细胞生物学第12章细胞增殖及其调控-3版
第十二章细胞增殖及其调控ppt课件
不同的CyclinCdk在不同的 时相表现活性， 影响不同的下 游事件。
G1 底物 G1 /S的过渡
S 底物 DNA Replication
CyclinB-CDK1
(MPF)
G2/M底物
G2/M期过渡 中期/后期过渡
G1-CdkC复合物调控G1 /S的转化
生长因子的刺激下，G1 期cyclinD和cyclinE表达， 形成G1-CdkC 。
人肺成纤维T细S胞 + 16T.8G2
+
6
TM
值比较稳定,约12-24小时；
6
4
0.8
10.8
TM 较短,约1小时左右。
早
中
晚
注意：在实际工作中，由于各种因素的影响，PLM的 PLM 最大值达不到1。为减少误差，常采用半高度法读数。
100
50
0
TG2 TM
T
Ts
Tc
流式细胞仪分析细胞周期
1.前期(prophase)
染色质凝缩（起始） →细胞骨架解聚
分裂极确立与纺锤体开始装配
核膜消失（结束）
核仁解体
PCC (提早集缩染色体) 将处于分裂期(M期)的细胞与处于细胞周期其
他阶段的细胞融合, 使其他期细胞的染色质提
早包装成染色体。
G1期PCC为单线状
DNA未复制
S期PCC为粉末状 正在复制的DNA容易受损伤，是DNA断裂的结果
Cyclin-Cdk复合物的多样性
G1 Cyclin-Cdk
S Cyclin-Cdk
G2/M Cyclin-Cdk
芽殖酵母 Cln1,2,3-Cdc28 Clb5, (3,4)-Cdc28 Clb1,2(3,4)-Cdc28
《细胞生物学》习题：12细胞增殖与周期
第十二章 细胞增殖与周期
（一）选择题 A 型题 1．细胞周期中，哪一时期最适合研究染色体的形态结构（） A．间期 B．前期 C．中期 D．后期 E．末期 2．同源染色体联会发生在（） A．偶线期 B．细线期 C．粗线期 D．双线期 E．终变期 3．在减数分裂中，开始出现四分体，非姐妹染色单体发生交叉的时期为（） A．细线期 B．粗线期 C．双线期 D．偶线期 E．终变期 4．减数分裂中细胞 DNA 含量的减半（相对于体细胞）发生在什么时期（ A．末期 I B．末期Ⅱ C．前期 I D．后期 I E．后期Ⅱ 5．细胞周期的顺序是（） A．M 期、G1 期、C2 期、S 期 B．M 期、S 期、G1 期、G2 期 C．G1 期、C2 期、S 期、M 期 D．G1 期、S 期、M 期、G2 期 E．G1 期、S 期、C2 期、M 期 6．细胞增殖周期的划分主要依据（） A．蛋白质含量周期性变化 B．DNA 含量周期性变化 C．RNA 含量周期性变化 D 酶含量周期性变化 E．都不是 7．一般来讲，细胞周期各时相中持续时间最短的是（） A．G0 期 B．G1 期 C．C2 期 D．S 期 E．M 期 8．人体中具有增殖潜能但暂不增殖的细胞称为（） A．G0 期 B．G1 期 C．C2 期 D．S 期 E．M 期 9 细胞增殖周期中 DNA 聚合酶的合成是在（） A．G0 期 B．G1 期 C．C2 期 D．S 期 E．M 期 10．细胞周期中，DNA 增加一倍发生在（） A．G0 期 B．G1 期 C．C2 期 D．S 期 E．M 期 11．人类的一个体细胞在 G1 期的 DNA 含量为（） A．1n B．2n C．3n D．4n E．5n 12．下列哪个不是调控细胞增殖的因素（）
(整理)细胞生物学第十二章细胞增殖及其调控课程预习
第十二章细胞增殖及其调控一、细胞周期概述(一)细胞周期细胞周期是指细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分完成所经历的一个有序过程。
其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。
细胞周期时相组成：间期(inter phase)：G1期、S期、G2期；有丝分裂期(mitosis phase)：M期；胞质分裂期(cytokinesis)。
细胞沿着G1→S→G2→M→G1周期性运转，在问期细胞体积增大(生长)，在M期细胞先是核分裂，接着胞质分裂，完成一个细胞周期。
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。
根据增殖状况，细胞分类三类：连续分裂细胞(cycling cell)、休眠细胞(G0细胞)和终末分化细胞。
(1)连续分裂细胞这类细胞始终保持旺盛的增殖活性，不停地通过G1期及细胞周期各时期，完成细胞分裂，称为增殖细胞。
这类细胞代谢水平高，对环境信号敏感，分化程度都比较低，如：胚胎早期的细胞、造血干细胞、上皮基底细胞，它们对机体的建立和组织的更新起了十分重要的作用。
(2)休眠细胞这类细胞可长期停留在G1早期而不越过R点，处于增殖静止状态。
它们合成具有特殊功能的RNA和蛋白质，使细胞的结构和功能发生分化，但这类细胞并未丧失增殖能力，在一定条件下可以恢复其增殖状态，但需要经过较长的恢复时间。
通常把这类细胞称为G期细胞。
如：肝、肾的实质细胞、血液中的淋巴细胞都属于这类细胞。
它们通常处于G状态，当组织受到损伤或激素的刺激时可重新进入细胞增殖周期。
细胞遗传学中常用PHA(植物凝集素)来刺激处于G状态的淋巴细胞进入细胞周期，从而获得大量分裂期细胞来制备染色体。
(3)终末分化细胞这类细胞的结构和功能发生高度分化，已经丧失增殖能力，期，直到衰老死亡。
如：人的红细胞、神经元细胞和骨骼肌细胞等。
终生处于G(二)细胞周期中各个不同时期及其主要事件(1)G期(DNA合成前期)。
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。
细胞生物学_(翟中和_第三版)课后练习题及答案
第一章：绪论4. 细胞生物学主要研究内容是什么？1）细胞核、染色体以及基因表达2）生物膜与细胞器3）细胞骨架体系4）细胞增殖及其调控5）细胞分化及其调控6）细胞的衰老与凋亡7）细胞起源与进化8）细胞工程第二章：细胞的基本知识概要2、细胞的基本共性是什么？1）所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜2）所有的细胞都有DNA与RNA两种核酸3) 所有的细胞内都有作为蛋白质合成的机器――核糖体4）所有细胞的增殖都是一分为二的分裂方式3、什么是说病毒？1) 病毒是由一个核酸分子（DNA或RNA）芯和蛋白质外壳构成的，是非细胞形态的生命体，是最小、最简单的有机体。
仅由一个有感染性的RNA构成的病毒，称为类病毒；仅由感染性的蛋白质构成的病毒称为朊病毒。
4、为什么说支原体可能是最小最简单的细胞存在形式？1）支原体能在培养基上生长2）具有典型的细胞膜3）一个环状双螺旋DNA是遗传信息量的载体4）mRNA与核糖体结合为多聚核糖体，指导合成蛋白质5）以一分为二的方式分裂繁殖6）体积仅有细菌的十分之一，能寄生在细胞内繁殖5、说明原核细胞与真核细胞的主要差别。
第四章：细胞膜与细胞表面1、生物膜的基本结构特征是什么？这些特征与它的生理功能有什么联系？膜的流动性：生物膜的基本特征之一，细胞进行生命活动的必要条件。
1）膜脂的流动性主要由脂分子本身的性质决定的，脂肪酸链越短，不饱和程度越高,膜脂的流动性越大。
温度对膜脂的运动有明显的影响。
在细菌和动物细胞中常通过增加不饱和脂肪酸的含量来调节膜脂的相变温度以维持膜脂的流动性。
在动物细胞中，胆固醇对膜的流动性起重要的双向调节作用。
膜蛋白的流动：荧光抗体免疫标记实验；成斑现象(patching)或成帽现象(capping)2）膜的流动性受多种因素影响：细胞骨架不但影响膜蛋白的运动，也影响其周围的膜脂的流动。
膜蛋白与膜分子的相互作用也是影响膜流动性的重要因素。
3）膜的流动性与生命活动关系：信息传递；各种生化反应；发育不同时期膜的流动性不同膜的不对称性：1）膜脂与糖脂的不对称性：糖脂仅存在于质膜的ES面，是完成其生理功能的结构基础2）膜蛋白与糖蛋白的不对称性：膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都具有明确的方向性；糖蛋白糖残基均分布在质膜的ES面；膜蛋白的不对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种生理功能的保证。
细胞生物学第十二章.细胞分裂和细胞周期1
五、特殊的细胞周期
1.早期胚胎细胞的细胞周期 （从第2次卵裂到第12次卵裂）G1期和G2 期非常短，以至认为早期胚胎细胞仅含S 期和M期。
30min / 细胞周期 非洲爪蟾
卵裂
2.酵母细胞的细胞周期
芽殖酵母和裂殖酵母-4个时相 核膜不分裂，纺锤体位于细胞核内
3.植物细胞的细胞周期
4个时相 不含中心体，纺锤体装配微区启动，细胞板胞质分裂
细胞周期长短
细胞类型 早期蛙胚胎细胞 酵母细胞 细胞周期时间 30min 1.5-3h
小肠上皮细胞
人肝细胞
12h
1 year
细胞周期时间长短主要差别在G1期。
小鼠食管上皮细胞T=115h G1=103h
十二指肠上皮细胞T=15h G1=6h
细胞在体内的增殖特性
根据增殖特点，细胞分三类： （1）周期中细胞（cycling cell） 连续增殖的周期中细胞，主要包括造血干细胞、皮肤 的表皮细胞、消化道细胞等。 （2）Go期细胞 (静止期细胞，quiescent cell) 一般情况下不增殖，当受到损伤后，又重新进入细胞 周期，如肝细胞、血管内皮细胞等。 （3）终末分化细胞 完全失去了增殖能力，如成人心肌细胞、神经细胞等。
第三节 细胞周期的调控
MPF的发现及其作用
Maturation-promoting factor 卵细胞促成熟因子/成熟促进因子 M phase-promoting factor M期促进因子
G2期
M期
1970、1972、1974 Rao和Johnson
Hela细胞
M期细胞
灭活的仙台病毒 细胞融合
3H-TdR（胸腺嘧啶核苷）标记的有丝分裂标
细胞生物学(第三版) 知识要点
第1章绪论一、填空1．细胞生物学是从显微水平、超微水平、分子水平等3个水平上研究细胞生命活动的科学。
2．细胞最初由胡克在1665年首先发现的。
4.1953年沃森和克里克共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。
5．细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次上研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递等内容。
6．生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系，而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有细胞才有完整的生命活动。
7．生命体的生长、发育、遗传等生命活动的研究都要以细胞为基础。
核心是将遗和发育在细胞水平上结合起来。
8．当前细胞生物学研究中的三大基本问题：基本表达，结构体系和细胞器的组装，生命活动的调节9.生物科学的发展阶段：以形态描述学位主的生物科学时期：实现生物学时期；精细定位与定量的生物学时期三、简答题1．简述细胞学说的主要内容。
①认为细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；②每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的”生命，又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益；③新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。
第2章细胞概述一、填空题1.细胞中含量最多的4种化学元素是C、H、O、N。
2.细胞中的生物大分子一般包括蛋白质、核酸和酶等。
3.酶分子的主要特性有高效、特异和可调。
4.真核细胞的超微结构可分为生物膜系统和遗传信息表达体系、细胞骨架体系三大类。
5.无机盐在细胞中的主要功能有：调节渗透压和维持酸碱平衡。
6.构成细胞的最基本的要素是细胞膜、遗传信息载体DNA与RNA完整的代谢系统。
7.由于发现了类病毒，有理由推测RNA是最早形成的遗传信息的一级载体。
8.目前发现的最小最简单的原核细胞是支原体。
9.原核细胞的核是原始状态的核，主要表现在没有明显可见的细胞核，同时也没有核膜和核仁，只有拟核，进化地位较低10.细胞是由细胞膜包围着含有遗传物质的细胞核所组成。
细胞生物学 第十二章
结果：经过70分钟，两个DNA分子完成复制，得到4个DNA分子，细胞完成两轮
细胞周期，得到4个细胞。
前期(prophase)
◆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
◆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
· 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
化合物。在G1 期的后期, DNA合成酶的活性大大增加。
G1期进入S期与S期激活因子有关。如将S期和早G1期细 胞融合,S期细胞可以诱导G1期细胞提前进入S期, 表 明早G1期细胞尚未出现S期激活因子。
G2期
是DNA合成的后期。在这一时期, 主要是大量合成ATP、 RNA、蛋白质, 包括微管蛋白和成熟促进因子 MPF(maturation promoting factor)等，为有丝分 裂作准备。 · DNA复制完成，在G2期合成 一定数量的蛋白质和RNA分子。 此时细胞核内DNA的含量增加一倍，由G1期的2n变成了 4n，即每个染色体含有4个拷贝的DNA. 其他结构物质和相关亚细胞结构也已进行了进入M期的 必要准备。
◆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。 ◆成体生物仍然需要细胞增殖，主要取代衰老死亡的 细胞， 维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常
细胞生物学-120 细胞增殖及其调控
第十二章 细胞周期及其调控 第二节 细胞分裂
后期B
极性微管正极微管蛋白 聚合，微管加长，微管 重叠区加宽，移动素类 蛋白在重叠区搭桥， KRPs向正极行走，重 叠区相互滑动，使两极 之间距离变长。
KRPs： kinesin-related proteins
第十二章 细胞周期及其调控
第二节 细胞分裂
第十二章 细胞周期及其调控 第二节 细胞分裂
减数分裂I
减数分裂II
分离的是同源染色
分离的是姊妹染色体
讨论6 减数分裂I为体什么又称作类异似型于分有裂丝，分而裂减数
分裂II称为同型分裂
称为异型分裂
称为同型分裂
heterotypic division
homotypic division
或减数分裂 reductional division
第十二章 细胞周期及其调控
第一节
细胞周期
第十二章 细胞周期及其调控 第一节 细胞周期
一、细胞周期概念
细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程 事件 现象
所需的时间
第十二章 细胞周期及其调控 第一节 细胞周期
1 细胞周期时期划分
G1 期 从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时间。 S 期 DNA复制时期。 G2期 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，细胞分裂开始到结束。
G2 G1
S
标记有丝分裂百分率法测定细胞周期
标记后 S期 G2期 M期 G2期 假设
S
0hr 600 0
0
0
细胞数 2000
1hr 500 100 0
0
周期 20hr
2hr 400 200 0
0
细胞生物学第12章
有丝分裂与减数分裂的意义
有丝分裂：子细胞保持了母细胞完全相同的 遗传物质，有利于多细胞生物的个体发育， 以及物种的稳定性 减数分裂: 使有性生殖成为可能（产生含半 数染色体的配子）；其间的遗传重组使生物 的变异空间极大，是生物进化的物质基础
染色体重组 1
染色体重组 2
Minimum number of gamete types = 2n , In humans, n = 23
DNA合成
复制受到多种细胞周期调节因素的严密调控， 同时与细胞核结构如核骨架、核纤层、核膜 等关系密切。 复制表现出严格的有序性：常染色质先复制， 异染色质后复制；富含GC的序列先复制，富 含AT的序列后复制。 真核细胞新合成的DNA立即与组蛋白结合，共 同组成核小体结构。 新的组蛋白合成、中心粒的复制也是发生在S期。
（五）末期 从子染色体到达两极，至 形成两个新细胞为止的时
期。涉及子核的形成和胞
质分裂两个方面。
Dividing Muscle Myoblast (primative muscle cell) (SEM x8,000)
胞质分裂
胞质分裂（cytokinesis）开始于分裂后期， 完成于分裂末期； 分裂沟
n个二分体
前期Ⅰ
细线期：染色粒、染色线； 偶线期：联会→二价体； 联会复合体 粗线期：四分体；交叉和交换； 双线期：交叉的端化； 终变期：核膜、核仁消失；二价体高度螺旋 化、扩散；
联会复合体
同源染色体之间 形成的结构 重组节 与交换有 关的结构，含有 大量的与DNA重 组有关的酶，是 一个多酶复合体。 联会复合体结构 其数目与交换的 3条纵带（侧体× 2、 中央成分） 数目大致相当 横纤维