细胞分裂与细胞周期4课件.ppt
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第九章第九章第九章第九章 细胞细胞细胞细胞(xìbāo)(xìbāo)(xìbāo)增殖与分化增殖与分化增殖与分化增殖与分化Cell proliferation and cell Cell proliferation and cell differentiationdifferentiationMedical Cell BiologyMedical Cell Biology主讲主讲 庞实锋庞实锋 博士博士/ /讲师讲师(jiǎngshī)(jiǎngshī) 22896335 22896335 Email:psf1975@Email:psf1975@基础基础(jīchǔ)学院生物学教研学院生物学教研室室细胞分裂细胞分裂 Cell division第一页，共九十五页 是细胞是细胞(xìbāo)(xìbāo)(xìbāo)(xìbāo)生命活动的重要特征之一生命活动的重要特征之一 增殖必须增殖必须(bìxū)受到调控受到调控细胞(xìbāo)(xìbāo)增殖 cell proliferation第二页，共九十五页 重点重点(zhòngdiǎn)(zhòngdiǎn)内容内容细胞细胞(xìbāo)(xìbāo)(xìbāo)(xìbāo)增殖增殖 Cell proliferation 细胞分裂细胞分裂 Cell division细胞增殖的概念细胞增殖的概念(gàiniàn)(gàiniàn)细胞增殖的方式细胞增殖的方式有丝分裂有丝分裂 mitosis减数分裂减数分裂 meiosis第三页，共九十五页。
细胞(xìbāo)(xìbāo)增殖 cell proliferation概念概念(gàiniàn) 细胞通过生长和分裂，产生与母细胞通过生长和分裂，产生与母细胞具有细胞具有相同遗传特性相同遗传特性(tèxìng)的子细胞，的子细胞，使细胞使细胞数目增加数目增加的过程要点：要点：实现方式：实现方式：遗传物质的复制；细胞数目增加遗传物质的复制；细胞数目增加细胞分裂细胞分裂第四页，共九十五页 第一、生命不断地延续、繁衍的基础；第一、生命不断地延续、繁衍的基础； 第二、生物机体的生长发育依赖细胞增殖；第二、生物机体的生长发育依赖细胞增殖； 第三、补充生命活动第三、补充生命活动(huó dòng)过程中衰老死亡的细胞；过程中衰老死亡的细胞； 第四、有机体创伤的修复依靠细胞增殖实现第四、有机体创伤的修复依靠细胞增殖实现第五页，共九十五页 细胞细胞(xìbāo)(xìbāo)增殖的方式增殖的方式 cell proliferation无丝分裂无丝分裂(amitosis) [直接直接(zhíjiē)分裂分裂(direct division)] 遗传物质无法平均分配遗传物质无法平均分配有丝分裂有丝分裂( (mitosis) [间接间接(jiàn jiē)分裂分裂(indirect division)] 减数分裂减数分裂(meiosis) [成熟分裂成熟分裂(maturation division)] 第六页，共九十五页。
细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè) mitosis 又称间接分裂又称间接分裂(fēnliè)，特点是细胞通过有丝分裂，特点是细胞通过有丝分裂(fēnliè)装置即装置即纺锤体纺锤体将遗传物质将遗传物质精确的等分精确的等分到两个细胞到两个细胞中，以保证细胞的遗传稳定性中，以保证细胞的遗传稳定性核分裂核分裂胞质分裂胞质分裂(fēnliè)(fēnliè) 前期、中期、后期、末期前期、中期、后期、末期第七页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè) mitosis前期前期 prophase染色质凝集成染色体染色质凝集成染色体黏合素和凝集素共同黏合素和凝集素共同作用的结果作用的结果动粒动粒又称又称着丝点着丝点是动粒微管与染是动粒微管与染色体相连色体相连(xiānɡ lián)的的部位部位动粒动粒着丝粒着丝粒 centromere动粒微管动粒微管(wēi ɡuǎn)第八页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè) mitosis前期前期 prophase染色质凝集成染色体染色质凝集成染色体核膜破裂和核仁消失核膜破裂和核仁消失确定分裂极，形成早期纺锤体确定分裂极，形成早期纺锤体第九页，共九十五页。
细胞分裂细胞分裂 Cell division与有丝分裂直接与有丝分裂直接(zhíjiē)相关的亚细胞相关的亚细胞器器中心中心(zhōngxīn)体体 centrosome具有微管组织中心的作用具有微管组织中心的作用中心体与其周围的微管一起中心体与其周围的微管一起(yīqǐ)统称为星体统称为星体是动物细胞内与微管组装和细胞分裂直接是动物细胞内与微管组装和细胞分裂直接相关的一种亚细胞器相关的一种亚细胞器第十页，共九十五页 有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè)器器(mitotic apparatus) 由两端星体、星体微管、极间微管和动粒微由两端星体、星体微管、极间微管和动粒微管组合形成管组合形成(xíngchéng)的的临时性临时性纺锤形结构，能确保将纺锤形结构，能确保将已复制好的已复制好的两套遗传物质平均分配两套遗传物质平均分配给两个子细给两个子细胞动粒动粒星体星体(xīngtǐ)微管微管动粒微管动粒微管极间微管极间微管中心体中心体第十一页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè) mitosis中期中期(zhōngqī) metaphase形成形成(xíngchéng)完整的纺锤完整的纺锤体体染色体排列在赤道面染色体排列在赤道面 第十二页，共九十五页。
细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè) mitosis中期中期(zhōngqī) metaphase第十三页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè) mitosis后期后期(hòuqī) anaphase着丝粒一分为二着丝粒一分为二(yī fēn wéi èr)姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离,并移向两极并移向两极第十四页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè) mitosis末期末期(mòqī) telophase形成形成(xíngchéng)两个子两个子核核胞质分裂胞质分裂形成分裂沟形成分裂沟, ,由收缩环由收缩环由外而内收缩由外而内收缩, ,缢裂缢裂第十五页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division分裂分裂(fēnliè)沟沟肌动蛋白肌动蛋白肌球蛋白肌球蛋白收缩收缩(shōu suō)环环第十六页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂过程有丝分裂过程(guòchéng)中染色体的动力机中染色体的动力机制制染色体整列染色体整列(zhěnɡ liè)（排（排队）队）ü指染色体整齐的排列指染色体整齐的排列(páiliè)到赤道板到赤道板上的过程上的过程ü是启动染色体分离并向两个子细是启动染色体分离并向两个子细胞中平均分配的先决条件胞中平均分配的先决条件第十七页，共九十五页。
染色染色体整体整列列(zhěnɡ liè)A.MadA.Mad和和BubBub蛋白蛋白(dànbái)(dànbái)聚聚集在动粒上集在动粒上B.B.微管与动粒结合微管与动粒结合, ,两蛋白消失两蛋白消失第十八页，共九十五页 A牵拉假说牵拉假说B外推假说外推假说染色体向赤道板方向染色体向赤道板方向(fāngxiàng)(fāngxiàng)(fāngxiàng)(fāngxiàng)移动的机移动的机理理A.A.动粒微管的牵拉作用动粒微管的牵拉作用(zuòyòng)(zuòyòng)B.B.星体的排斥力作用星体的排斥力作用第十九页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè)过程中染色体的动力机过程中染色体的动力机制制染色体分离染色体分离(fēnlí)ü后期后期染色单体分离染色单体分离(fēnlí)和向两极移和向两极移动的运动机制动的运动机制ü后期后期A和后期和后期B两个阶段假说两个阶段假说第二十页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂后期后期A和和后期后期B产生染色产生染色体向两极体向两极(liǎngjí)运动的示意图运动的示意图第二十一页，共九十五页。
有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè)过过程程小结小结(xiǎojié)前期：前期：染色质凝集成染色体；染色质凝集成染色体；核膜破裂和核仁消失；确定核膜破裂和核仁消失；确定(quèdìng)分裂极，形成早期纺锤分裂极，形成早期纺锤体体中期：中期：染色体排列在赤道面；染色体排列在赤道面；形成完整的纺锤体形成完整的纺锤体 后期：后期：着丝粒一分为二；着丝粒一分为二；姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离,并移向并移向两极两极末期：末期：形成两个子核；胞形成两个子核；胞质分裂质分裂第二十二页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division双倍体双倍体单倍体单倍体只有只有(zhǐyǒu)一套染色体组，一般是生殖细胞一套染色体组，一般是生殖细胞如精子和卵子如精子和卵子细胞细胞(xìbāo)具有两套染色体组具有两套染色体组减数分裂减数分裂(jiǎn shù fēn liè) meiosis减数分裂维持物种的稳定性减数分裂维持物种的稳定性第二十三页，共九十五页 细胞分裂细胞分裂 Cell division减数分裂减数分裂(jiǎn shù fēn liè) meiosis减数分裂是特殊减数分裂是特殊(tèshū)的有丝分裂的有丝分裂仅发生于有性生殖细胞仅发生于有性生殖细胞(xìbāo)形成过程中形成过程中的某个阶段的某个阶段细胞仅进行一次细胞仅进行一次DNA复制，随后进行复制，随后进行两次细胞分裂两次细胞分裂第二十四页，共九十五页。
减数分裂减数分裂(jiǎn shù fēn liè)(jiǎn shù fēn liè)前间期：前间期：前期前期(qiánqī)(qiánqī)Ⅰ减数分裂减数分裂(jiǎn shù fēn (jiǎn shù fēn liè)liè)I I中期中期ⅠG G1 1、、S S、、G G2 2末期末期Ⅰ后期后期Ⅰ减数分裂间期减数分裂间期偶偶线期线期细细线期线期双双线期线期粗粗线期线期终变终变期期减数分裂减数分裂II中期中期 Ⅱ前期前期Ⅱ后期后期Ⅱ末期末期Ⅱ 细胞分裂细胞分裂 Cell division减数分裂减数分裂 meiosis第二十五页，共九十五页 绝大部分染色质进行绝大部分染色质进行(jìnxíng)(jìnxíng)复复制制G1期期G2期期S期：期：特别长特别长完成完成(wán chéng)(wán chéng)中心粒的复中心粒的复制制细胞核在形态细胞核在形态(xíngtài)(xíngtài)上约增大一倍上约增大一倍细胞分裂细胞分裂 Cell division减数分裂前间期减数分裂前间期第二十六页，共九十五页 细线期细线期染色质凝集和同源染色体开始染色质凝集和同源染色体开始(kāishǐ)(kāishǐ)配对配对前期前期(qiánqī)(qiánqī)I I prophase I I第二十七页，共九十五页。
偶线期偶线期同源染色体同源染色体 DNADNA序列序列(xùliè)(xùliè)不同、无着丝粒连接不同、无着丝粒连接父方和母方的染色体之间父方和母方的染色体之间姐妹染色体姐妹染色体 DNA序列一致、序列一致、由着丝粒连接由着丝粒连接(liánjiē)父方或母方的染色体，复制产生父方或母方的染色体，复制产生前期前期(qiánqī)(qiánqī)I I prophase I I第二十八页，共九十五页 偶线期偶线期同源染色体配对和同源染色体配对和联会联会，形成，形成(xíngchéng)(xíngchéng)二价体二价体和和联会复合体（联会复合体（Synaptonemal Complex））合成合成(héchéng)(héchéng)剩余的剩余的0.3%0.3%染色体染色体DNADNA联会：联会：同源同源(tónɡ yuán)染色体染色体配对的过配对的过程二价体二价体：： 配对后，两条同源染色体紧密配对后，两条同源染色体紧密结合在一起形成的复合结构结合在一起形成的复合结构前期前期I I prophase I I联会复合体联会复合体第二十九页，共九十五页 联会复合体联会复合体Synaptonemal Complex同源染色体在同源染色体在联会的部位形联会的部位形成的特殊复合成的特殊复合(fùhé)(fùhé)结构结构与同源与同源(tónɡ yuán)(tónɡ yuán)染色体染色体联会和同源重联会和同源重组有关组有关第三十页，共九十五页。
染色体缩短变粗染色体缩短变粗, , 出现出现(chūxiàn)(chūxiàn)四分四分体体粗线期粗线期 前期前期(qiánqī)(qiánqī)I I prophase I I第三十一页，共九十五页 染色体缩短变粗染色体缩短变粗, , 出现出现(chūxiàn)(chūxiàn)四分体四分体粗线期粗线期 前期前期(qiánqī)(qiánqī)I I prophase I I在联会复合体（在联会复合体（SCSC））中部出现球状椭圆中部出现球状椭圆(tuǒyuán)(tuǒyuán)形形重组结重组结第三十二页，共九十五页 染色体缩短变粗染色体缩短变粗, , 出现出现(chūxiàn)(chūxiàn)四分体四分体粗线期粗线期 前期前期(qiánqī)(qiánqī)I I prophase I I非姐妹染色单体非姐妹染色单体(dān tǐ)(dān tǐ)发生发生重组和交换重组和交换合成一小部分合成一小部分P-DNAP-DNA，编码一些与，编码一些与DNADNA切口切口(nicking)(nicking)和修复有关的酶和修复有关的酶在联会复合体（在联会复合体（SCSC））中部出现球状椭圆中部出现球状椭圆形形重组结重组结。
合成减数分裂期专有的合成减数分裂期专有的组蛋白组蛋白第三十三页，共九十五页 同源染色体间的同源染色体间的联会复合体联会复合体消失，大部分片断分消失，大部分片断分开，仅留一些开，仅留一些(yīxiē)(yīxiē)连接点，称连接点，称交叉交叉.双线期双线期前期前期(qiánqī)(qiánqī)I I prophase I IRNARNA合成合成(héchéng)(héchéng)活跃第三十四页，共九十五页 核仁、核膜核仁、核膜(hé mó)消失，消失，纺锤体形成纺锤体形成染色体继续缩短染色体继续缩短(suōduǎn)(suōduǎn)变粗变粗, ,同源染色体重组完成同源染色体重组完成终变期终变期前期前期(qiánqī)(qiánqī)I I prophase I I四分体较均匀的分布在细胞核中四分体较均匀的分布在细胞核中四分体四分体第三十五页，共九十五页 同源染色体没有同源染色体没有(méi yǒu)(méi yǒu)完全完全分开，端部仍有交叉分开，端部仍有交叉成对的同源成对的同源(tónɡ yuán)(tónɡ yuán)染色体排列于赤道面上染色体排列于赤道面上中期中期(zhōngqī)(zhōngqī)I I metaphase I I第三十六页，共九十五页。
同源同源(tónɡ yuán)(tónɡ yuán)染色体分开并向两极移动染色体分开并向两极移动后期后期(hòuqī)(hòuqī)I I anaphase I I染色体数目染色体数目(shùmù)(shùmù)减半减半2 22323；；1/84000001/8400000第三十七页，共九十五页 ①① 子细胞核重建，胞质分裂，子细胞核重建，胞质分裂，形成两个形成两个(liǎnɡ ɡè)(liǎnɡ ɡè)间期子细胞；间期子细胞；• 立即准备立即准备(zhǔnbèi)(zhǔnbèi)减数第二次分减数第二次分裂裂末期末期(mòqī)(mòqī)I I telophase I I第三十八页，共九十五页 减数分裂减数分裂(jiǎn shù fēn (jiǎn shù fēn liè)liè)间期：间期：前期前期(qiánqī)(qiánqī)IIII：：短暂，没有短暂，没有(méi yǒu)DNA复复制制只有中心体的复制只有中心体的复制形成染色体和纺锤体，核膜核仁消失形成染色体和纺锤体，核膜核仁消失第三十九页，共九十五页 中期中期(zhōngqī)(zhōngqī)IIII染色体凝集染色体凝集(níngjí)，集中在赤道板上，集中在赤道板上第四十页，共九十五页。
后期后期(hòuqī)(hòuqī)IIII姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离(fēnlí)，移向两极，移向两极第四十一页，共九十五页 末期末期(mòqī)(mòqī)IIII核膜、核仁核膜、核仁(hé rén)(hé rén)重建重建细胞质分裂，最后形成四个子细胞细胞质分裂，最后形成四个子细胞第四十二页，共九十五页 染色体数目染色体数目与纺锤体的与纺锤体的连接方式连接方式(fāngshì)染色体的染色体的分离方式分离方式第四十三页，共九十五页 减数分裂减数分裂(jiǎn shù fēn liè)的意的意义义确保世代确保世代(shìdài)间间遗传的稳定性遗传的稳定性.增加变异增加变异机会机会(jī huì)(jī huì), ,确保生物的多样性确保生物的多样性并增强生物适应环境变化的能力并增强生物适应环境变化的能力. .是生物有性生殖的基础是生物有性生殖的基础.是生物遗传、进化和多样性的重是生物遗传、进化和多样性的重要基要基础保证础保证.第四十四页，共九十五页 前期前期I:ØØ细线期细线期细线期细线期: :染色质凝集，同源染色体开始配对染色质凝集，同源染色体开始配对染色质凝集，同源染色体开始配对染色质凝集，同源染色体开始配对ØØ偶线期偶线期偶线期偶线期: :同源染色体配对，形成同源染色体配对，形成同源染色体配对，形成同源染色体配对，形成二价体二价体二价体二价体和和和和联会复合体。
联会复合体ØØ粗线期粗线期:出现出现四分四分(sì fēn)(sì fēn)体体和和重组结重组结, 发生发生重组和交换重组和交换重组和交换重组和交换ØØ双线期双线期:联会复合体联会复合体联会复合体联会复合体消失，仅留一些连接点，称消失，仅留一些连接点，称消失，仅留一些连接点，称消失，仅留一些连接点，称交叉交叉交叉交叉ØØ终变期终变期:重组完成重组完成重组完成重组完成; ;核仁、核膜消失核仁、核膜消失，，，，纺锤体形成纺锤体形成纺锤体形成纺锤体形成; ;四分体较四分体较四分体较四分体较均匀的分布在细胞核中均匀的分布在细胞核中均匀的分布在细胞核中均匀的分布在细胞核中中期中期I：：同源染色体排列于赤道面同源染色体排列于赤道面后期后期I：：同源染色体分开向两极移动，染色体数目减半同源染色体分开向两极移动，染色体数目减半同源染色体分开向两极移动，染色体数目减半同源染色体分开向两极移动，染色体数目减半末期末期I：：子细胞核重建，胞质分裂，形成两个子细胞子细胞核重建，胞质分裂，形成两个子细胞子细胞核重建，胞质分裂，形成两个子细胞子细胞核重建，胞质分裂，形成两个子细胞小结(xiǎojié)第四十五页，共九十五页。
减数分裂减数分裂(jiǎn shù fēn liè)(jiǎn shù fēn liè)间期：间期：前期前期(qiánqī)(qiánqī)IIII：：短暂短暂(duǎnzàn)，没有，没有DNA复制，只有中心体的复制复制，只有中心体的复制形成染色体和纺锤体，核膜核仁消失形成染色体和纺锤体，核膜核仁消失中期中期IIII：：各染色体排列在赤道面上各染色体排列在赤道面上姐妹染色单体分开，并向两极移动姐妹染色单体分开，并向两极移动后期后期IIII：：形成四个子细胞（遗传物质减半）形成四个子细胞（遗传物质减半）末期末期IIII：：第四十六页，共九十五页 有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè)与减数分裂的区与减数分裂的区别别•所发生的细胞所发生的细胞•DNA复制次数复制次数•分裂分裂(fēnliè)次数次数•同源染色体的行为变化同源染色体的行为变化•子细胞中染色体数目子细胞中染色体数目 •子细胞中子细胞中DNA含量含量•子细胞的数量子细胞的数量第四十七页，共九十五页 复习复习(fùxí)思考思考题题1.1.细胞增殖细胞增殖(zēngzhí)(zēngzhí)的概念和方式的概念和方式2. 如何如何(rúhé)保证遗传物质的精确等分保证遗传物质的精确等分3. 有丝分裂与减数分裂的区别有丝分裂与减数分裂的区别第四十八页，共九十五页。
第八章第八章第八章第八章 细胞细胞细胞细胞(xìbāo)(xìbāo)(xìbāo)增殖与分化增殖与分化增殖与分化增殖与分化Cell proliferation and cell Cell proliferation and cell differentiationdifferentiationMedical Cell BiologyMedical Cell Biology基础基础(jīchǔ)学院生物学教研学院生物学教研室室cell cyclecell cycle细胞周期细胞周期主讲主讲 庞实锋庞实锋 讲师讲师(jiǎngshī)(jiǎngshī)/ /博士博士 22896335 22896335 Email:psf1975@Email:psf1975@第四十九页，共九十五页 细胞周期 cell cycleü 细胞周期概述细胞周期概述(ɡài shù)(ɡài shù)ü 细胞周期运转调控机制细胞周期运转调控机制ü 检查点在细胞周期调控中的作用检查点在细胞周期调控中的作用第五十页，共九十五页 细胞周期概述(ɡài shù)(ɡài shù) 从一次细胞分裂结束 从一次细胞分裂结束(jiéshù)(jiéshù)开始，经过物质开始，经过物质积累过程，直到下一次细胞分裂结束积累过程，直到下一次细胞分裂结束(jiéshù)(jiéshù)为止，为止，称为一个称为一个细胞周期细胞周期( (cell cyclecell cycle) )。
概念概念(gàiniàn)：：又称又称细胞生活周期细胞生活周期或或细胞增殖周期细胞增殖周期第五十一页，共九十五页 标标准准(biāozhǔn)的的细细胞胞周周期期第五十二页，共九十五页 细胞周期细胞周期间期间期有丝分裂有丝分裂(yǒu sī fēn liè)期期 DNADNA合成合成(héchéng)(héchéng)前期前期cell cycleinterphasemitotic phase M M期期G G1 1期期 gap1 phaseDNADNA合成合成(héchéng)(héchéng)期期S S期期 synthesis phaseDNADNA合成后期合成后期G G2 2期期 gap2 phase前期前期 prophase中期中期 metaphase后期后期 anaphase末期末期 telophase第五十三页，共九十五页 细胞周期细胞周期时间时间(shíjiān)(shíjiān)( (cell cycle time,TC) ) 指一个指一个(yī ɡè)(yī ɡè)细胞周细胞周期所经历的时间，期所经历的时间，用用T TC C表示 T TG1G1 T TS S T TG2G2 T TM M + + ++ + + =T =TC C第五十四页，共九十五页。
细细 胞胞 类类 型型细胞周期时间细胞周期时间(h)(h)T TC CT TG G1 1 T TS ST TG G2 2T TM M人宫颈癌细胞人宫颈癌细胞222210107 73.53.51.51.5离体培养哺乳动离体培养哺乳动物细胞物细胞20-3020-30 10-1510-156-86-83-63-60.5-10.5-1人直肠上皮细胞人直肠上皮细胞4848333310104 41 1急性粒细胞急性粒细胞2-10d2-10d1-9d1-9d20202-32-31 1不同不同(bù tónɡ)细胞的细胞周期时细胞的细胞周期时间间第五十五页，共九十五页 1 1：：G G0 0期细胞：期细胞：长期停留长期停留(tíngliú)(tíngliú)在在G G0 0期，暂不增殖期，暂不增殖细胞在体内的增殖细胞在体内的增殖(zēngzhí)特性：特性：2 2：终末分化：终末分化(fēnhuà)(fēnhuà)细胞：细胞：失去了增殖能力失去了增殖能力3 3：周期性细胞：：周期性细胞：连续不断分裂连续不断分裂细胞周期概述细胞周期概述成纤维细胞、平滑肌细胞、血管内皮细胞成纤维细胞、平滑肌细胞、血管内皮细胞等等心肌细胞、神经细胞、血红细胞等心肌细胞、神经细胞、血红细胞等造血干细胞、表皮细胞、消化道上皮细胞等造血干细胞、表皮细胞、消化道上皮细胞等第五十六页，共九十五页。
细胞周期各时相及其主要细胞周期各时相及其主要(zhǔyào)事件事件细胞周期概述(ɡài shù)(ɡài shù)G1 1期期 (gap1 phase)DNA合成合成(héchéng)前期前期S期期 (synthesis phase)DNA合成期合成期G2 2期期 (gap2 phase)DNA合成后期合成后期M期期 (mitotic phase) 有丝分裂期有丝分裂期第五十七页，共九十五页 G1 1期期 (gap1 phase) 细胞周期中时间细胞周期中时间(shíjiān)(shíjiān)最长最长, ,变化最大变化最大 [DNA合成合成(héchéng)前期前期]细胞细胞(xìbāo)(xìbāo)的生长的生长R检查点检查点主要是主要是RNARNA、蛋白质、、蛋白质、脂类和糖类的合成脂类和糖类的合成G1 1早期早期: :G1 1晚期晚期: :为为DNA合成作准备合成作准备合成合成DNA聚合酶、触发蛋白聚合酶、触发蛋白存在存在检查点检查点(checkpoint, R) 细胞周期各时相及其主要事件细胞周期各时相及其主要事件R 第五十八页，共九十五页。
RNARNA和蛋白质的合成和蛋白质的合成(héchéng)(héchéng)暂不增殖暂不增殖(zēngzhí)(zēngzhí)细胞细胞(G(G0 0期细胞期细胞) )继续继续(jìxù)(jìxù)增殖细增殖细胞胞(周期性细胞周期性细胞) )不再增殖细胞不再增殖细胞( (不育细胞不育细胞) )R G G1 1期控制点的作用期控制点的作用 第五十九页，共九十五页 S期期 (synthesis phase)进行进行DNADNA复制复制(fùzhì)(fùzhì)，，DNADNA含量增加一倍含量增加一倍[DNA合成合成(héchéng)期期]进行进行(jìnxíng)(jìnxíng)中心体的复制中心体的复制 合成合成组蛋白组蛋白和非组蛋白和非组蛋白细胞周期各时相及其主要事件细胞周期各时相及其主要事件第六十页，共九十五页 成熟促进成熟促进(cùjìn)因子因子MPF合成合成(héchéng)(héchéng)(héchéng)(héchéng)新的新的RNARNA和蛋白质分和蛋白质分子子合成合成(héchéng)(héchéng)剩余的剩余的0.3%0.3%染色体染色体DNADNA 合成微管蛋白合成微管蛋白 G2 2期期 (gap2 phase)[DNA合成后期合成后期]细胞周期各时相及其主要事件细胞周期各时相及其主要事件第六十一页，共九十五页。
周期周期(zhōuqī)(zhōuqī)蛋白蛋白( (cyclin) )周期周期(zhōuqī)(zhōuqī)蛋白依赖性蛋白依赖性激酶激酶( (cyclin-dependent kinase,CDK) )MPF第六十二页，共九十五页 M期期 (mitotic phase) 时间时间(shíjiān)最短，但最短，但形形态结构变化最大态结构变化最大包括包括(bāokuò)核分裂和核分裂和胞胞质分裂质分裂将遗传物质均等地将遗传物质均等地分到两个分到两个(liǎnɡ ɡè)子细胞子细胞中中分为前期、中期、分为前期、中期、后期、末期后期、末期[ [有丝分裂期有丝分裂期]细胞周期各时相及其主要事件细胞周期各时相及其主要事件第六十三页，共九十五页 细胞周期各事件细胞周期各事件(shìjiàn)(shìjiàn)小小结结ØØG1G1期期期期: :是细胞生长、细是细胞生长、细是细胞生长、细是细胞生长、细 胞器形成、胞器形成、胞器形成、胞器形成、RNARNA和蛋和蛋和蛋和蛋 白质合成时期；白质合成时期；ØØS S期期期期: :是是是是DNADNA合成期，合成期，合成期，合成期， 合成染色质相关蛋白，合成染色质相关蛋白，合成染色质相关蛋白，合成染色质相关蛋白， 中心粒复制。
中心粒复制ØØG2G2期：剩余期：剩余期：剩余期：剩余DNADNA的复的复的复的复 制，合成新的制，合成新的制，合成新的制，合成新的RNARNA和和和和 蛋白质ØØM期期 ：：包括前期包括前期(qiánqī)(qiánqī)、中期、、中期、 后期和末期，将遗传物质均等地分到两个子细胞中后期和末期，将遗传物质均等地分到两个子细胞中后期和末期，将遗传物质均等地分到两个子细胞中后期和末期，将遗传物质均等地分到两个子细胞中 第六十四页，共九十五页 细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)细胞周期关键细胞周期关键(guānjiàn)(guānjiàn)事事件件DNADNA复制复制(fùzhì)(fùzhì)细胞分裂细胞分裂 细胞周期的运行是在细胞周期的运行是在严格的调控严格的调控下进行的，下进行的，这是一个这是一个精细而复杂精细而复杂的过程的过程第六十五页，共九十五页 细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)系统细胞周期调控细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)蛋白蛋白成熟成熟(chéngshú)(chéngshú)促进因子促进因子( (maturation promoting factor, MPF)发现发现第六十六页，共九十五页。
细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)系统细胞周期调控细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)蛋白蛋白 发现发现ØCdkCdk 细胞周期蛋白细胞周期蛋白(dànbái)(dànbái)依赖性蛋白依赖性蛋白(dànbái)(dànbái)激激酶酶 （（cyclin-dependent protein kinase））（催化亚基）（催化亚基） ØCyclin Cyclin 细胞周期蛋白细胞周期蛋白 （调节亚基）（调节亚基） MPF是控制细胞进入是控制细胞进入M期的关键因素期的关键因素成熟促进因子成熟促进因子( (maturation promoting factor, MPF)第六十七页，共九十五页 2001年年10月月8日日, ,L. Hartwell、、P. urse、、T. Hunt荣获荣获(rónɡ huò)(rónɡ huò)诺贝尔生理医学奖诺贝尔生理医学奖第六十八页，共九十五页 细胞周期调控细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)蛋白蛋白 种类种类ü CDK:细胞周期蛋白细胞周期蛋白(dànbái)依赖性蛋白依赖性蛋白(dànbái)激酶激酶 以磷酸化的形式作用于细胞周期事件以磷酸化的形式作用于细胞周期事件 ü Cyclin: 细胞周期蛋白细胞周期蛋白(dànbái) 使使 CDK磷酸化和活化的蛋白磷酸化和活化的蛋白 ü CKI: ( (CdK inhibitor) ) CDK抑制因子抑制因子 抑制抑制CDK 活性活性,阻断或延迟细胞周期的进行阻断或延迟细胞周期的进行细胞周期调控系统第六十九页，共九十五页。
Cyclin周期蛋白周期蛋白 含有一段约含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为个氨基酸的保守序列，称为(chēnɡ wéi)(chēnɡ wéi)周期蛋周期蛋白框，介导周期蛋白与白框，介导周期蛋白与CDK结合，不同的周期蛋白框识别不同的结合，不同的周期蛋白框识别不同的CDK,CDK,组成不同的周期蛋白复合体，表现不同的组成不同的周期蛋白复合体，表现不同的CDKCDK激酶活性激酶活性第七十页，共九十五页 周期周期(zhōuqī)蛋白分子结构特蛋白分子结构特征征第七十一页，共九十五页 不同周期蛋白的表达时期不同周期蛋白的表达时期不同，与不同的不同，与不同的CDK结合结合(jiéhé)，调节不同，调节不同CDK激酶激酶的活性 部分哺乳动物和酵母部分哺乳动物和酵母细胞周期蛋白在细胞周细胞周期蛋白在细胞周期中的积累及其与期中的积累及其与CDK激酶活性的关系激酶活性的关系第七十二页，共九十五页 CDK激酶激酶(jīméi) CDK激酶统称为周期蛋白依赖性蛋白激酶，有两个共激酶统称为周期蛋白依赖性蛋白激酶，有两个共同的特点同的特点(tèdiǎn)：：一是含有一段类似的氨基酸序列一是含有一段类似的氨基酸序列二是都可以同周期蛋白结合。
二是都可以同周期蛋白结合 已经命名的已经命名的CDK激酶包括：激酶包括：CDK1-8cdc2最早被最早被发现，被命名为发现，被命名为CDK1 CDK CDK激酶的效应是多方面的，如将核纤层蛋白磷酸激酶的效应是多方面的，如将核纤层蛋白磷酸化导致核纤层解体、核膜消失，将化导致核纤层解体、核膜消失，将H1磷酸化导致染色磷酸化导致染色体的凝缩等等体的凝缩等等第七十三页，共九十五页 与与cdc2类似的类似的CDK蛋白蛋白(dànbái)分子图分子图解解第七十四页，共九十五页 不同类型的不同类型的CDK/cyclinCDK/cyclin复合体复合体第七十五页，共九十五页 CDKI抑制因子：负调控作用抑制因子：负调控作用(zuòyòng)(zuòyòng)，分两大家族：，分两大家族： ①①Ink4(Inhibitor of cdk 4)，如，如: :P16ink4a、、P15ink4b、、P18ink4c、、P19ink4d ②②CIP/Kip(Kinase inhibition protein)：包括：包括P21cip/waf1 (cyclin inhibition protein 1)、、P27kip1(kinase inhibition protein 1)、、P57kip2等等 这些抑制因子与这些抑制因子与cyclincyclin－－CDKCDK复合物复合物结合后合后能抑制大多能抑制大多数数CDK的激酶活性。
的激酶活性CKI: (CdK inhibitor) CDK抑制抑制(yìzhì)因子因子第七十六页，共九十五页 CDK的激活的激活(jī huó)需要需要Thr14和和Tyr15的去磷酸化的去磷酸化Tyr161的磷酸化的磷酸化Weel1可以可以(kěyǐ)促进促进Thr14和和Tyr15的磷酸化的磷酸化Cdc25可以促进可以促进Thr14和和Tyr15的去磷酸化的去磷酸化第七十七页，共九十五页 细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)分子开关分子开关(kāiguān)：：不同的不同的Cyclin-CDK复合物复合物üG1－－CDK：通过：通过(tōngguò)起始点或起始点或R点点üG1/S－－CDK：触发：触发DNA的复制，的复制，G1－－S期的转化期的转化üS－－CDK：进出：进出S期的调控期的调控ü M-CdK：启动：启动M期的开始期的开始第七十八页，共九十五页 G G1 1/S/S期的转化期的转化(zhuǎnhuà)(zhuǎnhuà)Cyclin 转录转录(zhuǎn lù)(zhuǎn lù)活性下降活性下降 CKI直接与直接与CDK或或CdK蛋白蛋白(dànbái)复合体结合复合体结合 G1-CdK活性升高活性升高, ,进一步激起进一步激起G1/S-CdK 和和S-CdK蛋白复合体的活化蛋白复合体的活化 G1早期早期: Cyclin-CDK保持灭活状态保持灭活状态 G1晚期晚期: :G1期期 Cyclin转录活性逐渐升高转录活性逐渐升高细胞周期调控第七十九页，共九十五页。
进出进出(jìnchū)(jìnchū)S S期的调控期的调控S-CdK通过控制通过控制DNA复制复制(fùzhì)的启动以防止的启动以防止重复复制重复复制(fùzhì)ü S-CdK对对DNA复制复制(fùzhì)(fùzhì)启始的调控启始的调控细胞周期调控ü Pre-RC (pre-replication complex)复制前蛋白复合复制前蛋白复合体体的结构保证的结构保证DNA复制的精确性复制的精确性在一个在一个S期内，期内，Pre-RC只行使一次功能只行使一次功能第八十页，共九十五页 Pre-RC ORC (origin recognition complex) 复制复制(fùzhì)起始点识别复合体起始点识别复合体 CDC6 蛋白蛋白(dànbái)MCM 蛋白蛋白(dànbái)复合体复合体与复制起始点与复制起始点DNA结合结合在早在早G1期高表达并与期高表达并与ORC特异性结合特异性结合在在CDC6存在的条件下与存在的条件下与ORC结合结合第八十一页，共九十五页 DNA复制复制(fùzhì)起始调起始调控控每个周期每个周期(zhōuqī)DNA仅复制一次仅复制一次üS-CDK:启动启动DNA的合成的合成(héchéng) 引发引发CDC6与与ORC解离解离 üS-CdK活性持续到活性持续到M期期 üM-CDK也具抑制活性也具抑制活性 üPre-RC在在DNA合成后合成后 保持解离状态保持解离状态 üM末期：末期：M-CdK和和 S-CdK活性均下降至零活性均下降至零 第八十二页，共九十五页。
G G2 2/M/M期的转化期的转化(zhuǎnhuà)(zhuǎnhuà)M期期 cyclin的合成及活性升高的合成及活性升高(shēnɡ ɡāo)(shēnɡ ɡāo)并与并与M-CDK结合结合细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)M-CdK的活化的活化CAK=CDK-Activiting Kinase第八十三页，共九十五页 M-Cdk激酶激酶(jīméi)的活的活性性第八十四页，共九十五页 核纤层蛋核纤层蛋 白白磷酸化磷酸化 染色体凝集染色体凝集(níngjí) 蛋白蛋白磷酸化磷酸化 微管微管(wēi ɡuǎn)结结合蛋合蛋 白白磷酸化磷酸化 GM130 磷酸化磷酸化活化活化(huóhuà)(huóhuà)的的M-CdK激激发发 核膜核膜 破裂破裂 染色体染色体凝集凝集 纺锤体纺锤体形成形成 高尔基体高尔基体内质网重排内质网重排细胞周期调控活化的活化的M-CdK使细胞进入使细胞进入M期期使细胞进入使细胞进入M期期第八十五页，共九十五页 细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)M中期向中期向M后期后期(hòuqī)的转化的转化APC（（anaphase promoting complex）） 促后期促后期(hòuqī)蛋白复合体蛋白复合体通过泛素化途径使通过泛素化途径使M期期cyclin降解降解促使染色体的两个单体分开促使染色体的两个单体分开完成完成M中期向中期向M后期的转化后期的转化第八十六页，共九十五页。
末期末期(mòqī)M-CdK活性最低活性最低间期间期前期前期(qiánqī)中期中期(zhōngqī)晚后期晚后期cyclinCDKM-CdK活性最高活性最高合成合成无活性无活性cyclin活性活性APCAPC泛素化泛素化蛋白酶体蛋白酶体被降解的被降解的M-cyclin第八十七页，共九十五页 检查点检查点在细胞周期调控在细胞周期调控(diào kònɡ)(diào kònɡ)中的中的作用作用 是细胞周期调控的一种机制是细胞周期调控的一种机制(jīzhì)，主要是，主要是确保细胞周期中每一事件都按严格的确保细胞周期中每一事件都按严格的先后顺先后顺序序进行并与进行并与外界环境因素外界环境因素相联系细胞周期细胞周期检查点检查点（（checkpoint，，R））G1 CheckpointG2 CheckpointSpindle assembly Checkpoint第八十八页，共九十五页 细胞体积细胞体积(tǐjī)(tǐjī)、、RNARNA含含量量营养物质、温度、营养物质、温度、pHpH等等 DNADNA复制复制是否是否(shì fǒu)(shì fǒu)完成完成纺锤体组装纺锤体组装(zǔ zhuānɡ)(zǔ zhuānɡ)细胞大小细胞大小DNADNA是否损伤是否损伤细胞周期的检查点细胞周期的检查点第八十九页，共九十五页。
生长因子生长因子G1-CDKG1-cyclinS-CdK组装组装(zǔ zhuānɡ)Pre-RCPre-RCDNA复制复制(fùzhì)活化活化(huóhuà)M-CDK中期中期活化活化APC后期后期M-cyclin泛素化泛素化M- cyclin第九十页，共九十五页 细胞周期同步化细胞周期同步化使处于细胞周期使处于细胞周期不同不同(bù tónɡ)阶段阶段的细胞的细胞共同进共同进入入细胞周期中细胞周期中相同阶段相同阶段的过程的过程选择选择(xuǎnzé)同同步化步化诱导诱导(yòudǎo)同步同步化化密度梯度离心法密度梯度离心法有丝分裂选择法有丝分裂选择法DNA合成阻断法合成阻断法中期阻断法中期阻断法常用方法常用方法第九十一页，共九十五页 第九十二页，共九十五页 细胞增殖细胞增殖(zēngzhí)(zēngzhí)异常导致的人体疾病异常导致的人体疾病细胞增殖细胞增殖(zēngzhí)(zēngzhí)抑制性疾病：抑制性疾病：细胞细胞(xìbāo)(xìbāo)增殖失控性疾病：增殖失控性疾病：肿瘤肿瘤贫血贫血不育不育艾滋病艾滋病第九十三页，共九十五页 思考思考(sīkǎo)1.1.细胞周期各时相划分及其主要细胞周期各时相划分及其主要(zhǔyào)事件事件.2. 细胞周期调控细胞周期调控(diào kònɡ)蛋白的分蛋白的分类类.3. 如何保证保证如何保证保证DNA复制的精确性复制的精确性.4. 举例说明检查点在细胞周期调控中举例说明检查点在细胞周期调控中的作用的作用.复习细胞分化：包括第十章第一节（干细胞）复习细胞分化：包括第十章第一节（干细胞）第九十四页，共九十五页。
内容(nèiróng)总结第九章 细胞(xìbāo)增殖与分化细胞(xìbāo)仅进行一次DNA复制，随后进行两次细胞(xìbāo)分裂合成组蛋白和非组蛋白cdc2最早被发现，被命名为CDK1G1－CDK：通过起始点或R点M-CdK：启动M期的开始G1晚期:G1期 Cyclin转录活性逐渐升高M末期：M-CdK和M期 cyclin的合成及活性升高并与M-CDK结合活化的M-CdK使细胞(xìbāo)进入M期M中期向M后期的转化完成M中期向M后期的转化第九十五页，共九十五页。
