细胞生物学：第13章 细胞周期与细胞分裂

细胞周期中不同时相及其主要事件
1. G1期：从上次分裂结束到S期开始前的一段间歇期 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（与DNA合成启动相关）
2. S期：synthesis phase，即DNA合成期 除合成DNA外, 还合成组蛋白，共同组成核
小体串珠结构
3. G2期：DNA合成后(S期)到有丝分裂前的一个间歇期 合成一定数量的蛋白质和RNA分子
分裂周期非常正常，进行连续分裂
终末分化细胞：
永久性失去了分裂能力的细胞、是高度特化的细胞, 如红细胞、肌细胞等
静止期细胞(或Go期细胞)：
暂时脱离细胞周期，停止细胞分裂，但在某些条件的 诱导下重新进入细胞周期。多发生在G1期
如肝细胞, 平时不分裂，在外科手术切除部分肝组成 后可以诱导进入细胞分裂
G0期细胞多 在G1期发生
二、有丝分裂Mitosis
有丝分裂包括核分裂和胞质分裂两个过程。由于 这一时期的主要特征是出现纺锤丝，故称为有丝 分裂。通过纺锤丝的形成和运动可将S期复制的 DNA平均分配到两个子细胞，以保证遗传的连续 性和稳定性
前期(prophase) 前中期(prometaphase) 中期(metaphase) 后期(anaphase) 末期(telophase) 胞质分裂(cytokinesis)
3.中期(metaphase)
细胞周期长短测定
1. 脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法 早期采用的方法
2. 流式细胞仪测定法(Flow Cytometry) 基本原理：G1期DNA含量1C，G2/M期为2C， S期介于两者之间
细胞周期同步化(synchronization)
1. 自然同步化 ：自然界存在的细胞周期同步的群体 2. 人工同步化：通过人工选择或人工诱导
第13章 细胞周期与细胞分裂
重点内容
•细胞周期的关键事件 •有丝分裂和减数分裂过程及其生理学意义的异同
细胞增殖(cell proliferation)的意义
◆细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一，是生 物繁育的基础： 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(受精卵)分裂发育而来； 成体仍需要细胞增殖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。
细菌在快速生长情况下，存在快速分裂和最基本 的DNA复制速度之间的矛盾： •完成一轮DNA复制需要70min (DNA复制之前需 10min准备;DNA复制40min ；复制后需20min分裂)
•但细菌每分裂一次只需35min
•细菌在快速生长时，上一次分裂结束时，DNA已复 制一半，细胞分裂后立即开始下一轮的DNA复制 （见P399 图12-12）
3.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；
特点：
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；
植物细胞以形成中间板的形式进行胞质分裂；
4. 细菌的细胞周期
慢生长细菌的细胞周期过程与真核细胞周期过程 有一定相似之处。基本具备四个时期
特殊的细胞周期
1. 早期胚胎细胞的细胞周期
卵细胞已经积累了大量营养物 质，因此受精后迅速卵裂，G1 和G2期很短，以致认为早期胚 胎细胞周期仅含有S和M期
2. 酵母细胞的细胞周期 酵母的细胞周期与标准细胞周期在时相和调控方
面相似 酵母细胞周期的特点:
酵母细胞周期持续时间较短（90min）；细胞分 裂过程属于封闭式，即在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 主要包括：芽殖酵母和裂殖酵母
4. M期：mitotic phase，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 其他物质分配给子细胞。
细胞周期时间：不同细胞间长短差异大
细胞周期时间长短主要差别在G1期，S+G2+M的时 间变化较小，尤其M期持续的时间最稳定（30min）
芽殖酵母：以出芽方式进行分裂
可根据芽体大小观察细胞周期进程：G1期卵圆形；出 芽后进入S期，开始DNA复制和纺锤体装配；经过短暂 的G2期，进入M期，细胞核一分为二，再经过胞质分 裂，形成两个大小不等的细胞
裂殖酵母：呈棒状
可通过测定细胞长度确定细胞周期进程：G1期短棒状； 细胞长度增加到一定长度进入S期；G2期继续增长才进 入M期，细胞核一分为二，再经过胞质分裂，形成两个 大小相等的细胞
1）选择同步化：从不同时期细胞中挑选 有丝分裂选择法：单层培养时，分裂期细胞易脱落 密度梯度离心法：不同时期细胞的体积和重量差异
2）诱导同步化 ：用药物诱导细胞同步
DNA合成阻断法：TdR和羟基尿等DNA合成抑制剂 将细胞抑制在DNA合成期，去除抑制剂即可同步
分裂中期阻断法 用秋水仙素等药物抑制细胞分裂器的形成，阻断 在细胞分裂中期，去除抑制剂即可同步
1. 前期(prophase)
特征： 染色质开始浓缩成早期染色体（含两条染色单体） 在中心体周围纺锤体(mitotic spindle)开始装配 Golgi体、ER等细胞器解体，形成小的膜泡 在前期末，染色体主缢痕部位形成动粒(kinetochore)
2. 前中期(prometaphase)
特征： 核膜破裂成小的膜泡，核纤层解体； 染色体进一步变短变粗，形成X形染色体； 纺锤体组装：动粒微管与染色体的动粒结合；极 微管形成； 染色体开始移向赤道板
Hale Waihona Puke Baidu
第一节 细胞周期与细胞分裂
一、细胞周期cell cycle
定义：是指连续进行有丝分裂的细胞从一次分裂结 束开始到第二次分裂结束为止的顺序变化过程。
细胞周期时相组成: G1期
间期(interphase) S期
G2期 M phase (Mitosis)
标准的细胞周期：4时期
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，但在多细胞机体中, 细胞的分裂行为有所差异。 可将真核生物细胞分为三类: 周期中细胞 (cycling cell)：