细胞增殖(精品)
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细胞的增殖ppt优秀课件
心血管疾病的细胞增殖
01
血管平滑肌细胞增殖与动脉粥样硬化
动脉粥样硬化过程中，血管平滑肌细胞会从静止状态转变为增殖状态，
导致血管壁增厚和硬化。
02
内皮细胞增殖与新生血管
在内皮细胞的增殖过程中，可以形成新的血管，这对于创伤修复和胚胎
发育是必要的，但异常的新生血管可能导致疾病，如血管瘤。
03
细胞增殖与动脉粥样硬化的治疗
细胞增殖与衰老的关系
探索细胞增殖与衰老的关联，为延缓衰老和延长寿命提供理论依据 。
细胞增殖技术的优化与创新
不断优化和创新细胞增殖技术，提高细胞的增殖效率和安全性，降 低伦理和法律风险。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
细胞增殖与神经退行性疾病的治疗
了解细胞增殖在神经退行性疾病中的作用，为开发新的治疗策略提供了可能的方向。例如 ，通过调节神经胶质细胞的增殖来减缓疾病的进展。
05
细胞增殖的研究进展与 展望
细胞增殖的现代研究方法
基因组学技术
01
利用基因组学技术，如全基因组测序和基因表达谱分析，研究
细胞增殖的调控机制。
细胞增殖的分类
01
02
03
有丝分裂
细胞分裂过程中，染色体 和纺锤体的形成以及核膜 、核仁的消失等特征的有 丝分裂过程。
无丝分裂
细胞分裂过程中不出现染 色体和纺锤体的形成，细 胞核直接一分为二的无丝 分裂过程。
减数分裂
细胞分裂过程中，染色体 复制一次而细胞分裂两次 ，最终形成四个子细胞的 减数分裂过程。
细胞增殖的意义
维持生物体的生长和发育
通过细胞增殖，生物体可以增加新的组织和 器官，促进生长和发育。
遗传信息的传递
6.1细胞的增殖(50张PPT)
0
条染色单体、
4 个DNA分子。
8个 条染色体、
实验原理：在高等植物体 内，有丝分裂常见于根 尖、芽尖等分生区细胞。 通过高倍显微镜观察各 个时期细胞内染色体的 存在状态。染色体容易 被碱性染料（如龙胆紫 溶液）着色。
成熟区
伸长区 分生区 根冠
步骤
注意问题
分析
一、根尖的培养：实验前3~4天，让洋 置于温暖处，常 因为细胞分裂和生长需要水
解离时间要保证，目的：使组织中的细胞相互
细胞才能分散开 分离开来。此时，细胞已被
来。
盐酸杀死。
解离时间也不宜 否则，根尖过于酥软，无法
过长。
取出。
2．漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，漂洗要充分，可 目的：洗去解离液，防止解
放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10
换水1~2次。
离过度，便于染色。
3．染色：把洋葱根尖放进盛有质量 染色时间不宜过长， 浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫 否则显微镜下一片 龙胆紫溶液或醋酸洋红 溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中 紫色，无法观察。 液能使染色体着色。 染色3~5min。
植物细胞 有丝分裂
动物细胞 有丝分裂
相同点
前 不期
同末 期
点
亲代细胞的染色体经过复制（实质为DNA 复制）后，平均分配到两个子细胞中去， 从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传 性状的稳定性
由两极发出纺锤丝形成 纺锤体
中央赤道板位置出 现细胞板，扩展形
由两极的中心体
发出星射线形成
纺锤体
不出现细胞板在赤道板位置 缢裂方式形成两个子细胞
后期
１、着丝点分裂染色体 一分为二
２、两条姐妹染色单体 成为两条染色体
细胞的增殖课件(共46张PPT)
分析可以得出的结论是（
）
C
细胞
十二指肠 肿瘤细胞 成纤维细胞
细胞分裂间 期
13.5 18.0 19.3
细胞分裂期
1.8 0.5 0.7
细胞周期
15.3 18.5 20.0
A、分裂期和细胞周期均最短的是肿瘤细胞 B、分裂期占细胞周期时间比例最小的是十二指肠细胞
C、不同种类细胞的细胞周期持续时间不同
D、不同种类细胞的分裂都是同步进行
前期
1、核膜逐渐消失
2、核仁逐渐解体
3、出现染色体
染色质螺旋化、 变粗、变短
染色体散乱排列中央
4、由纺锤丝形成纺锤体
两极发出纺锤丝
纺锤丝 染色体
纺锤体 子染色体
姐妹染色单体
着 丝 点粒
赤道板
（与纺锤体中轴相垂直的平面）
中期
染色体着丝粒两侧
与纺锤丝相连，并 排在赤道板上
辨认染色体形态、 数目最好时期
5.若用化学药剂抑制肿瘤细胞的DNA复制，这个细胞
就停留在（
）D
A.分裂期前期
B.分裂期中期
C.分裂期后期
D.分裂间期
6.在分裂前期的细胞中，动物细胞区别于高等植物细
胞的变化特点是
( )C
A.染色质螺旋成染色体的方式不同
B.染色体的基本组成不同
C.纺锤丝的来源不同
D.核仁和核膜的解体方式不同
7.下图①～⑤表示一个细胞有丝分裂过程中染色 体变化的不同情况，在整个细胞周期中，染色体变
为染色体，因为染色体的数目是以着丝点的数目为准的。后期一个着丝点一分为二，原来一条染 色体的两条染色单体就变成了两条染色体，使染色体数目增加了一倍；C组的特点是后期、末期该
细胞增殖ppt课件
⑵是高等生物完成正常生命活动的基础 细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗 传的基础。
2、真（原）核细胞分裂的方式
⑴有丝分裂：受精卵的卵裂方式；多细胞生物 的体细胞的增殖方式；机体修复的方式；单细 胞真核生物的生殖方式。
特点：一般具有周期性
⑵减数分裂：一种特殊的有丝分裂，原始生殖 细胞（即精原细胞或卵原细胞）的分裂方式。
着丝点分裂, 姐妹染色单体分开
成为染色体, 两组染色体向
两极移动
图形识别
指出下列各图分别属于植物细胞有丝分裂的什么时期？
前期
末期
间期
中期
后期
有丝分裂染色体形态与数目变化
间期
前期 中期
后期
末期
染色体的变化曲线
2n→4n→2n
4N
2N
0
间期
前期 中期 后期 末期
DNA的变化曲线
2n→4n→2n
（1）一个完整的细胞周期是从 e 开始到 j 。
（2）图A中，cd段表示细胞分裂进入 后 期，de段表示细胞
分裂进入 末 期。
（3）图B表示 动物 （填“植物”或“动物”）细胞的分中裂
期，共有 4 条染色体、8 条染色单体和8 个DNA分子
，相当于图A中的b是～c（或g～段h），分裂后形成的子细胞中含有的
细胞的增殖 细胞的分化
细胞的衰 老和凋亡
细胞的癌变
第1节 细胞增殖
本节聚焦 1、细胞的生长（细胞不能无限长大） 2、细胞通过分裂进行增殖（增殖的概念和意义） 3、动植物细胞的有丝分裂 4、无丝分裂 5、两个实验： Ⅰ、模拟探究细胞表面积与体积的关系 Ⅱ、观察细胞的有丝分裂
一、细胞不能无限长大
细胞体积增大（细胞生长） 生物体的生长
2、真（原）核细胞分裂的方式
⑴有丝分裂：受精卵的卵裂方式；多细胞生物 的体细胞的增殖方式；机体修复的方式；单细 胞真核生物的生殖方式。
特点：一般具有周期性
⑵减数分裂：一种特殊的有丝分裂，原始生殖 细胞（即精原细胞或卵原细胞）的分裂方式。
着丝点分裂, 姐妹染色单体分开
成为染色体, 两组染色体向
两极移动
图形识别
指出下列各图分别属于植物细胞有丝分裂的什么时期？
前期
末期
间期
中期
后期
有丝分裂染色体形态与数目变化
间期
前期 中期
后期
末期
染色体的变化曲线
2n→4n→2n
4N
2N
0
间期
前期 中期 后期 末期
DNA的变化曲线
2n→4n→2n
（1）一个完整的细胞周期是从 e 开始到 j 。
（2）图A中，cd段表示细胞分裂进入 后 期，de段表示细胞
分裂进入 末 期。
（3）图B表示 动物 （填“植物”或“动物”）细胞的分中裂
期，共有 4 条染色体、8 条染色单体和8 个DNA分子
，相当于图A中的b是～c（或g～段h），分裂后形成的子细胞中含有的
细胞的增殖 细胞的分化
细胞的衰 老和凋亡
细胞的癌变
第1节 细胞增殖
本节聚焦 1、细胞的生长（细胞不能无限长大） 2、细胞通过分裂进行增殖（增殖的概念和意义） 3、动植物细胞的有丝分裂 4、无丝分裂 5、两个实验： Ⅰ、模拟探究细胞表面积与体积的关系 Ⅱ、观察细胞的有丝分裂
一、细胞不能无限长大
细胞体积增大（细胞生长） 生物体的生长
人教版高中生物必修一第六章第1节《细胞的增殖》优秀课件(41张)(共41张PPT)
2、细胞分裂期 前期 中期 后期 末期
核膜 核仁 染色质 着丝点 间期
染色体复制
DNA的复制和有关蛋白质的合成
染色体复制
_1__个DNA _1__个染色体 __0__个姐妹染色单体
A
A’
_2__个DNA _1__个染色体 _2__个姐妹染色单体
间期：染色体复制、DNA分子数目加倍
G1：DNA合成前期，进行RNA和 蛋白质的合成。（用时最长）
2、染色体平均移 向两极
末期
1、染色体→染色质 2、新的核膜、核仁出现，
细胞核重新形成。纺 锤体消失
3、赤道板中央位置出现 细胞板，并向外围扩 展形成新的细胞壁， 细胞质分离成两部分
4、1个亲代细胞→2个核 遗传物质完全相同的 子代细胞。
两体消失，两出现
相同
1、都有间期和分裂期。分 裂期都有前、中、后、末四个 阶段。
细胞缢裂。
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
前 细胞两极产生纺锤丝，由中心粒发出的星射线
期 形成纺锤体
形成纺锤体
不 同
末 期
细 扩 成胞展 两中形 个部成 子形细细成胞胞细壁胞，板形，细胞个胞胞质细膜缢胞从 裂 分中 成 裂部 两 成内 部 两陷 分 个， ， 子细 一 细
相 同
分裂过程基本相同。染色体变化规律相同；分 裂间期染色体复制；分裂期实现染色体平均分 配到两个子细胞中去
2、分裂产生的两个子细胞 的染色体数目和组成完全相同 且与母细胞完全相同。染色体 在各期的变化也完全相同。
前期
末期
动物细胞和植物细胞有丝分裂的不同
21、、末前观期期察细纺上胞锤质体面的的前分来期裂源：和末期的两 组 有植动植动图什物物物物胞，么：：：：壁细细由由动不将胞胞两中细物同中中极心胞细？部部直体隔出的接周胞开现细产围。和细胞生产植胞膜。生板向的物形内星细成凹射胞新陷线细使形各成。
核膜 核仁 染色质 着丝点 间期
染色体复制
DNA的复制和有关蛋白质的合成
染色体复制
_1__个DNA _1__个染色体 __0__个姐妹染色单体
A
A’
_2__个DNA _1__个染色体 _2__个姐妹染色单体
间期：染色体复制、DNA分子数目加倍
G1：DNA合成前期，进行RNA和 蛋白质的合成。（用时最长）
2、染色体平均移 向两极
末期
1、染色体→染色质 2、新的核膜、核仁出现，
细胞核重新形成。纺 锤体消失
3、赤道板中央位置出现 细胞板，并向外围扩 展形成新的细胞壁， 细胞质分离成两部分
4、1个亲代细胞→2个核 遗传物质完全相同的 子代细胞。
两体消失，两出现
相同
1、都有间期和分裂期。分 裂期都有前、中、后、末四个 阶段。
细胞缢裂。
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
前 细胞两极产生纺锤丝，由中心粒发出的星射线
期 形成纺锤体
形成纺锤体
不 同
末 期
细 扩 成胞展 两中形 个部成 子形细细成胞胞细壁胞，板形，细胞个胞胞质细膜缢胞从 裂 分中 成 裂部 两 成内 部 两陷 分 个， ， 子细 一 细
相 同
分裂过程基本相同。染色体变化规律相同；分 裂间期染色体复制；分裂期实现染色体平均分 配到两个子细胞中去
2、分裂产生的两个子细胞 的染色体数目和组成完全相同 且与母细胞完全相同。染色体 在各期的变化也完全相同。
前期
末期
动物细胞和植物细胞有丝分裂的不同
21、、末前观期期察细纺上胞锤质体面的的前分来期裂源：和末期的两 组 有植动植动图什物物物物胞，么：：：：壁细细由由动不将胞胞两中细物同中中极心胞细？部部直体隔出的接周胞开现细产围。和细胞生产植胞膜。生板向的物形内星细成凹射胞新陷线细使形各成。
高中生物新教材必修一细胞增殖(精品课件)
3 54 27 2
0.5
19/27
2 24 8 3
0.5
7/8
1 6 1 6 0.5
1
琼脂块 表面 体 相对表 NaOH扩散 NaOH扩散的体积
的边长 积 积 面积 的深度 /琼脂块的体积
3 54 27 2
0.5
19/27
2 24 8 3
0.5
7/8
1 61
6
0.5
1
结论： ➢琼脂块表面积与体积之比随琼脂块增大而 减小 ；
核染色体
4N S期
G1期 2N
2N
2N 2N 4N 2N
G2期
细胞染色体
O
间
前 中后 末
四 有丝分裂过程中数量变化
2.DNA数目的变化的曲线
有丝分裂 时期
分裂间期
前期 中期 后期 末期
核DNA
0 4N
4N 4N 4N 2N
G2期
4N S期
G1期 2N
O
间
前 中后 末
四 有丝分裂过程中数量变化
3.染色单体数目的变化的曲线
实验步骤
1.洋葱根尖的培养：实验前3 d～4 d， 待根长到约5 cm。 2.装片的制作：
取材：剪取根尖_2__m_m_～__3__m_m_
解离
解离液：质量分数为_1_5_%_的__盐__酸__和体积分数为_9_5_%_的__ _酒__精__混合液(1∶1)
目的：_使__组__织__中__细__胞__分__离__开__
拓展练习：
1.下图所示连续分裂细胞的一个细胞周
期所用时间，线段长度代表时间段，表示
一个细胞周期的是:
B
a bc
d
A.a+b B.b+c C.c+d D.b+c+d
细胞的增殖(85张)-PPT优秀课件
细胞分裂间期，是整个细胞周期中的准备阶 段，最大特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白 质的合成。
• 根据代谢情况，可分为三个阶段：
• G1期：DNA和蛋白质合成旺盛时期，为DNA 合成做准备工作。
• S期：DNA完成复制的时期。
• G2期：活跃的DNA和蛋白质合成，为纺锤丝 形成 做准备工作。
细胞分裂期，最明显的变化是细胞 核中染色体的变化。
这个平面与纺锤体的中轴相垂直， 类似于地球赤道的位置，所以叫做赤 道板。
分裂中期的细胞，染色体的形态 比较固定，数目比较清晰，便于观察 清楚。
丝牵点排赤道板
纺锤丝
纺锤体
染色体
子染色体
姐妹染色单体
着丝点 赤道板
（与纺锤体中轴相垂直的平面）
有丝分裂中期
小练习
在动物细胞有丝分裂中期，若从一极观
察可见染色体的排列情况是图中的（ D ）
细胞核的大小。(细胞的核质比)
原因：
细胞核是细胞的控制中心,一般来说,细胞核中的DNA 是不会随着细胞体积的扩大而增加的。当细胞质的 体积增长太大时，细胞核对这样大范围的细胞质的 调控作用会相对地减少，以致造成核、质的不平衡， 从而引起细胞分裂，以恢复其细胞核与细胞质体积
之间的稳定状态。
进一步探究： 有人估计完成细胞的各项功能至少需要100种酶，每个 酶促反应须占有直径约50纳米的空间，每个核糖体直 径为10—20纳米，据此，你是否认为细胞体积是不是 越小越好呢？
第1节 细胞的增殖
一、细胞不能无限长大 二、细胞通过分裂进行增殖 三、有丝分裂 四、无丝分裂
讨论：请推测象与鼠相应器官和组织的细胞大小差
异如何？
不同动(植)物同类器官或组织的细胞大小无明显 差异,器官大小主要取决于细胞数量的多少。
细胞的增殖(很实用)
细胞分裂的过程
核膜破裂
分裂开始时，细胞核的核膜破裂，染 色体释放到细胞质中。
染色体分离
细胞质分裂
新的细胞膜从旧细胞膜内表面开始形 成，将细胞质一分为二，形成两个新 的子细胞。
在纺锤丝的牵引下，染色体开始向细 胞两极移动。
细胞分裂后的结果
子细胞形成
经过分裂，产生两个遗传信息完全相同的子细胞。
遗传信息的传递
子细胞继承了母细胞的遗传信息，为下一代细胞 的增殖做准备。
细胞的生长与分化
新形成的子细胞会继续生长和分化，形成具有特 定功能的成熟细胞。
03
细胞增殖的调控
细胞增殖的调控机制
生长因子调节
01
生长因子通过与细胞表面受体结合，激活信号转导途径，调控
细胞增殖。
细胞周期调控
02
细胞周期由G1、S、G2和M四个阶段组成，各阶段转换受多种
肿瘤细胞研究
通过研究肿瘤细胞的增殖机制，为肿瘤的诊断和治疗提供依据。
皮肤再生
利用皮肤细胞的增殖能力，实现皮肤损伤的修复和再生。
细胞增殖在生物工程中的应用
1 2
生物制药
利用细胞培养技术大规模生产药物，如单克隆抗 体、生长因子等。
生物燃料
通过微生物细胞增殖生产生物燃料，如乙醇、生 物柴油等。
3
基因工程
内的意义
细胞增殖与生长发育
细胞增殖是生物体生长和发育的基础，通过细胞分裂和增殖，生物体得以从单细胞 发育成复杂的组织和器官。
在生长发育过程中，细胞增殖确保了生物体的各个组织和器官能够正常形成和功能 发挥。
细胞增殖还参与了生物体的性成熟和生殖过程，对于维持生物体的生殖能力至关重 要。
细胞增殖与组织修复
细胞的增殖(共31张PPT)
六、与细胞有丝分裂有关的细胞器及功能
1、线粒体——供能(DNA复制、蛋白质合成、染色体分开、复
制)。 2、中心体——形成纺锤体(动物细胞、低等植物细胞)。
3、高尔基体——形成细胞板(植物细胞)。
4、核糖体——合成蛋白质。
七、 重要意义 将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后，平均 分配到两个子细胞中，在亲代和子代之间保持了遗传性状的 稳定性，对于生物的遗传有重要意义。 八、无丝分裂 1．特点：没有出现纺锤丝和染色体的变化。 2．实例：蛙的红细胞的分裂。
三、细胞周期
1．概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到 下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。 2．具有细胞周期的细胞的特点：连续分裂的细胞才有 细胞周期，如早期胚胎细胞、干细胞、分生区细胞、 生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)等；细胞分裂能力与 细胞分化程度成反比。已分化的成熟的细胞一般不再具 有分裂能力，没有细胞周期；有些细胞分裂结束后不再 进行分裂(如减数分裂形成的成熟生殖细胞)，它们也没有
1．细胞周期的表示方法 常规表示方法(扇形图、直线图、曲线图)：
A→A为一个完整的细 胞周期
a＋b为一个完整的
细胞周期，c＋d为一
同源染色体配对通常发生在减数第一次分裂刚开始不久，所以B错。
个完整的细胞周期
②漂洗：用清水漂洗约10 min。
D．DNA分子进行复制
③染色：用质量浓度为0.
C．①②⑤
【解析】在植物细胞有丝分裂末期细胞壁形成，而细胞壁 形成与高尔基体有关，故A正确。在动物细胞有丝分裂前期 能观察到纺锤体和中心体，B错。分泌蛋白合成后在内质网和 高尔基体中加工，C错。质粒是环状的DNA，线粒体是双 层膜的结构，里面有DNA，D错。此题考查了细胞的结构和
人教版高三二轮复习生物必修1《细胞增殖》精品教案
人教版高三二轮复习生物必修1《细胞增殖》精品教案1、与细胞增殖相关的几个重要概念和术语的理解；2、减数分裂与生殖细胞的数量、与孟德尔遗传定律、与可遗传变异、与DNA 复制的关系。
【教学方法】诱导启发、讨论交流的方法。
【教具】多媒体课件。
【教学过程】一、学生提前完成课前回顾区的任务通过课前回顾区布置的任务，让学生在自我回顾的基础上完成减数分裂和有丝分裂的具体图像以及各时期的特点比较。
同时，教师在课前学生完成此部分后下发答案，通过学生的自我核对准确掌握相关知识。
学生结合课前回顾区中的本专题知识网络，继续寻找自己知识的漏洞和疑惑，写在学案上，方便教师针对学生的薄弱环节展开教学。
二、展示“考纲要求”及“热点提示”通过“考纲要求”的展示，明确高考对这部分知识的要求，清楚的知悉本节课的教学重点，使学生形成明晰的教学目标。
同时通过“热点提示”给学生指明高考有关此部分知识的命题方向，使学生的复习更有针对性。
三、考点突破1、突破考点一：与细胞增殖相关的几个重要概念和术语的理解。
此部分的教学分为两个环节，第一个环节请学生尝试绘制“体细胞中含有6条染色体的二倍体和三倍体的动物的有丝分裂中期图像分别是什么样的？”通过学生的绘制的图像，教师让学生充分暴露知识掌握上的漏洞，针对漏洞帮助学生掌握知识，并通过学生之间的互相纠错加深学生对知识的理解。
同时结合学生在课前预习区绘图过程中不规范的情况，强调图像中“着丝点”、“纺锤体”、“中心体”的画法，规范学生的绘图。
在最后总结学生绘图的过程中，教师帮助学生归纳出“同源染色体”、“非同源染色体”、“染色体”、“染色单体”、“姐妹染色单体”、“DNA”、“染色体数目变异”等与细胞增殖有关的重要概念和术语。
板书：突破考点一：与细胞增殖相关的几个重要概念和术语的理解。
同源染色体、非同源染色体、染色体、染色单体、姐妹染色单体、DNA、染色体数目变异此部分的第二个教学环节，就是在学生充分掌握了以上重要概念和术语以及识图的基础纸上，通过例1帮助学生巩固、提升所学的知识。
相关主题
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8
机体活细胞分类: 机体活细胞分类:
特点: 特点: •周期性细胞 周期性细胞 (连续分裂细胞) 连续分裂细胞) •单向性 单向性
•G0•阶段性 G 期细胞 阶段性 (休眠细胞) 休眠细胞)
•检查点 检查点 •终端分化细胞 终端分化细胞 •微环境影响 微环境影响
(不分裂细胞) 不分裂细胞)
图1 细胞周期过程
复 成 功
Bax Bcl-2
修复失败
细胞凋亡
Li-Fraumeni 期
50 的 期
细胞
的
90%
的
70
38
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 的过表达 •CDK的增多 的增多 •CDI表达不足和突变 表达不足和突变 •检查点功能障碍 检查点功能障碍
/S检查点功能障碍 G1/S检查点功能障碍 G2/M检查点功能障碍 /M检查点功能障碍
9
2001年10月8日美国人 年 月 日美国人 日美国人Leland Hartwell、英国人 、 Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控 因对细胞周期调控 、 因对 机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖 机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖
利兰.哈特韦尔 Controlling Genes
17
周期素依赖性激酶抑制因子 (cyclin dependent kinase inhibitor, CDI)
Ink4 结构特点 含一个重复结 构域锚蛋白 作用特点 特异性地与 CDK4/6结合 结合, 结合 抑制激酶活性 组成成员 P16 Ink4a \P15 Ink4 b \P18 Ink4 c\P19 Ink4d Kip N端含一个保守的 端含一个保守的 80个氨基酸序列 个氨基酸序列 与cyclin/CDK复合 复合 物结合而抑制CDK 物结合而抑制 P21wafl\P27kip1\P57kip2
细胞周期自身调控
•周期素 周期素(cyclin) “油门” 油门” 周期素 油门 •周期素依赖性激酶 CDK) “引擎” 周期素依赖性激酶( 引擎” 周期素依赖性激酶 引擎 •周期素依赖性激酶抑制因子 周期素依赖性激酶抑制因子(CDI) “刹车” 刹车” 周期素依赖性激酶抑制因子 刹车 •细胞周期检查点 细胞周期检查点(checkpoint) “关卡” 关卡” 细胞周期检查点 关卡 •其它因素 其它因素 o泛素 泛素(ubiquitin)依赖的蛋白溶解系统 泛素 依赖的蛋白溶解系统 o抑癌基因产物 抑癌基因产物P53和Rb蛋白 抑癌基因产物 和 蛋白
25
丝/苏氨酸蛋白激酶型受体 细胞膜 胞浆
TGF-β
TGFβR
PPSmad4 Smad2 -P Smad2 -P
P- Smad4
胞核
P- Smad4 Smad2 -P
抑制CDK 抑制CDK4的表达 诱导CDI CDI的产生 诱导CDI的产生 抑制增殖
TGF-β途径对细胞增殖的负调控作用 途径对细胞增殖的负调控作用 途径对细胞增殖
7
细胞增殖是通过细胞周期来实现 细胞增殖是通过细胞周期来实现 细胞周期
细胞周期(cell cycle) 细胞周期
指细胞从一次分裂结束，到下一次 指细胞从一次分裂结束， 分裂终了的过程或间隔时间。 分裂终了的过程或间隔时间。
G1期:DNA合成前期 合成前期 S期:DNA合成期 期 合成期 G2期:DNA合成后期 合成后期 M期: 有丝分裂期 期
抑制CDK 抑制CDK4的表达 诱导CDI CDI的产生 诱导CDI的产生 抑制增殖
TGF-β途径对细胞增殖的负调控作用 途径对细胞增殖的负调控作用 途径对细胞增殖
33
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 的过表达 •CDK的增多 的增多 •CDI表达不足和突变 表达不足和突变
细胞分化(cell differentiation) 细胞分化 基因型相同
细胞通过分裂增殖产生结构 细胞通过分裂增殖产生结构 和功能上有特定差异的子代细 和功能上有特定差异的子代细 胞的过程。 胞的过程。 基因型相同
细胞表型不同
相互关联 但有所不同
6
概述
细胞增殖分化生物学意义 •生命延续的保证 生命延续的保证 •生长发育的基础 生长发育的基础 •维持细胞数量稳态 维持细胞数量稳态 • 参与创伤修复
31
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 的过表达 •CDK的增多 的增多
主要见于CDK4 和 CDK6过度表达 主要见于 过度表达
32
丝/苏氨酸蛋白激酶型受体 细胞膜 胞浆
TGF-β
TGFβR
PPSmad4 Smad2 -P Smad2 -P
P- Smad4
胞核
P- Smad4 Smad2 -P
22
细胞周期的调控
细胞周期自身调控 细胞外信号对细胞周期的调控 •增殖信号 •增殖信号： 肽类生长因子等 增殖信号： cyclinD的合成及下调CDI的合成 促cyclinD •抑制信号： 的合成及下调CDI的合成 抑制信号： 的合成及下调CDI 抑制信号
23
CDK1/CycB
肽类生长因子 Ras/Raf/ERK Cyclin D
检查机制 细胞周期检查点 “检查站关卡” 检查站关卡” 检查站关卡
12
细胞周期自身调控
•周期素 周期素(cyclin) “油门” 油门” 周期素 油门 oCyclin至少有 种，分三大类 至少有8种 至少有 G1期cyclin :cyclin D,E等 等 S期cyclin :cyclin A等 期 等 G2/M期cyclin :cyclin B等 期 等 o特点 呈周期性波动 特点:呈周期性波动 特点 o功能 激活相应 功能:激活相应 功能 激活相应CDK，驱动该期前进 ，
26
细胞+
调 控
外 信 号
Cyclin-CDK
+
CDI
自 身 调 控
驱动机制 Checkpoint 检查机制
27
细胞周期调控异常与疾病
•驱动机制异常 驱动机制异常 •检查机制障碍 检查机制障碍 恶性肿瘤、 恶性肿瘤、家族性 红细胞增多症、 红细胞增多症、前 列腺肥大等
13
细胞周期自身调控
•周期素 周期素(cyclin) “油门” 油门” 周期素 油门 •周期素依赖性激酶 CDK) “引擎” 周期素依赖性激酶( 引擎” 周期素依赖性激酶 引擎 o属丝氨酸 苏氨酸蛋白酶 属丝氨酸/苏氨酸蛋白酶 属丝氨酸 CDK家族有 种成员（ CDK1~9） 家族有9种成员 家族有 种成员（ ） oCDK的激活是细胞周期运行的直接动力 的激活是细胞周期运行的直接动力 -不同阶段有相应的 不同阶段有相应的cyclin/CDK 不同阶段有相应的 -CDK与相应的 与相应的cyclin结合才能被激活 与相应的 结合才能被激活
(+)
不同阶段的cyclin/CDK复合物 图2 不同阶段的 复合物
24
细胞周期的调控
细胞周期自身调控 细胞外信号对细胞周期的调控 •增殖信号：肽类生长因子等 增殖信号： 增殖信号 •抑制信号：TGF-β等 抑制信号： 抑制信号 等
下调cyclin和CDK等表达，诱导 和 等表达， 下调 等表达 诱导CDI产生 产生
-
CDI
驱动机制 驱动力增强
checkpoint
CDK2/cyclinA CDK2/cyclinE
检查机制 检查机制失灵 细胞恶性增殖
30
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 cyclinD 的过表达 机制
基因扩增 染色体倒位 染色体易位 cyclinD1过表达的主要机制 cyclinD1过表达的主要机制
36
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 的过表达 •CDK的增多 的增多 •CDI表达不足和突变 表达不足和突变 •检查点功能障碍 检查点功能障碍
37
G2/M检查点 检查点
缺陷的DNA 缺陷的
wtP53
Kip表达
DNA损伤 损伤 G1/S检查点 检查点
细胞阻滞 于G1期 修
+
CDK活性的影响因素 图3 CDK活性的影响因素
③CAK
16
细胞周期的调控
细胞周期自身调控
•周期素 周期素(cyclin) “油门” 油门” 周期素 油门 •周期素依赖性激酶 CDK) “引擎” 周期素依赖性激酶( 引擎” 周期素依赖性激酶 引擎 •周期素依赖性激酶抑制因子 周期素依赖性激酶抑制因子(CDI) “刹车” 刹车” 周期素依赖性激酶抑制因子 刹车 可特异性抑制CDK的活性 的活性 可特异性抑制
细胞周期 调控异常
细胞增殖过度 细胞增殖缺陷
疾 病
糖尿病肾病、 糖尿病肾病、神经 退行性疾病、 退行性疾病、再生 障碍性贫血等
28
细胞周期调控异常与疾病 细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制
29
肿瘤细胞恶性增殖的机制
CDK1/cyclinB
Cyclin -CDK
+
CDK4,6 /cyclinD
14
CDK1/CycB
不同阶段的cyclin/CDK复合物 图2 不同阶段的 复合物
15
①cyclin (正调节 正调节) ④CDI
(负调节 负调节) 负调节
Thr14和Tyr15 去磷酸化 (抑制位点） 抑制位点）
⑤泛素降解灭活 CDK
Thr161的磷酸化
②某些氨基酸
残基磷酸化状态
（活性位点） 活性位点）
保罗.诺斯 CDKs
蒂莫西.亨特 cyclins
10
细胞周期的调控
细胞周期自身调控 细胞外信号对细胞周期的调控
机体活细胞分类: 机体活细胞分类:
特点: 特点: •周期性细胞 周期性细胞 (连续分裂细胞) 连续分裂细胞) •单向性 单向性
•G0•阶段性 G 期细胞 阶段性 (休眠细胞) 休眠细胞)
•检查点 检查点 •终端分化细胞 终端分化细胞 •微环境影响 微环境影响
(不分裂细胞) 不分裂细胞)
图1 细胞周期过程
复 成 功
Bax Bcl-2
修复失败
细胞凋亡
Li-Fraumeni 期
50 的 期
细胞
的
90%
的
70
38
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 的过表达 •CDK的增多 的增多 •CDI表达不足和突变 表达不足和突变 •检查点功能障碍 检查点功能障碍
/S检查点功能障碍 G1/S检查点功能障碍 G2/M检查点功能障碍 /M检查点功能障碍
9
2001年10月8日美国人 年 月 日美国人 日美国人Leland Hartwell、英国人 、 Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控 因对细胞周期调控 、 因对 机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖 机理的研究而荣获诺贝尔生理医学奖
利兰.哈特韦尔 Controlling Genes
17
周期素依赖性激酶抑制因子 (cyclin dependent kinase inhibitor, CDI)
Ink4 结构特点 含一个重复结 构域锚蛋白 作用特点 特异性地与 CDK4/6结合 结合, 结合 抑制激酶活性 组成成员 P16 Ink4a \P15 Ink4 b \P18 Ink4 c\P19 Ink4d Kip N端含一个保守的 端含一个保守的 80个氨基酸序列 个氨基酸序列 与cyclin/CDK复合 复合 物结合而抑制CDK 物结合而抑制 P21wafl\P27kip1\P57kip2
细胞周期自身调控
•周期素 周期素(cyclin) “油门” 油门” 周期素 油门 •周期素依赖性激酶 CDK) “引擎” 周期素依赖性激酶( 引擎” 周期素依赖性激酶 引擎 •周期素依赖性激酶抑制因子 周期素依赖性激酶抑制因子(CDI) “刹车” 刹车” 周期素依赖性激酶抑制因子 刹车 •细胞周期检查点 细胞周期检查点(checkpoint) “关卡” 关卡” 细胞周期检查点 关卡 •其它因素 其它因素 o泛素 泛素(ubiquitin)依赖的蛋白溶解系统 泛素 依赖的蛋白溶解系统 o抑癌基因产物 抑癌基因产物P53和Rb蛋白 抑癌基因产物 和 蛋白
25
丝/苏氨酸蛋白激酶型受体 细胞膜 胞浆
TGF-β
TGFβR
PPSmad4 Smad2 -P Smad2 -P
P- Smad4
胞核
P- Smad4 Smad2 -P
抑制CDK 抑制CDK4的表达 诱导CDI CDI的产生 诱导CDI的产生 抑制增殖
TGF-β途径对细胞增殖的负调控作用 途径对细胞增殖的负调控作用 途径对细胞增殖
7
细胞增殖是通过细胞周期来实现 细胞增殖是通过细胞周期来实现 细胞周期
细胞周期(cell cycle) 细胞周期
指细胞从一次分裂结束，到下一次 指细胞从一次分裂结束， 分裂终了的过程或间隔时间。 分裂终了的过程或间隔时间。
G1期:DNA合成前期 合成前期 S期:DNA合成期 期 合成期 G2期:DNA合成后期 合成后期 M期: 有丝分裂期 期
抑制CDK 抑制CDK4的表达 诱导CDI CDI的产生 诱导CDI的产生 抑制增殖
TGF-β途径对细胞增殖的负调控作用 途径对细胞增殖的负调控作用 途径对细胞增殖
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细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 的过表达 •CDK的增多 的增多 •CDI表达不足和突变 表达不足和突变
细胞分化(cell differentiation) 细胞分化 基因型相同
细胞通过分裂增殖产生结构 细胞通过分裂增殖产生结构 和功能上有特定差异的子代细 和功能上有特定差异的子代细 胞的过程。 胞的过程。 基因型相同
细胞表型不同
相互关联 但有所不同
6
概述
细胞增殖分化生物学意义 •生命延续的保证 生命延续的保证 •生长发育的基础 生长发育的基础 •维持细胞数量稳态 维持细胞数量稳态 • 参与创伤修复
31
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 的过表达 •CDK的增多 的增多
主要见于CDK4 和 CDK6过度表达 主要见于 过度表达
32
丝/苏氨酸蛋白激酶型受体 细胞膜 胞浆
TGF-β
TGFβR
PPSmad4 Smad2 -P Smad2 -P
P- Smad4
胞核
P- Smad4 Smad2 -P
22
细胞周期的调控
细胞周期自身调控 细胞外信号对细胞周期的调控 •增殖信号 •增殖信号： 肽类生长因子等 增殖信号： cyclinD的合成及下调CDI的合成 促cyclinD •抑制信号： 的合成及下调CDI的合成 抑制信号： 的合成及下调CDI 抑制信号
23
CDK1/CycB
肽类生长因子 Ras/Raf/ERK Cyclin D
检查机制 细胞周期检查点 “检查站关卡” 检查站关卡” 检查站关卡
12
细胞周期自身调控
•周期素 周期素(cyclin) “油门” 油门” 周期素 油门 oCyclin至少有 种，分三大类 至少有8种 至少有 G1期cyclin :cyclin D,E等 等 S期cyclin :cyclin A等 期 等 G2/M期cyclin :cyclin B等 期 等 o特点 呈周期性波动 特点:呈周期性波动 特点 o功能 激活相应 功能:激活相应 功能 激活相应CDK，驱动该期前进 ，
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细胞+
调 控
外 信 号
Cyclin-CDK
+
CDI
自 身 调 控
驱动机制 Checkpoint 检查机制
27
细胞周期调控异常与疾病
•驱动机制异常 驱动机制异常 •检查机制障碍 检查机制障碍 恶性肿瘤、 恶性肿瘤、家族性 红细胞增多症、 红细胞增多症、前 列腺肥大等
13
细胞周期自身调控
•周期素 周期素(cyclin) “油门” 油门” 周期素 油门 •周期素依赖性激酶 CDK) “引擎” 周期素依赖性激酶( 引擎” 周期素依赖性激酶 引擎 o属丝氨酸 苏氨酸蛋白酶 属丝氨酸/苏氨酸蛋白酶 属丝氨酸 CDK家族有 种成员（ CDK1~9） 家族有9种成员 家族有 种成员（ ） oCDK的激活是细胞周期运行的直接动力 的激活是细胞周期运行的直接动力 -不同阶段有相应的 不同阶段有相应的cyclin/CDK 不同阶段有相应的 -CDK与相应的 与相应的cyclin结合才能被激活 与相应的 结合才能被激活
(+)
不同阶段的cyclin/CDK复合物 图2 不同阶段的 复合物
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细胞周期的调控
细胞周期自身调控 细胞外信号对细胞周期的调控 •增殖信号：肽类生长因子等 增殖信号： 增殖信号 •抑制信号：TGF-β等 抑制信号： 抑制信号 等
下调cyclin和CDK等表达，诱导 和 等表达， 下调 等表达 诱导CDI产生 产生
-
CDI
驱动机制 驱动力增强
checkpoint
CDK2/cyclinA CDK2/cyclinE
检查机制 检查机制失灵 细胞恶性增殖
30
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 cyclinD 的过表达 机制
基因扩增 染色体倒位 染色体易位 cyclinD1过表达的主要机制 cyclinD1过表达的主要机制
36
细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制 •Cyclin的过表达 的过表达 •CDK的增多 的增多 •CDI表达不足和突变 表达不足和突变 •检查点功能障碍 检查点功能障碍
37
G2/M检查点 检查点
缺陷的DNA 缺陷的
wtP53
Kip表达
DNA损伤 损伤 G1/S检查点 检查点
细胞阻滞 于G1期 修
+
CDK活性的影响因素 图3 CDK活性的影响因素
③CAK
16
细胞周期的调控
细胞周期自身调控
•周期素 周期素(cyclin) “油门” 油门” 周期素 油门 •周期素依赖性激酶 CDK) “引擎” 周期素依赖性激酶( 引擎” 周期素依赖性激酶 引擎 •周期素依赖性激酶抑制因子 周期素依赖性激酶抑制因子(CDI) “刹车” 刹车” 周期素依赖性激酶抑制因子 刹车 可特异性抑制CDK的活性 的活性 可特异性抑制
细胞周期 调控异常
细胞增殖过度 细胞增殖缺陷
疾 病
糖尿病肾病、 糖尿病肾病、神经 退行性疾病、 退行性疾病、再生 障碍性贫血等
28
细胞周期调控异常与疾病 细胞增殖过度与肿瘤
肿瘤细胞恶性增殖的机制
29
肿瘤细胞恶性增殖的机制
CDK1/cyclinB
Cyclin -CDK
+
CDK4,6 /cyclinD
14
CDK1/CycB
不同阶段的cyclin/CDK复合物 图2 不同阶段的 复合物
15
①cyclin (正调节 正调节) ④CDI
(负调节 负调节) 负调节
Thr14和Tyr15 去磷酸化 (抑制位点） 抑制位点）
⑤泛素降解灭活 CDK
Thr161的磷酸化
②某些氨基酸
残基磷酸化状态
（活性位点） 活性位点）
保罗.诺斯 CDKs
蒂莫西.亨特 cyclins
10
细胞周期的调控
细胞周期自身调控 细胞外信号对细胞周期的调控