细胞周期与细胞分裂ppt课件
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细胞周期与细胞分裂(共92张PPT)
由于染色体的凝集，核仁中的DNA分别参加到各自 所属的染色体的组装中，核仁中的RNA和蛋白质分
散在细胞质中。
48
S、G2 期高度磷酸化
Rb蛋白
转录因子
转录因子活
化 / 激活
被磷酸化
调节细胞周期过程
转录因子被释放
36
5) 射线或化学因素引起的DNA损伤
可阻止G1期进入S期、G2期进入有丝分裂。
37
细胞周期检验点（check point）
38
细胞分裂
原核细胞的增殖：简单的一分为二，速度快。 真核细胞的增殖
MPF
核纤层蛋 白磷酸化
核膜破裂
组蛋白H1磷 酸化
染色体凝集
相关蛋白磷 酸化
纺锤体形成
相关蛋白磷 酸化
骨架和细胞 器重排
M期开始
27
影响细胞周期的其它因素
1）、生长因子：目前发现的多达几十种，多数有促进细胞增殖的功能，故又称有丝分裂原
（mitogen）
自分泌
来源
旁分泌
PDGF ( platelet-derived growth factor ) 血小板生长因子
★无丝分裂(amitosis)
✓不形成纺锤丝 ✓也不形成染色体
直接分裂 (direct division)
★有丝分裂 (mitosis)
✓形成纺锤丝
✓出现细丝状染色质
细胞周 期
★减数分裂 (meiosis)
✓形成纺锤丝
✓出现细丝状染色质
✓染色体数量减半
40
一、无丝分裂（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。
10
G0期
散在细胞质中。
48
S、G2 期高度磷酸化
Rb蛋白
转录因子
转录因子活
化 / 激活
被磷酸化
调节细胞周期过程
转录因子被释放
36
5) 射线或化学因素引起的DNA损伤
可阻止G1期进入S期、G2期进入有丝分裂。
37
细胞周期检验点（check point）
38
细胞分裂
原核细胞的增殖：简单的一分为二，速度快。 真核细胞的增殖
MPF
核纤层蛋 白磷酸化
核膜破裂
组蛋白H1磷 酸化
染色体凝集
相关蛋白磷 酸化
纺锤体形成
相关蛋白磷 酸化
骨架和细胞 器重排
M期开始
27
影响细胞周期的其它因素
1）、生长因子：目前发现的多达几十种，多数有促进细胞增殖的功能，故又称有丝分裂原
（mitogen）
自分泌
来源
旁分泌
PDGF ( platelet-derived growth factor ) 血小板生长因子
★无丝分裂(amitosis)
✓不形成纺锤丝 ✓也不形成染色体
直接分裂 (direct division)
★有丝分裂 (mitosis)
✓形成纺锤丝
✓出现细丝状染色质
细胞周 期
★减数分裂 (meiosis)
✓形成纺锤丝
✓出现细丝状染色质
✓染色体数量减半
40
一、无丝分裂（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。
10
G0期
第十三章 细胞周期与细胞分裂
中心体的分离：移动素类蛋白（KRPs） 胞质动力蛋白（dynein）
纺锤体的形态结构
二、细胞分裂（cell division）
细胞分裂的类型 有丝分裂（mitosis）
减数分裂（meiosis）
（一）细胞分裂的类型
细胞分裂分为无丝分裂（amitosis） 、有丝分裂（mitosis）和减 数分裂（meiosis）三种类型。
在差别进行分离。
— 优点：可用于任何悬浮培养的细胞。 — 缺点：同步化程度低。
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、高浓度ADR 、GDR和TDR，均可抑制DNA合成使细胞同步化。
纺锤体位于细胞核内； 在一定的环境下可以进行有性繁殖。
裂殖酵母细胞周期
芽殖酵母细胞周期
植物细胞的细胞周期
植物细胞周期的时相和动物细胞的标准细胞周期相似，都含
有G1、G2、S、M期。
植物细胞没有中心体，但细胞分裂时可以正常组装纺锤体； 植物细胞的形态不发生变化，以形成中间板的形式进行
胞质分裂。
核膜破裂，以小膜泡的形式分散在细胞质中； 核纤层蛋白的磷酸化使核纤层解聚成核纤层蛋白； 前期纺锤体形成：细胞核周围的纺锤体侵入到细胞的中心
区，部分纺锤体微管结合到染色体的动粒上。
中期（metaphase）
中期是指染色体排列到赤道面上，到姊妹染色单体开始分 向两极的一段时间，动物染色体呈辐射状排列。染色体两 边的牵引力达到平衡。
植物细胞成膜体的形成
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
纺锤体的形态结构
二、细胞分裂（cell division）
细胞分裂的类型 有丝分裂（mitosis）
减数分裂（meiosis）
（一）细胞分裂的类型
细胞分裂分为无丝分裂（amitosis） 、有丝分裂（mitosis）和减 数分裂（meiosis）三种类型。
在差别进行分离。
— 优点：可用于任何悬浮培养的细胞。 — 缺点：同步化程度低。
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、高浓度ADR 、GDR和TDR，均可抑制DNA合成使细胞同步化。
纺锤体位于细胞核内； 在一定的环境下可以进行有性繁殖。
裂殖酵母细胞周期
芽殖酵母细胞周期
植物细胞的细胞周期
植物细胞周期的时相和动物细胞的标准细胞周期相似，都含
有G1、G2、S、M期。
植物细胞没有中心体，但细胞分裂时可以正常组装纺锤体； 植物细胞的形态不发生变化，以形成中间板的形式进行
胞质分裂。
核膜破裂，以小膜泡的形式分散在细胞质中； 核纤层蛋白的磷酸化使核纤层解聚成核纤层蛋白； 前期纺锤体形成：细胞核周围的纺锤体侵入到细胞的中心
区，部分纺锤体微管结合到染色体的动粒上。
中期（metaphase）
中期是指染色体排列到赤道面上，到姊妹染色单体开始分 向两极的一段时间，动物染色体呈辐射状排列。染色体两 边的牵引力达到平衡。
植物细胞成膜体的形成
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
细胞周期与分裂(共50张PPT)
。
Defects in the checkpoint can lead to cancer
DNA的复制 中心体复制
细胞大小
环境因素
没有检验点会导致染色体的错误分离
纺锤体装配检验点
染色体是否与 纺锤体相连
细胞大小
营养条件 生长因子
DNA损伤
肿瘤细胞失去这些checkpoints，在没有环境刺激信 号时和DNA受损时，仍继续分裂
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。
（一）减数分裂前间期
◆可人为的分为G1、S、G2三个时期 ◆ S期持续时间长
◆S期复制DNA总量的99.7%-99.9% ◆大多数生物细胞核大于体细胞,染色质多为异染色质
G1期检验点：芽殖酵母——起始点； 其他真核细胞——限制点/检验点
是G1期的一个基本事件，由内外因素共同作用完成。
三种命运
连续分裂细胞 (如骨髓细胞)
休眠细胞 (G0期)（如肝细胞） 终端分化细胞 (如神经细胞)
在细胞周期中至少有三个检验点
检验点：指细胞周期的某些关键时刻，存在一套监控机制，调控周 期各 时相有序而适时地进行更迭，并使周期序列过程中后一个事件的开始依赖 于前一个事件的完成，从而保证周期事件高度有序地完成。 从分子水平看，检验点是作用于细胞周期转换时序的调控信号通路，以
Visible evidence of crossing over
·不同细胞的细胞周期时间差异很大
T 75 ③DNA与组蛋白组装成核小体。
细胞增殖G是1生物繁育的基础。
Defects in the checkpoint can lead to cancer
DNA的复制 中心体复制
细胞大小
环境因素
没有检验点会导致染色体的错误分离
纺锤体装配检验点
染色体是否与 纺锤体相连
细胞大小
营养条件 生长因子
DNA损伤
肿瘤细胞失去这些checkpoints，在没有环境刺激信 号时和DNA受损时，仍继续分裂
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。
（一）减数分裂前间期
◆可人为的分为G1、S、G2三个时期 ◆ S期持续时间长
◆S期复制DNA总量的99.7%-99.9% ◆大多数生物细胞核大于体细胞,染色质多为异染色质
G1期检验点：芽殖酵母——起始点； 其他真核细胞——限制点/检验点
是G1期的一个基本事件，由内外因素共同作用完成。
三种命运
连续分裂细胞 (如骨髓细胞)
休眠细胞 (G0期)（如肝细胞） 终端分化细胞 (如神经细胞)
在细胞周期中至少有三个检验点
检验点：指细胞周期的某些关键时刻，存在一套监控机制，调控周 期各 时相有序而适时地进行更迭，并使周期序列过程中后一个事件的开始依赖 于前一个事件的完成，从而保证周期事件高度有序地完成。 从分子水平看，检验点是作用于细胞周期转换时序的调控信号通路，以
Visible evidence of crossing over
·不同细胞的细胞周期时间差异很大
T 75 ③DNA与组蛋白组装成核小体。
细胞增殖G是1生物繁育的基础。
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。
细胞分裂与细胞周期
Hela 人腺癌 人羊膜
Tc
87 64 151 47.5 15 24 20 76.5 19.4
TG1
75 37.7 139 28 3.5 10 8 55 9.8
TS
7.2 21.7 6.2 16 8 11.5 6 15.4 6.8
TG2
4.1 3 5.3 1.8 2 2 4.5 4.12 2.2
Tm
后期
后期Ａ与后期Ｂ
染色体向两极运动的机理：
微管解聚
微管滑动
（五）末期（telophase）
特。点：子细胞核的形成 染色体解螺旋成染色质 核膜重新形成 核仁重现
末期
末期的主要变化
（六）胞质分裂(cytokinesis)
出现在后期末或末期初，动 物细胞是通过收缩环实现的 ，在细胞中部发生缢缩，致 使细胞膜在此处断裂，形 成两个子细胞。
（一）前期（prophase）
主要特征： ①染色质凝集（M期开始标志）
②分裂极的确定 ③核仁缩小并解体
1. 染色质凝集成染色体
染色体形成； 核仁逐渐分解最终消失。
凝缩蛋白（condensin）
粘连蛋白（cohesin)
2.分裂极确定
在前期，伴随着染色质的凝集， 原分布于细胞同一侧的两个中心体 开始沿核膜外围分别向细胞两极移 动，它们最后所到达的位置将决定 细胞分裂极。
S期主要特点：
1.DNA的复制 2.组蛋白的合成 3.核小体组装
1. DNA复制是细胞分裂的基础
半保留复制，保证了遗传物质的稳定性。
DNA复制过程显示复制的半不连续性
2. 组蛋白的合成与DNA的复制
羟基脲阿 糖胞苷
DNA 合成 抑制物
组蛋白合成停止 S期
Tc
87 64 151 47.5 15 24 20 76.5 19.4
TG1
75 37.7 139 28 3.5 10 8 55 9.8
TS
7.2 21.7 6.2 16 8 11.5 6 15.4 6.8
TG2
4.1 3 5.3 1.8 2 2 4.5 4.12 2.2
Tm
后期
后期Ａ与后期Ｂ
染色体向两极运动的机理：
微管解聚
微管滑动
（五）末期（telophase）
特。点：子细胞核的形成 染色体解螺旋成染色质 核膜重新形成 核仁重现
末期
末期的主要变化
（六）胞质分裂(cytokinesis)
出现在后期末或末期初，动 物细胞是通过收缩环实现的 ，在细胞中部发生缢缩，致 使细胞膜在此处断裂，形 成两个子细胞。
（一）前期（prophase）
主要特征： ①染色质凝集（M期开始标志）
②分裂极的确定 ③核仁缩小并解体
1. 染色质凝集成染色体
染色体形成； 核仁逐渐分解最终消失。
凝缩蛋白（condensin）
粘连蛋白（cohesin)
2.分裂极确定
在前期，伴随着染色质的凝集， 原分布于细胞同一侧的两个中心体 开始沿核膜外围分别向细胞两极移 动，它们最后所到达的位置将决定 细胞分裂极。
S期主要特点：
1.DNA的复制 2.组蛋白的合成 3.核小体组装
1. DNA复制是细胞分裂的基础
半保留复制，保证了遗传物质的稳定性。
DNA复制过程显示复制的半不连续性
2. 组蛋白的合成与DNA的复制
羟基脲阿 糖胞苷
DNA 合成 抑制物
组蛋白合成停止 S期
第十三章 细胞周期与细胞分裂
1. 早期胚胎细胞的细胞周期 2. 酵母细胞的细胞周期 3. 植物细胞的细胞周期 4. 细菌的细胞周期
（一）早期胚胎细胞的细胞周期
a. 细胞在成熟过程已经积累了大量的物质，不需要临时 合成物质。 b. G1期、G2期非常短，以至于认为细胞周期只有S期和 M期。 c.子细胞在G1期、G2期不生长，越分裂体积越小。 d. 参与细胞周期的调控因子和调控机制和标准的细胞周期 比较一致。
细胞类型
G0期细胞
物学功能，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期的 细胞，如结缔组织的成纤维细胞、淋巴细胞、肝、肾
细胞等。
指不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力，保持生理
终末分化细胞
机能活动的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、 多
形核细胞等。
二、细胞周期中不同时相及其主要事件
细胞分裂间期(interphase) : G1→ S → G2
一、有丝分裂(Mitosis):
• 意义：保证了携带遗传信息的染色体一代代以相 同的染色体数目传递下去，从而维持了遗传的稳
定性。
• 有丝分裂过程可人为的划分为分裂间期和分裂期,
其中包括前期、前中期、中期、后期、末期和胞
质分裂6个时期，前5个是相互连续的核分裂过程， 胞质分裂则相对独立。
高等动物细胞有丝分裂过程
① 不进行胞质分裂，形成二核或多核细胞； ② 染色体后期不开，形成多倍体； ③ 细胞周期中缺少M期，核染色体反复加倍 而不分开，形成多线染色体； ④ 体细胞进行减数分裂，形成单倍体；
二、减数分裂(Meiosis):
• 减数分裂：
是细胞只进行一次DNA复制，随后进行两次分裂， 中末或配子减数分裂 染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂。
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
（一）早期胚胎细胞的细胞周期
a. 细胞在成熟过程已经积累了大量的物质，不需要临时 合成物质。 b. G1期、G2期非常短，以至于认为细胞周期只有S期和 M期。 c.子细胞在G1期、G2期不生长，越分裂体积越小。 d. 参与细胞周期的调控因子和调控机制和标准的细胞周期 比较一致。
细胞类型
G0期细胞
物学功能，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期的 细胞，如结缔组织的成纤维细胞、淋巴细胞、肝、肾
细胞等。
指不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力，保持生理
终末分化细胞
机能活动的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、 多
形核细胞等。
二、细胞周期中不同时相及其主要事件
细胞分裂间期(interphase) : G1→ S → G2
一、有丝分裂(Mitosis):
• 意义：保证了携带遗传信息的染色体一代代以相 同的染色体数目传递下去，从而维持了遗传的稳
定性。
• 有丝分裂过程可人为的划分为分裂间期和分裂期,
其中包括前期、前中期、中期、后期、末期和胞
质分裂6个时期，前5个是相互连续的核分裂过程， 胞质分裂则相对独立。
高等动物细胞有丝分裂过程
① 不进行胞质分裂，形成二核或多核细胞； ② 染色体后期不开，形成多倍体； ③ 细胞周期中缺少M期，核染色体反复加倍 而不分开，形成多线染色体； ④ 体细胞进行减数分裂，形成单倍体；
二、减数分裂(Meiosis):
• 减数分裂：
是细胞只进行一次DNA复制，随后进行两次分裂， 中末或配子减数分裂 染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂。
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
13细胞周期与细胞分裂
第十三章 细胞周期与细胞分裂
Cell Cycle and Cell Division
第十三章 细胞周期与细胞分裂
细胞周期
细胞分裂
细胞增殖的生物学意义：
细胞增殖（cell proliferation）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，细胞增殖是多细胞生物繁殖基础； 成体生物仍需要细胞增殖，以取代衰老、 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；
无丝分裂的特点：
不形成纺缍体，也不形成染色体； 遗传物质不一定平均分配到两个子细胞；
一.有丝分裂
有丝分裂：
有丝/间接分裂（mitosis/indirect division）是真核生物体细胞的主要增殖方式，保证每 个子细胞得到一套完整的染色体组、相应的细胞质 成分和细胞器；这一过程由有丝分裂器完成； 由Fleming（1882）和Strasburger （1880）发现;
第十三章 细胞周期与细胞分裂 第二节 细胞分裂
原核细胞分裂：分裂方式简单，细胞周期短；
细胞分裂
真核细胞分裂
无丝分裂 有丝分裂 减数分裂
无丝分裂：
无丝/直接分裂（amitosis/direct division）是指处于间期的细胞核拉长呈哑铃形，中央 部分变细断开，细胞随之分裂成而个； 由R. Remak（1841）发现于鸡胚血细胞;
2. S期：
DNA的复制： 顺序性: 早期合成GC含量较高的DNA序 列（常染色质）；兼性异染色质次之；晚期合成 AT较高的DNA序列（结构异染色质）； 类型：连续型和非连续型： 组蛋白和非组蛋白（染色质蛋白质）的合成; 染色质的组装； 中心粒的合成；
Cell Cycle and Cell Division
第十三章 细胞周期与细胞分裂
细胞周期
细胞分裂
细胞增殖的生物学意义：
细胞增殖（cell proliferation）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，细胞增殖是多细胞生物繁殖基础； 成体生物仍需要细胞增殖，以取代衰老、 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；
无丝分裂的特点：
不形成纺缍体，也不形成染色体； 遗传物质不一定平均分配到两个子细胞；
一.有丝分裂
有丝分裂：
有丝/间接分裂（mitosis/indirect division）是真核生物体细胞的主要增殖方式，保证每 个子细胞得到一套完整的染色体组、相应的细胞质 成分和细胞器；这一过程由有丝分裂器完成； 由Fleming（1882）和Strasburger （1880）发现;
第十三章 细胞周期与细胞分裂 第二节 细胞分裂
原核细胞分裂：分裂方式简单，细胞周期短；
细胞分裂
真核细胞分裂
无丝分裂 有丝分裂 减数分裂
无丝分裂：
无丝/直接分裂（amitosis/direct division）是指处于间期的细胞核拉长呈哑铃形，中央 部分变细断开，细胞随之分裂成而个； 由R. Remak（1841）发现于鸡胚血细胞;
2. S期：
DNA的复制： 顺序性: 早期合成GC含量较高的DNA序 列（常染色质）；兼性异染色质次之；晚期合成 AT较高的DNA序列（结构异染色质）； 类型：连续型和非连续型： 组蛋白和非组蛋白（染色质蛋白质）的合成; 染色质的组装； 中心粒的合成；
第13章+细胞周期与细胞分裂
12
3. G2期(G期)到有丝分裂前的一个间 歇期；
◆通过G2期后细胞即进入M期，但细胞能否 进入M期受到G2期检验点的控制。G2检验 点检查DNA是否完成复制、DNA损伤是 否得到修复、细胞是否生长到合适大小， 环境因素是否有利于细胞分裂等。
13
4. M期：
46
●动物细胞胞质分裂
◆动物细胞胞 质分裂大体分 为4个连续的 步骤：分裂沟 的定位、收缩 环形成、收缩 环收缩、细胞 膜融合与子细 胞形成。
47
◆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)。
◆分裂沟的定位与星体微管和细胞皮层的相 互作用有关。
◆胞质分裂开始时，肌动蛋白和肌球蛋白在 细胞中间位置装配成收缩环 (contractile ring)。收缩环中肌动蛋白纤维与肌球蛋白 相对滑行导致收缩环收缩，收缩环处细胞 膜融合并形成两个子细胞。
56
有丝分裂过程中核被膜和核纤层的动态变化
57
纺锤体装配
• 前中期的标志性事件之二是完成纺 锤体装配，形成有丝分裂器。构成 纺锤体的微管可分为3种类型：星 体微管、动粒微管和极微管。
58
纺锤体微管的类型
星体微管、动粒微管和极微管三 种微管共同构成有丝分裂纺锤体
59
• 纺锤体组装涉及微管在中心体周围的组装 和已完成复制的中心体的分离。中心体的 分离需要驱动蛋白相关蛋白(kinesinrelated proteins, KRPs)和细胞质动力蛋白 (dynein)等马达蛋白的作用。
(一) 自然同步化
(二) 人工同步化
1. 选择同步化 2. 诱导同步化
16
(一) 自然同步化：
• 细胞自然同步化现象存在于动、植物及粘菌中。 如粘菌的变形体plasmodia，只进行核分裂而 不进行细胞质分裂，结果形成多核体结构。多 核体处于同一细胞质环境中进行同步化分裂。
3. G2期(G期)到有丝分裂前的一个间 歇期；
◆通过G2期后细胞即进入M期，但细胞能否 进入M期受到G2期检验点的控制。G2检验 点检查DNA是否完成复制、DNA损伤是 否得到修复、细胞是否生长到合适大小， 环境因素是否有利于细胞分裂等。
13
4. M期：
46
●动物细胞胞质分裂
◆动物细胞胞 质分裂大体分 为4个连续的 步骤：分裂沟 的定位、收缩 环形成、收缩 环收缩、细胞 膜融合与子细 胞形成。
47
◆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)。
◆分裂沟的定位与星体微管和细胞皮层的相 互作用有关。
◆胞质分裂开始时，肌动蛋白和肌球蛋白在 细胞中间位置装配成收缩环 (contractile ring)。收缩环中肌动蛋白纤维与肌球蛋白 相对滑行导致收缩环收缩，收缩环处细胞 膜融合并形成两个子细胞。
56
有丝分裂过程中核被膜和核纤层的动态变化
57
纺锤体装配
• 前中期的标志性事件之二是完成纺 锤体装配，形成有丝分裂器。构成 纺锤体的微管可分为3种类型：星 体微管、动粒微管和极微管。
58
纺锤体微管的类型
星体微管、动粒微管和极微管三 种微管共同构成有丝分裂纺锤体
59
• 纺锤体组装涉及微管在中心体周围的组装 和已完成复制的中心体的分离。中心体的 分离需要驱动蛋白相关蛋白(kinesinrelated proteins, KRPs)和细胞质动力蛋白 (dynein)等马达蛋白的作用。
(一) 自然同步化
(二) 人工同步化
1. 选择同步化 2. 诱导同步化
16
(一) 自然同步化：
• 细胞自然同步化现象存在于动、植物及粘菌中。 如粘菌的变形体plasmodia，只进行核分裂而 不进行细胞质分裂，结果形成多核体结构。多 核体处于同一细胞质环境中进行同步化分裂。
第13章 细胞周期与细胞分裂(共92张PPT)
胞质分裂期
29
30
H1组蛋白的磷酸化诱导染色质由线形经过
螺旋化、折叠和包装等过程形成
。
前期末 形成。
，分裂极确定，中心体复制完成， 移向
两极，参与纺锤体的装配。
核仁在前期末缩小并消失，rDNA缩回染色
体的次缢痕处。
31
前期两个中心体向两极移动
32
前中期是指核膜破裂到染色体排列到赤道板之前的这段时间。
可以得到准确的细胞周期时间及分裂间 ② 染色体后期不开，或者进行核内有丝分裂，形成多倍体；
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)。
子细胞在G1期、G2期不生长，越分裂体积越小。
期和分裂期的准确时间。 G1期：与DNA合成启动相关，rRNA、蛋白质、糖类、脂质等开始合成;染色质去凝集.
54
55
着丝粒：是指染色体主缢痕部位的染色质，它把姊妹染色体 单体连
接在一起，并把染色体分成两个臂。
动粒：是位于着丝粒两侧由蛋白质构成的三层盘状或球状结构。和纺锤 体相连，与染色体的向极移动有关。
动粒的结构：内层（着丝粒染色质） 中层（细纤维横跨）
外层（微管）：
56
57
➢ 概念： 由微管和微管蛋白组成的参与染色体向 极移动的纺 锤式结构。
◆细胞增殖(cell proliferation)是细胞生命 活动的重要特征之一,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种细胞类型。
– 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。
1
细胞周期 细胞分裂
2
细胞周期概述
细胞分裂与细胞周期
4. 末期Ⅰ
两个子代细胞形成，各含比亲代细胞（2n）少一半的染 色体（n），每条染色体着丝粒上连接有两条染色单体。
(二)间期 第一次减数分裂后出现短暂的间期，此期不发生DNA合 成，无染色体复制，直接进入第二次减数分裂。 第二次减数分裂与有丝分裂过程相似
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数分裂过程示意图
减数分裂与有丝分裂的比较
G1晚期：cyclinE合成，与Cdk2结合，活化其它一些转
录因子，与DNA复制相关基因的表达启动，产生DNA合成 所需酶与蛋白质，为细胞进入S期做准备。
② cyclin-Cdk复合物被cyclin-Cdk抑制蛋白降解
G1早期：S期cyclin-Cdk与S期cyclin-Cdk抑制蛋白结合， 活性丧失； G1晚期： S期cyclin-Cdk抑制蛋白在G1期cyclin-Cdk复合物作用下
意义： 保证有性生殖的生物上下代在染色体数目上的恒定。 奠定了生物变异及多样性的基础。
(一)第一次减数分裂 可分为：前期I、中期I、后期I、末期I。前期I细胞发生的生
化和形态变化最为复杂。
第一次减数分裂完成的主要标志是：同源染色体分离。
1. 前期Ⅰ 主要特征：
持续时间长，从数周到数十年不等；
分裂结束所经历的过程称为一个细胞周期。
分裂期 核分裂 胞质分裂 G1期(DNA合成前期) 分裂间期 S 期(DNA合成期) G2期(DNA合成后期)
细胞周期
在高等生物中，一个细胞周期通常持续12～32h，
分裂期所需时间较短。 G1期是影响细胞周期时间的关键 。
人体细胞细胞周期时间是24小时
⑸ 终变期：同源染色体凝集成短棒状；交叉端化继续进行；
核仁消失，核膜解体，纺锤体形成；染色体开始移向赤道面。
《细胞周期》PPT课件
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2
第一节 基本概念
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3
一、什么是细胞周期
• 由细胞分裂结束开始到下一次细胞分裂终了所经历的全过程， 叫细胞周期。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):细胞分裂开始到结束。
• 减数分裂细胞有有高度的同步性；而有丝分裂的细胞不具 同步性，是陆续进行。
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34
二、分裂期
• （一）减数分裂I • 1、前期I • 减数分裂的特殊过程主要发生在前期I ，通常分为5个时期：
①细线期（leptotene ），②合线期（偶线期） （zygotene ），③粗线期（pachytene），④双线期 （diplotene），⑤终变期（diakinesis）。
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13
精选课件ppt
14
（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。
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15
42
有 丝 分 裂 与 减 数 分 裂 的 比 较
精选课件ppt
43
①有丝分裂是体细胞的分裂方式，减数分裂主要是细胞产 生配子的过程。
②有丝分裂是DNA复制一次, 分裂一次, 染色体由2n→2n; 减数分裂是两次细胞周期, DNA复制一次, 细胞分裂两次, 染色体由2n→1n。
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38
39
+ 女性卵巢中卵母细胞约从胚胎期第五个月 开始进入前期I的双线期，可保持几十年
如何调控的
4
NATURE|VOL 426 | 18/25 DECEMBER 2003 , 759
5
+ 周期中细胞 （cycling cell）
+ G0 期细胞 （静止期 细胞， quiescent cell）
+ 终末分化细胞 （terminally differentiated cell）
/wikipedia/commons/thumb/d/d0/Cell_Cycle_2.svg/ 2000px-Cell_Cycle_2.svg.png
– S期检验点
– G2/M检验点
– 中-后期检验点
Figure 17-14 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 8
9
+ 标记有丝分裂百分率法
（percentage labeled mitosis，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
– 放射标记物为3H或者14C标记 的TdR
10
PLM 100
TG2 +1/2TM
50
0
TG2
TM
Ts
Tc
n 1
11
+ 天然同步化 + 人工同步化
– 人工选择同步化 – 人工诱导同步化
12
+ DNA 合成阻断法 + 分裂中期阻断法
13
+ 受精卵迅速卵裂，卵 裂球数量增加，但其 总体积并不增 加
+ 高等植物细胞装配无星纺锤体，分裂极确立机制尚不清楚 + 中心体半保留复制
22
Figure 17-31 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 23
+ 核纤层蛋白的磷酸化与去磷酸化
24
+ 动物细胞有丝分裂器
– 由星体微管、 染色体 动粒微管和极间微管 及其结合蛋白构成有 星纺锤体
质分裂
16
17
+ DNA 复制是细菌细胞周期 中的重要事件之一
– 细菌DNA 为一环形分子，含 有一个复制起始点
– DNA 复制之前，一般要经过 一个临界时间
+ 慢生长 + 快生长
18
Figure 17-47 (part 1 of 2) Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Figure 17-4 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
1
+ 细胞周期
– 概述 – 不同时相及其主要事件 – 细胞周期同步化 – 特殊的细胞周期
+ 细胞分裂
– 有丝分裂 – 减数分裂
2
+ Cell proliferation （细胞增殖） + Cell division （细胞分裂） + Cell cycle （细胞周期）
+ 胞质分裂4 个步骤
– 分裂沟位置的确立 – 肌动蛋白聚集和收缩环形成 – 收缩环收缩 – 收缩环处细胞融合并形成两个子细胞
+ 中央纺锤体和星体微管共同决定了分裂沟形成的位置，星 体微管参与了分裂沟的形成
35
36
37
+ 细胞核大于其体细胞核；分G1期、S期和G2 期
+ S 期持续时间较长，但DNA未全部复制完成 + G2 期的长短变化较大
+ 植物细胞不含中心体， 但能形成无星纺锤体介
25
+ 微管在中心体周围 组装
+ 中心体的分离
– 驱动蛋白相关蛋白 – 细胞质动力蛋白 – 中心体列队
26
+ 着丝粒－动粒复合体
– 动粒为一个圆盘状结构，分 内、中、外三层 – 着丝粒DNA 主要由α 卫星DNA 构成 – 着丝粒动粒蛋白质
27
+ 染色体整列或染 色体中板聚合
+ 后期B
– 极性微管长度增加，
两极之间的距离逐渐
30
31
32
+ 动粒微管消失，极微管继续加长 + 染色单体去凝集， + 核纤层与核膜重新组装
33
+ 分裂沟 + 中体 + 收缩环
Figure 17-49a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 34
– 染色体向赤道面运 动的过程
+ Mad 和Bub 蛋白
28
+ 染色体整列完成，所有染 色体排列到赤道面上，纺 锤体结构呈现典型纺锤样
+ 牵拉（pull）假说 + 外推（push）假说
29
+ 姐妹染色单体分离向 两极运动
– 依靠纺锤体微管的作 用
+ 后期A
– 动粒微管变短，牵动 染色体向两极运动
6
+ G1期：合成细胞生长所需 的蛋白质、糖类、脂质等
+ S期：合成DNA + G2期：检查DNA 是否完成
复制，细胞是否已生长到 合适大小，环境因素是否 利于细胞分裂等 + M期：细胞分裂
7
+ 检验点是作用于细 胞周期转换时序的 调控信号通路
– G1/S检验点：在酵母 中称start点，在哺乳 动物中称R点
/sites/default/files/figure-03-23.jpg
3
+ 标准的细胞周期
– G1 期、S 期、G2 期和M 期
+ 细胞周期中3 个根本问 题
– 分裂前 DNA 精确的复制 – 完整复制DNA 如何准确
分配到两个子细胞 – 物质准备与细胞分裂是
+ 每次卵裂所持续的时 间短
+ G1 期和 G2 期非常短
14
+ 包括G1 期、 S 期、G2 期和M 期4 个时相 + 酵母细胞周期持续时间较短，大约为90 min + 细胞分裂过程属于封闭式：核膜不解聚，纺锤体位于核内 + 两种：芽殖酵母和裂殖酵母
15
+ 高等植物细胞虽不含中心体，但可以正常组装纺锤体 + 在成膜体指导下，以形成细胞板（中间板）的形式完成胞
19
20
+ 姐妹染色单体间彼此黏着和凝缩 基因组准 确分离的先决条件
– Smc（structural maintenance of chromosome） 蛋白复合物
– 黏连蛋白 （cohesin）和凝缩蛋白（condensin）
21
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+ 动物细胞分裂极确立与中心体复制、分离和有星纺锤体的 装配密切相关
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+ 女性卵巢中卵母细胞约从胚胎期第五个月 开始进入前期I的双线期，可保持几十年
如何调控的
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NATURE|VOL 426 | 18/25 DECEMBER 2003 , 759
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+ 周期中细胞 （cycling cell）
+ G0 期细胞 （静止期 细胞， quiescent cell）
+ 终末分化细胞 （terminally differentiated cell）
/wikipedia/commons/thumb/d/d0/Cell_Cycle_2.svg/ 2000px-Cell_Cycle_2.svg.png
– S期检验点
– G2/M检验点
– 中-后期检验点
Figure 17-14 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 8
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+ 标记有丝分裂百分率法
（percentage labeled mitosis，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
– 放射标记物为3H或者14C标记 的TdR
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PLM 100
TG2 +1/2TM
50
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TG2
TM
Ts
Tc
n 1
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+ 天然同步化 + 人工同步化
– 人工选择同步化 – 人工诱导同步化
12
+ DNA 合成阻断法 + 分裂中期阻断法
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+ 受精卵迅速卵裂，卵 裂球数量增加，但其 总体积并不增 加
+ 高等植物细胞装配无星纺锤体，分裂极确立机制尚不清楚 + 中心体半保留复制
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Figure 17-31 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 23
+ 核纤层蛋白的磷酸化与去磷酸化
24
+ 动物细胞有丝分裂器
– 由星体微管、 染色体 动粒微管和极间微管 及其结合蛋白构成有 星纺锤体
质分裂
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+ DNA 复制是细菌细胞周期 中的重要事件之一
– 细菌DNA 为一环形分子，含 有一个复制起始点
– DNA 复制之前，一般要经过 一个临界时间
+ 慢生长 + 快生长
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Figure 17-47 (part 1 of 2) Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Figure 17-4 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
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+ 细胞周期
– 概述 – 不同时相及其主要事件 – 细胞周期同步化 – 特殊的细胞周期
+ 细胞分裂
– 有丝分裂 – 减数分裂
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+ Cell proliferation （细胞增殖） + Cell division （细胞分裂） + Cell cycle （细胞周期）
+ 胞质分裂4 个步骤
– 分裂沟位置的确立 – 肌动蛋白聚集和收缩环形成 – 收缩环收缩 – 收缩环处细胞融合并形成两个子细胞
+ 中央纺锤体和星体微管共同决定了分裂沟形成的位置，星 体微管参与了分裂沟的形成
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+ 细胞核大于其体细胞核；分G1期、S期和G2 期
+ S 期持续时间较长，但DNA未全部复制完成 + G2 期的长短变化较大
+ 植物细胞不含中心体， 但能形成无星纺锤体介
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+ 微管在中心体周围 组装
+ 中心体的分离
– 驱动蛋白相关蛋白 – 细胞质动力蛋白 – 中心体列队
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+ 着丝粒－动粒复合体
– 动粒为一个圆盘状结构，分 内、中、外三层 – 着丝粒DNA 主要由α 卫星DNA 构成 – 着丝粒动粒蛋白质
27
+ 染色体整列或染 色体中板聚合
+ 后期B
– 极性微管长度增加，
两极之间的距离逐渐
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+ 动粒微管消失，极微管继续加长 + 染色单体去凝集， + 核纤层与核膜重新组装
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+ 分裂沟 + 中体 + 收缩环
Figure 17-49a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 34
– 染色体向赤道面运 动的过程
+ Mad 和Bub 蛋白
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+ 染色体整列完成，所有染 色体排列到赤道面上，纺 锤体结构呈现典型纺锤样
+ 牵拉（pull）假说 + 外推（push）假说
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+ 姐妹染色单体分离向 两极运动
– 依靠纺锤体微管的作 用
+ 后期A
– 动粒微管变短，牵动 染色体向两极运动
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+ G1期：合成细胞生长所需 的蛋白质、糖类、脂质等
+ S期：合成DNA + G2期：检查DNA 是否完成
复制，细胞是否已生长到 合适大小，环境因素是否 利于细胞分裂等 + M期：细胞分裂
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+ 检验点是作用于细 胞周期转换时序的 调控信号通路
– G1/S检验点：在酵母 中称start点，在哺乳 动物中称R点
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+ 标准的细胞周期
– G1 期、S 期、G2 期和M 期
+ 细胞周期中3 个根本问 题
– 分裂前 DNA 精确的复制 – 完整复制DNA 如何准确
分配到两个子细胞 – 物质准备与细胞分裂是
+ 每次卵裂所持续的时 间短
+ G1 期和 G2 期非常短
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+ 包括G1 期、 S 期、G2 期和M 期4 个时相 + 酵母细胞周期持续时间较短，大约为90 min + 细胞分裂过程属于封闭式：核膜不解聚，纺锤体位于核内 + 两种：芽殖酵母和裂殖酵母
15
+ 高等植物细胞虽不含中心体，但可以正常组装纺锤体 + 在成膜体指导下，以形成细胞板（中间板）的形式完成胞
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+ 姐妹染色单体间彼此黏着和凝缩 基因组准 确分离的先决条件
– Smc（structural maintenance of chromosome） 蛋白复合物
– 黏连蛋白 （cohesin）和凝缩蛋白（condensin）
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+ 动物细胞分裂极确立与中心体复制、分离和有星纺锤体的 装配密切相关