连丝。
植物细胞成膜体的形成
三、 减数分裂（Meiosis）
• 细胞增殖是生命的基本特征：种族繁衍、个体发 育、机体修复等离不开细胞增殖。
• 胚胎发育从1个受精卵增至1012细胞，成年1014;
• 成人每秒有数百万新细胞产生，补偿血细胞、小 肠粘膜细胞和上皮细胞的衰老和死亡。
• 细胞增殖是通过细胞周期(cell cycle)实现，细 胞周期的运行受相关基因严格监视和调控。
逆地抑制DNA合成，不影响其它时期细胞，最 从形态来看，SC形成偶线期，成熟于粗线期，并存在数天，消失于双线期。
2、S期：DNA合成期，主要事件是DNA合成，还合成组蛋白、DNA复制所需的酶 ②分裂极确定,纺锤体开始形成; 同源染色体发生配对，配对的过程又称联会(synapsis)。
终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处。常用的 现在认为它与同源染色体间的交换有关。
• 植物双线期一般较短，但动物双线期停留的时间 长，人的卵母细胞在5个月胎儿已达双线期，直 到排卵都停在双线期。
• 在鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及昆虫中，双 线期的二价体解螺旋形成灯刷染色体。
• 1)细线期：
• 染色体已经复制，并开始凝缩，所以又称为凝 线期(synizesis)，但染色体呈细线状，光镜下 分辨不出两条染色单体。
• 在有些物种中表现为染色体细线一端在核膜的 一侧集中，另一端放射状伸出，形似花束，称 为花束期(bouquet stage)。
• 2)偶线期：
细胞增殖与凋亡的调控及其疾病相关
细胞增殖与凋亡的调控及其疾病相关细胞增殖与凋亡是细胞生物学中常见的两个过程，对于维持生命活动、细胞分化和组织再生等方面都至关重要。
然而，它们的不当调控也是多种疾病的罪魁祸首，因此对它们的调控机制进行深入的研究具有重要价值。
1. 细胞增殖的调控细胞增殖是细胞的基本生命活动之一，正常细胞增殖可以维持生命活动并参与组织再生和器官发育等过程。
细胞增殖受许多内外环境因素调控，其中包括细胞自身的基因表达、信号通路调控等。
1.1 基因调控基因调控是细胞内部最基本的控制细胞增殖的过程，包括转录因子、miRNA等一系列调控因素。
转录因子通过结合DNA启动子区域上的特定序列，激活或抑制基因的转录过程。
miRNA则通过靶向特定mRNA分解或抑制其翻译过程，从而发挥调控作用。
在人类肿瘤细胞中，许多miRNA与肿瘤发生、发展密切相关。
1.2 信号通路调控细胞内外信号通路的多种因素也影响细胞增殖，包括细胞外因子、细胞膜受体、小分子信使等。
细胞通过特定的信号转导通路响应环境刺激，从而控制细胞内的基因表达、代谢等过程。
一些常见的信号通路包括Wnt、Notch、JAK-STAT等，它们分别参与不同的细胞增殖和分化过程。
2. 细胞凋亡的调控细胞凋亡，又称为程序性细胞死亡，是细胞生命活动的另一个基本过程，通过一系列既定的细胞内外通路，使细胞发生逐渐萎缩、核裂解和细胞碎片化等一系列特征性变化，并最终被吞噬或清除。
细胞凋亡的过程可以避免或限制细胞增殖，对一些疾病的预防和治疗具有重大意义。
2.1 线粒体通道调控线粒体是细胞内维持生命过程中的许多最基本的代谢途径之一，同时也是调控细胞凋亡的一个重要通道。
细胞死亡通路上参与的线粒体的调控机制对细胞生存和死亡的平衡反应非常敏感，细胞死亡通路的调控因此也影响着细胞的生命轨迹。
2.2 相关信号分子调控相应的，细胞凋亡的调控还涉及着一系列许多的信号因子的调控，其中包括了FasL、TNFα、TRAIL、RIP等一些参与程序性细胞死亡的信号分子。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
·前期I分为细线期，偶线期，粗线期，双线期， 终变期等五个阶段
·形成联会复合体(Synaptonemal Complex, SC)
·同源染色体间遗传物质重组,产生新的基因组合
一、细胞周期调控系统的主要作用
◆在适当时候激活细胞周期各个时相的相关酶 和蛋白,然后自身失活(正调控) ◆确保每一时相事件的全部完成(负调控) ◆对外界环境因子起反应(如多细胞生物对增殖信 号的反应)
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
·有些分裂增殖的细胞缺乏G1、G2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(Go细胞) ·终末分化细胞 G0期细胞和终末分化细胞的界限有时难以划 分，有的细胞过去认为属于终末分化细胞，目前 可能被认为是G0期细胞。
动物细胞胞质分裂
◆胞质分裂(cytokinesis)开始于细胞分裂后期，在 赤道板周围细胞表面下陷，形成环形缢缩，称为 分裂沟(furrow)。分裂沟的位置与纺锤体极性微管和 钙离子浓度升高的变化有关 ◆胞质分裂开始时，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、收缩环 处细胞膜融合并形成两个子细胞
●MPF(Maturation-promoting factor， Mitosis-promoting factor)的发现及其生化实质 ●Mitotic Cyclin-Cdk复合物的活化与功能
前中期(prometaphase) 前中期(prometaphase)
◆核膜破裂成小的膜泡，这一过程是由核纤层蛋白中 特异的Ser残基磷酸化导致核纤层解体 ◆纺锤体微管与染色体的动粒结合，捕捉住染色体
每个已复制的染色体有两个动粒，朝相反方向，保 证与两极的微管结合；纺锤体微管捕捉住染色体后， 形成三种类型的微管 ◆不断运动的染色体开始移向赤道板。细胞周期也由前中期 逐渐向中期运转。
·后期A，动粒微管去装配变短，染色体产生两极运动 ·后期B，极间微管长度增加，两极之间的距离逐渐拉 长，介导染色体向极运动
末期(telophase) 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, 有丝分裂结束
·在前期末，染色体主缢痕部位形成一种蛋白复 合物称为动粒(kinetochore)
间期动物细胞含一个MTOC，即中心体，在 S期末，两个中心粒在各自垂直的方向复制出一 个中心粒，形成两个中心体。当前期开始时， 2个中心体移向细胞两极，并同时组织微管生 长，由两极形成的微管通过微管结合蛋白在正 极末端相连，最后形成有丝分裂纺锤体。
人工选择同步化
·有丝分裂选择法：用于单层贴壁生长细胞。优点是细 胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。缺点是 分离的细胞数量少。 ·密度梯度离心法：根据不同时期的细胞在体积和重量 上存在差别进行分离。优点是方法 简单省时，效率高， 成本低。缺点是对大多数种类的细胞并不适用。
药物诱导法
· 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。优点是同步化效率高， 几乎适合于所有体外培养的细胞体系。缺点是诱 导过程可造成细胞非均衡生长 · 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 是操作简便，效率高。缺点是这些药物的毒性相对 较大
二、细胞周期检验点(checkpoint)
◆细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制, 主要是确保周期每一时相事件的有序、全部完 成并与外界环境因素相联系 ◆细胞周期检验点及其作用 G1期检验点：酵母——
(Maturation-promoting factor， ， Mitosis-promoting factor)
减数分裂特点
◆遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次， 导致染色体数目减半 ◆S期持续时间较长 ◆同源染色体在减数分裂期I(MeiosisI)配对联会、 基因重组 ◆减数分裂同源染色体配对排列在中期板上,第 一次分裂时,同源染色体分开
减数分裂前S期与有丝分裂前S期长度比较
减 数 分 裂 前 S 期 蝾螈 10天 小鼠 14小时 小麦 12小时 酵母 1.0小时 有 丝 分 裂 前 S 期 12小时 5～6小时 3.8小时 0.5小时
中期(metaphase) 中期(metaphase)
◆所有染色体排列到赤道板(Metaphase Plate)上， 标志着细胞分裂已进入中期
◆是什么机制确保染色体正确排列在赤道板上？ ·着丝粒微管动态平衡形成的张力
后期(anaphase) 后期
◆排列在赤道面上的染色体的姐妹染色单体分离 产生向极运动 ◆后期(anaphase)大致可以划分为连续的两个阶段，即 后期A和后期B
第一节 细胞周期与细胞分裂
●细胞周期(cell cycle)概述 细胞周期(cell cycle)概述 细胞周期 ●有丝分裂(mitosis) 有丝分裂(mitosis) 有丝分裂 ●胞质分裂 胞质分裂(Cytokinesis) 胞质分裂 ●减数分裂 减数分裂(Meiosis) 减数分裂
细胞周期的调控(Cell-Cycle Control) 第二节 细胞周期的调控
二、有丝分裂(mitosis) 有丝分裂(mitosis)
●前期(prophase) 前期(prophase) 前中期(prometaphase) ●前中期(prometaphase) 中期(metaphase) ●中期(metaphase) 后期(anaphase) ●后期 末期(telophase) ●末期(telophase)
植物细胞胞质分裂
◆与动物细胞胞质分裂不同的是，植物细胞胞 质分裂是因为在细胞内形成新的细胞膜和细 胞壁而将细胞分开
减数分裂概念与过程
◆概念：减数分裂是细胞仅进行一次DNA复制，随 后进行两次分裂，染色体数目减半的一种特殊的 有丝分裂
◆减数分裂过程
减数分裂的意义
◆确保世代间遗传的稳定性； ◆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。 ◆减数分裂是生物有性生殖的基础， 是生物遗传、生物进化和生物多 样性的重要基础保证。
细胞周期中不同时相及其主要事件 细胞周期中不同时 及其主要事件
◆ G1期 ◆ S 期 ◆ G2期 ◆ M期
G1期 G1期
·与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所 需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂 等，同时染色质去凝集。
G2期 G2期
·DNA复制完成，在G2期合成 一定数量的蛋白质和RNA分子
◆标志前期开始的第一个特征是染色质开始浓缩 (condensation) 形 成 有 丝 分 裂 染 色 体 (mitotic chromosome） ◆第二个特征细胞骨架解聚，有丝分裂纺锤体 (mitotic spindle)开始装配 ◆Golgi体、ER等细胞器解体，形成小的膜泡
·这种染色体由两条染色单体(chromatid)构成
◆缩时摄像技术， 可以得到准确的细胞周期时间及分裂间 期和分裂期的准确时间。
细胞周期同步化
◆自然同步化，如有一种粘菌的变形体plasmodia， 某些受精卵早期卵裂 ◆人工选择同步化 ◆药物诱导法 ◆条件依赖性突变株在细胞周期同步化中的应用： 将与细胞周期调控有关的条件依赖性突变株转移 到限定条件下培养，所有细胞便被同步化在细胞 周期中某一特定时期。
酵母细胞的细胞周期
·酵母细胞的细胞周期与标准的细胞周期在时相和 调控方面相似 ·酵母细胞周期明显特点: 酵母细胞周期持续时间较短； 封闭式细胞分裂 ，即细胞分裂时核膜不解聚； 纺锤体位于细胞核内； 在一定环境下，也进行有性繁殖
植物细胞的细胞周期
·植物细胞的细胞周期与动物细胞的标准细胞周期 非常相似，含有G1期、S期、G2期和M期四个时期。 ·植物细胞不含中心体，但在细胞分裂时可以正常 组装纺锤体。 ·植物细胞以形成中板的形式进行胞质分裂
●细胞周期调控系统的主要作用 ●细胞周期检验点(Cell Cycle Checkpoint) ●MPF ●Cyclin-Cdk复合物的多样性及细胞周期运转 ●细胞周期运转的阻遏(细胞周期运转的负调控)
一、细胞周期(cell cycle)概述 细胞周期(cell cycle)概述
●细胞周期 ●细胞周期中各个不同时相及其主要事件 ●细胞周期长短测定 ●细胞周期同步化 ●特异的细胞周期
细菌的细胞周期
· 慢生长细菌细胞周期过程与真核细胞周期过程有 一定相似之处。其DNA复制之前的准备时间与G1期 类似。分裂之前的准备时间与G2期类似。再加上S 期和M期，细菌的细胞周期也基本具备四个时期 · 细菌在快速生长情况下，如何协调快速分裂和最 基本的DNA复制速度之间的矛盾
前期(prophase) 前期(prophase)
特异的细胞周期
特异的细胞周期是指那些特殊的细胞所具 有的与标准的细胞周期相比有着鲜明特点的细 胞周期。
◆爪蟾早期胚胎细胞的细胞周期 ◆酵母细胞的细胞周期 ◆植物细胞的细胞周期 ◆细菌的细胞周期
爪蟾早期胚胎细胞的细胞周期 早期胚胎细胞的细胞周期
·细胞分裂快,无G1期, G2期非常短,S期也短(所有复 制子都激活), 以至认为仅含有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 细胞周期基本是一致的
三、胞质分裂(Cytokinesis) 胞质分裂
●动物细胞胞质分裂
●植物细胞胞质分裂
四、减数分裂(Meiosis) 减数分裂
●减数分裂概念与过程： ●减数分裂的意义 ●减数分裂特点 ●脊椎动物配子发生过程