第十二章细胞增殖及其调控
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、填空题1.在细胞有丝分裂中, 微管的作用是；微丝的作用是。
2.中心粒是由_________构成的，每个中心体各含有一对互相__________的中心粒，在细胞周期的______________期进行复制。
3.动物细胞的有丝分裂器有、、和四种类型的微管；植物细胞中没有。
4.细胞分裂的方式有、和。
5.细胞周期可分为四个时期即、、和。
6.最重要的人工细胞周期同步化的方法有阻断法和阻断法。
7.2001年诺贝尔医学和生理学奖授予了三位科学家，他们在方面作出了杰出贡献。
8.按照细胞增殖能力不同，可将细胞分为三类即、和。
9.在细胞周期调控中，调控细胞越过G1/S期限制点的CDK与周期蛋白的复合物称为。
10.以培养细胞为材料，通过有丝分裂选择法可以获得M期的细胞，这是因为培养的细胞在M期时。
11.用DNA合成阻断法获得同化细胞时，常用的阻断剂是和。
12.MPF由两个亚单位组成，即和。
当两者结合后表现出蛋白激酶活性，其中为催化亚单位，为调节亚单位。
13.肝细胞和肌细胞属于不同细胞周期类型，肝细胞在受到损伤情况下能进行分裂，而肌细胞却不行，由此可判断肝细胞属于，而肌细胞属于。
14.细胞周期中重要的检验点包括、、和。
15.在减数分裂的前期发生同源染色体的和等位基因的；在有丝分裂后期中，是发生分离，而在减数分裂后期I中则是发生分离。
16.细胞减数分裂中，根据细胞形态的变化可以将前期Ⅰ分为、、、、。
17.细胞完成和全过程称为细胞增殖周期，简称细胞周期。
18.根据增殖状况，可将细胞分为3类，分别为、、。
19.可以选用等DNA合成抑制剂可逆的抑制DNA合成，通过药物诱导实现细胞周期的同步化。
20.用甲氨蝶呤将培养细胞同步化后再用秋水仙素胺短暂处理，可以获得大量的分裂相，显带后将呈现出更多更细的带纹。
21.和动物细胞的细胞周期相比较，植物细胞的细胞周期两个突出的特点是和。
22.所有染色体排列到上，标志着细胞分裂已进入中期。
细胞周期的调控和细胞增殖
细胞周期的调控和细胞增殖细胞周期是细胞生命周期中的一个重要阶段，通过严密调控确保细胞按照一定的顺序进行有序的DNA复制和细胞分裂。
细胞周期的调控主要包括细胞周期检查点、细胞周期调控因子及其调控网络的作用等方面。
一、细胞周期检查点细胞周期检查点是细胞在特定时期对其自身状态的监测点，主要有G1/S检查点、G2/M检查点和M检查点。
这些检查点的功能在于确保细胞在细胞周期的不同阶段保持稳定和正确的进行。
1. G1/S检查点G1/S检查点位于细胞周期的G1期和S期之间，主要监测细胞的DNA是否完整以及是否有足够的生物小分子供应，这是控制是否进入DNA复制的关键检查点。
如果细胞通过检查，则进入S期进行DNA 复制，否则进入G0期停滞。
2. G2/M检查点G2/M检查点位于细胞周期的G2期和M期之间，主要监测细胞DNA复制是否正确完成以及是否有DNA损伤。
只有当细胞通过这一检查点时，才能进入有丝分裂的M期。
3. M检查点M检查点位于细胞分裂的中期，主要监测染色体是否正确连接到纺锤体上，并确保该连接是稳定的。
只有当细胞通过这一检查点时，才能完成有丝分裂，将染色体均匀地分配给两个子细胞。
二、细胞周期调控因子及其调控网络细胞周期调控因子主要包括Cyclins和Cyclin-dependent kinases (CDKs)。
Cyclins与CDKs形成复合物，通过磷酸化作用来调控细胞周期的不同阶段。
1. CyclinsCyclins是调控细胞周期的关键调节蛋白，其数量在不同的细胞周期阶段发生变化。
不同类型的Cyclins与特定的CDKs形成复合物，起到调控细胞周期的作用。
2. CDKsCDKs是Cyclin-dependent kinases的缩写，是一类酶的家族。
它们与Cyclins结合形成复合物，通过磷酸化调控细胞周期的不同阶段。
CDKs活性的变化在细胞周期的不同阶段发生，由Cyclins的表达调控。
3. 细胞周期调控网络细胞周期调控网络是由各类细胞周期调控因子组成的复杂网络。
细胞增殖及其调控
细胞增殖及其调控细胞依赖增殖维持其存在，繁衍后代。
细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一。
细胞增殖包含3个组成部分，即生长、DNA复制和细胞分裂，这些均体现在细胞周期进程中，因此细胞增殖是通过细胞周期实现的。
细胞增殖受到严密的调控机制所监控。
任何细胞，不管是简单的单细胞，还是高等生物体内的细胞，其增殖过程都必须遵循一定的规律。
细胞周期与细胞分裂(细胞周期、有丝分裂、减数分裂)细胞周期的调控（Cdk激酶和周期蛋白在细胞周期进程中的调控作用及其活性调节、细胞周期运转的调控、其他内在、外在因素在周期调控中的作用）细胞周期与细胞分裂细胞周期㈠细胞周期(cell cycle)概述细胞依靠增殖维持其存在，繁衍后代。
为了阐明细胞是如何繁殖的，应该考虑三个主要问题：①细胞如何复制它的内含物；②它们如何分配复制好的内含物并分裂为二；③它们如何协调好上述两个过程必需的所有机器，以保证诸如只有在复制完成后才进行细胞分裂。
细胞增殖受到严密的调控机制所监控。
任何细胞不管是简单的单细胞，还是高等生物体内的细胞，其增殖过程都必须遵循一定的规律。
细胞增殖过程中，任何一个关键步骤的错误，都有可能导致严重后果，甚至细胞死亡。
在高等生物中细胞增殖调控更为复杂。
它不仅要遵循细胞自身的增殖调控规律，同时还要遵守生物体整体调控机制的调节。
不然，不受约束而生成的细胞将被机体免疫系统所清除，或癌变，威胁整个生命。
由此可见，细胞增殖调控是整个生命活动的最基本保证。
细胞周期(cell cycle)是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的过程。
细胞周期有时也称为细胞生活周期(cell life cycle)或细胞繁殖周期(cell reproductive cycle)。
人们最初从细胞形态变化考虑，将细胞周期简单地划分为两个相互延续的时期，即细胞有丝分裂期(mitosis)和位于两次分裂期之间的分裂间期(inter phase)。
(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。
第十二章 细胞增殖及其调控
3）其他方法：通过显微缩时摄像技术可以求出分裂间期和分裂期的准确时间；通过在不同的时间对细胞群体进行计数，可以推算出细胞群体的倍增时间，即细胞周期的总时间。
1、脉冲标记DNA复制的细胞分裂指数观察测定法
2、流式细胞分选仪测定法
（四）细胞周期同步法
⑤终变期（再凝集期）
染色体更加变粗。交叉明显，数量减少。交叉向染色体的端部移行，称为端化。核膜、核仁消失。纺锤体形成。
（2）中期Ⅰ
同源染色体的每一对姊妹染色单体在着丝粒处并连在一起，1对动粒朝向同一极，同源染色体的两个染色体通过动粒微管分别连向不同的极。四分体逐渐向赤道方向移动，最终排列在赤道面上。
（一）减数分裂前间期
最大特点在于S期持续时间较长。
另一个重要特点是，在植物百合中发现，其减数分裂前间期的S期仅复制其DNA总量的99.7%~99.9%，而剩下的（DNA小片段）0.1~0.3%要等到减数分裂前期才进入复制。
另外还发现，在一种L蛋白，在前间期与上述DNA小片段结合，阻止其复制。
细胞周期同步化是利用人工诱导或药物诱导的方法，使细胞同步化在细胞周期的某个特定时期，从而获得处于相同细胞周期的细胞作为实验材料。常用的方法有：人工选择同步化和药物诱导同步化。还可分为自然同步化和人工同步化。
自然同步化的例子有：
1）海胆受精卵最初几次分裂是同步的；
2）细菌的休眠孢子进入营养环境后能发生同步萌发；
中心体与其周围的微管一起被称为星体（在动物细胞中） 。中心体在间期也进行了复制。细胞分裂开始，两个星体即逐渐向细胞的两极运动。
2、前中期
① 核膜破裂，标志着前中期的开始。
② 纺锤体的装配。
3、中期
所有染色体排列到赤道板上，纺锤体呈典型的纺锤样。
第十二章 细胞周期与细胞增殖
酵母细胞的细胞周期
酵母细胞的细胞周期与标准的细胞
周期在时相和调控方面相似
酵母细胞周期明显特点:
1.酵母细胞周期持续时间较短；2.
封闭式细胞分裂，即细胞分裂时核膜 不 解 聚 ； 3. 纺 锤 体 位 于 细 胞 核 内 ； 4.
在一定环境下，也进行有性繁殖
芽殖酵母 budding yeast
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。
Eucaryotic Cell Cycle
在细线期或合线期加入DNA合成抑制剂，则抑制SC的形
成。
四、减数分裂过程中的DNA 重组
染色体组的重组合 发生在减数分裂的中期I。由于染色体在赤道 板上排列的随机性，会出现自由组合重组
染色体的交换与交叉 发生在减数分裂的前期I。偶线期，同源染 色体发生断裂和重组，同源染色体间发生染色 体的交换。出现交叉端化。
A typical mammalian cell has a cell cycle time of 24 hours, with 12 hr G1, 6-8 hr S, 3-4 hr G2, and 1 hr M
◆根据细胞周期运转的不同，可将多细胞动物
的细胞分为三类：
– ①周期中细胞：细胞持续分裂，细胞周期连续运转。
前中期(prometaphase)
◆核膜破裂成小的膜泡，这一过程是由核纤层蛋白中 特异的Ser残基磷酸化导致核纤层解体 ◆纺锤体微管与染色体的动粒结合，捕捉住染色体, 每个已复制的染色体有两个动粒，朝向反方向，保证与 两极的微管结合；纺锤体微管捕捉住染色体后，形成三 种类型的微管（动粒微管管、极性微管和星体微管）
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
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、名词解释1、细胞周期：细胞物质积累与细胞分裂的循环过程。
从一次细胞分裂结束开始，经过物质累积过程，直到下一次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期。
2、细胞周期检验点：是细胞周期中的一套保证DNA复制和染色体分配质量的检查机制。
是一类负反馈调节机制。
当细胞周期进程中出现异常事件，如DNA损伤或DNA复制受阻时，这类调节机制就被激活，及时地中断细胞周期的运行。
待细胞修复或排除故障后，细胞周期才能恢复运转。
（百度）3、细胞分裂周期基因：与细胞分裂和细胞周期有关的基因，称为cdc基因。
最早是在简单真核生物芽殖酵母和裂殖酵母中发现并分离出约40-50个细胞增殖必须的基因，根据被发现的先后顺序，分别命名为cdc2，cdc25，cdc28等。
（百度）4、细胞周期蛋白：其含量随细胞周期进程的变化而呈现出周期性变化。
一般在细胞分裂的间期内积累，在分裂期内递减，尤其在后期急剧下降，在下一个细胞周期中又重复这一消长现象。
简称周期蛋白。
5、CDK：6、G0期细胞：指暂时离开细胞周期，停止细胞分裂，去执行一定的生物学功能。
一旦得到信号指使，会快速返回细胞周期，分裂增殖的细胞。
7、细胞促分裂因子MPF: 在成熟的卵细胞的细胞质中，可以诱导卵母细胞成熟的一种物质，称为促成熟因子。
8、早熟凝集染色体PCC：与M期细胞融合的间期细胞产生了形态各异的染色体凝集，称之为早熟凝集染色体9、联会复合体：在联会的部位形成的一种特殊复合结构，沿同源染色体长轴分布，宽1.5-2μm，在电镜下可以清楚地显示其细微结构。
10、细胞周期同步化：是指在自然过程中发生或经人为处理造成的整个细胞群体处于细胞周期的同一时期二、判断题1、在细胞分裂时内质网也要经历解体与重建的过程。
2、在细胞有丝分裂的前期，染色体的动粒与动粒微管结合，形成纺锤体。
3、在细胞分裂时，动粒微管和极微管都参与了染色体的运动。
4、细胞周期分为G1、S、G2和M期，但不是所有的分裂细胞都有这四个时期。
细胞增殖及其调控(共84张PPT)
• 囊泡膜形成新的质膜，两侧质膜来源于共同的 囊泡，膜间有连通的管道，形成胞间连丝。
植物细胞成膜体的形成
三、 减数分裂（Meiosis）
• 细胞增殖是生命的基本特征：种族繁衍、个体发 育、机体修复等离不开细胞增殖。
• 胚胎发育从1个受精卵增至1012细胞，成年1014;
• 成人每秒有数百万新细胞产生，补偿血细胞、小 肠粘膜细胞和上皮细胞的衰老和死亡。
• 细胞增殖是通过细胞周期(cell cycle)实现，细 胞周期的运行受相关基因严格监视和调控。
逆地抑制DNA合成，不影响其它时期细胞，最 从形态来看，SC形成偶线期，成熟于粗线期，并存在数天，消失于双线期。
2、S期：DNA合成期，主要事件是DNA合成，还合成组蛋白、DNA复制所需的酶 ②分裂极确定,纺锤体开始形成; 同源染色体发生配对，配对的过程又称联会(synapsis)。
终可将细胞群阻断在S期或G/S交界处。常用的 现在认为它与同源染色体间的交换有关。
• 植物双线期一般较短，但动物双线期停留的时间 长，人的卵母细胞在5个月胎儿已达双线期，直 到排卵都停在双线期。
• 在鱼类、两栖类、爬行类、鸟类以及昆虫中，双 线期的二价体解螺旋形成灯刷染色体。
• 1)细线期：
• 染色体已经复制，并开始凝缩，所以又称为凝 线期(synizesis)，但染色体呈细线状，光镜下 分辨不出两条染色单体。
• 在有些物种中表现为染色体细线一端在核膜的 一侧集中，另一端放射状伸出，形似花束，称 为花束期(bouquet stage)。
• 2)偶线期：
细胞周期及其调控的分子机制
⒌P53基因 P53基因产物是一种转录因子，以四聚体形式与特
异的DNA序列结合后，对靶基因的表达进行调控。 是一种细胞生长抑制性蛋白；它抑制正常和转化细 胞的生长，使细胞停滞在G1期。但当细胞DNA损伤 时，抑制G1晚期的基因转录，以利DNA修复，对维 护基因稳定性起重要作用。若P53突变，丧失了对细 胞周期的控制作用而致使细胞发生转化或恶性变。 ⒍视网膜母细胞瘤(retinoblastoma，Rb)基因
.
⑵P21
P21WAF1为P53的下游基因，表达产物的氨基端有 一个锌指结合功能域，羧基端有两个核定位信号区， 正常细胞中，野生型P53基因完整，P21表达恒定。在 生 长 因 子 刺 激 下 ， G1 期 P21 表 达 快 速 增 加 ， 有 大 量 “自由”的P21存在，然后降低。到S期时，这种“自 由”的P21减少，而cyclin A增加，一旦细胞受电离 辐射，DNA被损伤后，由P53促进产生的P21可抑制 cyclin E/cdk2 而 造 成 G1 期 阻 滞 ； 同 时 P21 可 与 PCNA(增殖细胞核抗体)结合抑制其活化的DNA聚合 酶，从而抑制DNA复制以利DNA修复。一旦p53突 → p21失活 →PCNA失活,使cyclin A/cdk2超过P21 引起肿瘤.
.
⒉周期素依赖性蛋白激酶(cdk)对细胞周期的调控
⑴cdk1 即P34cdc2，可与人cyclin B结合形成复合物，通
过催化方式可使细胞进入和走出M期。
⑵cdk2 在 G1 后 期 和 S 期 由 cdk2 基 因 编 码 的 P33cdk2 与
cyclin E,cyclin A结合形成复合物后，又可与pRb 相关转录因子结合形成复合物,参与G1和S期基因 表达调控. ⑶cdk3
减数分裂(细胞增殖及其调控)
染色体 配对 DNA复 制 蛋白质 &RNA 核膜 相连 染色线 染色粒
偶线期 配对期
2价体 联会丝 复合体 Z-DNA SC 端部移位
粗线期 重组期
片段交换 重组小节 P-DNA rDNA扩增 DNA修补 组蛋白 相连
双线期 合成期
四分体 交叉
终变期 再凝集期
短棒状 四分体 端化
二、减数分裂过程
（一）第一次减数分裂 1.前期I 变化最为复杂，呈现许多减数分裂的特征形态
变化，时间长，可达几周，几月，甚至几年，几 十年。
其结果发生了染色体的重组；合成了为配子
所需要的，或胚胎早期发育所需要的全部或大部 RNA、蛋白质及碳水化物。
(1) 细 线 期 (leptotene stage，1eptonema)或称凝 集 期 (condensation stage):染色质凝集(染色 线和染色粒）。 (2) 偶 线 期 (zygotene stage zygonema)又称配对 期(pairing stage)：两条 同源染色体侧面紧密相贴 进行配对，此现象称为联 会 (synapsis) 。 形 成联 会 复 合 体 （ synaptonemal complex, SC). Z-DNA合成 及 2 价 体 （四 分 体 ） 形 成 。
（2）有丝分裂因子(mitotic factors)
Sunkara等将HeLa细胞同步于细胞周期的不同阶 段，制备提取液，用显微注射法注入蛙卵母细胞 胞质中，结果表明：
G1及S期细胞提取液不具成熟促进活性(MPA)。 G2期开始出现胚泡破裂诱导性，同时引起染色质凝集， 并在卵的动物极出现白斑。
一、减数分裂前间期
减数分裂前间期(premeiosis interphase)也分 为G1，S，G2期。决定有丝分裂向减数分裂的转变 的原因尚不十分清楚，但这种转变和减数分裂前 的间期活动有密切关系。 减数分裂前间期S期特别长，如蝾螈的S期由原 来的12小时增长到10天。此种延长并非由于复制 叉的运动减慢，而是由于每单位长度DNA复制单位 的启动数量减少所致。 在减数分裂间期时性染色体的DNA复制从S期之 末变为早S期复制。另一令人瞩目的现象是在百合 中，减数分裂前 S期只合成全部染色体DNA的99.7 ％，其余的0.3％在偶线期合成。
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第十二章细胞增殖及其调控细胞增殖：是细胞通过细胞周期，完成细胞分裂使细胞数量不断增加的生命现象。
第一节细胞周期概述一、细胞周期1.概念：从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直到下一次细胞分裂结束为止，称为一个~~~。
2.细胞周期时间长短主要差别在G1期，S、G2、M期的总时间相对恒定。
M期最为恒定，持续半个小时左右。
3.周期中细胞：有些细胞可能会持续分裂，即细胞周期持续运转。
这些细胞称为~~~~。
4.静止期细胞或G0期细胞：有些细胞会暂时离开细胞周期，停止细胞分裂，去执行一定的生物学功能，这些细胞称为~~~。
周期中细胞转化为G0期细胞多发生在G1期。
5.终未分化细胞：在机体内有一些细胞，由于分化程度高，一旦生成后，终生不再分裂。
这些细胞称为~~~。
二、细胞周期中各个不同时相及主要事件1.G1期第一阶段。
新生产的子代细胞立即进入一个细胞生长时期，开始合成细胞生长所需要的各种蛋白质、糖类、脂质、但不合成蛋白质。
在G1期的晚期有一个特定时期。
如果细胞继续走向分裂，则可以通过这个特定时期。
成为起始点，限制点（R）或检验点。
影响G1向S转换的因素：外在因素：营养供给、相关的激素刺激。
内在：与细胞分裂基因调控过程相关的因素。
2.S期DNA、新的组蛋白合成期。
真核细胞新合成的DNA立即与组蛋白结合，共同组成核小体串珠结构。
3.G2期gG2期检验点主要检查DNA是否完成复制，DNA损伤是否得以修复，细胞是否已生长到合适大小，环境因素是否有利于细胞分裂等。
4.M期细胞分裂。
三、细胞周期长短测定（看书）(一)脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法适用于细胞种类构成相对简单，细胞周期时间相对较短，周期运转均匀的细胞群体。
（二）流式细胞仪器测定法四、细胞周期同步法在自然过程中发生或经人为处理后，使一个特定的细胞群中所有的细胞都处于同一个细胞周期。
1.自然同步化：自然界存在的细胞周期同步过程2.人为同步化①人工选择同步化：人为地将处于不同时期的细胞分离开来，获得不同时相的细胞群体。
处于对数生长期的单层培养细胞，细胞分裂活跃，大量处于分裂期的细胞变圆，从培养瓶壁上隆起，与培养瓶壁的附着力减弱。
轻轻震荡培养瓶，处于M期的细胞即会从瓶壁上脱落，悬浮到培养液中。
收集培养液，通过离心，即可获得一定数量的分裂期细胞。
将这些M期细胞重新悬浮于一定体积的培养液中，细胞开始同步分裂，同时进行细胞周期运转，由此获得不同时相的细胞。
②密度梯度离心法3.通过药物诱导:①DNA合成阻断法：低毒或无毒的DNA合成抑制剂特异地抑制DNA合成，不影响处于其他时期的细胞进行细胞周期运转，将被抑制的细胞抑制在DNA合成期的实验方法。
DNA合成抑制剂：TdR和羟基脲（HU）例子：P394②分裂中期阻断法：秋水仙素、秋水仙胺可以抑制微管聚合，有效抑制细胞分裂器的形成。
4.条件依赖性突变株在同步化中的应用。
五、特殊的细胞周期第二节细胞分裂一、有丝分裂：前期、前中期、中期、后期、末期、胞质分裂（相对独立)(一)过程1.前期细胞核染色质开始浓缩，逐渐变短、粗。
早期的两条染色单体已经可以分辨。
每条染色单体上，含有一段特殊的DNA序列，称为着丝粒DNA。
两条染色单体的两个着丝粒对应排列。
前期的较晚时期，在着丝粒处组装动粒，动粒和着丝粒紧密相连。
前期，在中心体的周围，微管开始大量组装。
微管以中心体为核心向四周辐射，称为星体。
细胞分裂开始启动，两个星体逐渐向细胞的两极运动，确立细胞分裂极。
2.前中期核膜破裂、纺锤体形成、染色体向赤道面运动。
核纤层解聚成核纤层蛋白。
纺锤体是与细胞分裂和染色体运动直接相关的临时性细胞器，主要是由微管及其结合蛋白构成。
动粒微管、极微管、辅助分子，共同组成前期纺锤体。
3.中期所有染色体排列到赤道面上（染色体整列、或染色体中板聚合）。
纺锤体呈现典型的纺锤样。
4.后期染色体的两条染色单体互相分离，形成子代染色体，分别向两极运动。
后期分为：后期A：动粒微管变短，染色体逐渐向两极运动后期B：极性微管长度增加、两极之间的距离逐渐拉长。
染色体向两极的运动依靠纺锤体微管的作用。
秋水仙素、秋水仙胺处理，染色体的运动立即停止。
染色单体与纺锤体微管的联系是染色单体运动所必需的。
5.末期染色单体到达两极，染色体平均分配到两极，核膜重新组装，染色体去螺旋化，分散在间期核中，核仁重新出现。
6.胞质分裂：开始于细胞分裂后期，完成于分裂末期。
胞质分裂开始时，在赤道板周围细胞表面下陷，形成环形缢缩，称为分裂沟。
大量的肌动蛋白和肌球蛋白在中间体处组装成微丝并相互组成微丝束，环绕细胞，称为收缩环。
收缩环收缩，分裂沟逐渐加深，细胞形状也由原来的圆形逐渐变为椭圆形、哑铃形，直到两个子细胞相互分离。
（随胞质分裂，中间体一直持续到两个子细胞完全分离。
分裂沟的定位与纺锤体的位置相关。
）可以简单归纳：①分裂沟位置的确立；②肌动蛋白聚集和收缩环形成；③收缩环收缩；④收缩环处细胞质膜融合并形成两个子细胞。
植物细胞：植物细胞有细胞壁，其胞质分裂，新避的形成与动物细胞不同，与膜体和细胞板有关。
(二)与有丝分裂直接相关的亚细胞结构1.中心体与微管组装和细胞分裂有关。
每个高等动物间期细胞通常含有一个中心体。
一般有一对中心粒（互相垂直）和其周围的无定形物质有关。
中心粒为圆筒状。
圆筒的壁由9组三联体微管构成。
三联体微管的成分α、ß微管蛋白。
在间期细胞，微管围绕中心体组装，向四周辐射。
中心体与放射的微管合成星体。
2.动粒与着丝粒动粒：着丝点，附着于着丝粒。
外侧主要用于纺锤体微管附着，内侧与着丝粒交织。
每条中期染色体上含有2个动粒，分别位于着丝粒的两侧。
着丝粒：染色体主缢痕部位的染色质。
着丝粒DNA主要由α卫星DNA构成。
3.纺锤体（1）高等动物的纺锤体呈纺锤状，由为微管和微管结合蛋白组成。
两端为星体。
组成它的微管分为3种：①星体微管；②动粒微管：一端与中心体相连，一端与动粒相连。
③极微管：一端与中心体相连，一端游离。
（2）组装：组装过程在书P409 图12-20纺锤体组装首先涉及微管在中心体周围组装和已经完成复制的中心体分离。
中心体分离时，负向运动的马达蛋白在来自姐妹中心体的微管之间搭桥，通过向负极运动，将被结合的微管牵拉在一起，组成纺锤体微管；中心体形成纺锤体的两极。
（称为中心体整列）。
正向运动的马达蛋白在纺锤体微管之间搭桥，借助向微管正极运动，将纺锤体拉长，中心体之间的距离逐渐扩大。
当纺锤体拉长到一定成度后，负向运动的马达蛋白在细胞质膜和星体微管之间搭桥，借助负向运动，将星体向两极细胞质膜拉近，纺锤体进一步被拉长。
【中心体的分离需要驱动蛋白相关蛋白（KRPs）和细胞质动力蛋白等马达蛋白的作用。
KRPs主要是一些向微管负极运动的马达蛋白，细胞质动力蛋白是向微管正极运动的马达蛋白。
】（三）有丝分裂中染色体的动力 P4081.染色体整列：启动染色体分离并向两个子细胞中平均分配的先决条件。
2.染色体分离二减数分裂主要特点：细胞仅进行一次DNA复制，随后进行两次细胞分裂。
意义：有效的获得父母双方的遗传物质，保持后代的遗传性，增加更多的变异机会，确保生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力。
（一）前减数分裂间期特点：①S期持续时间较长，发生一系列与减数分裂相关的特殊事件。
②细胞核大于体细胞核，染色质凝集成异染色质。
③G2期时间变化大。
（二）减数分裂过程:两次分裂之间无DNA合成。
1.减数分裂Ⅰ：前期Ⅰ、前中期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ、胞质分裂Ⅰ（1）前期Ⅰ持续时间较长。
进行染色体配对和基因重组，合成一定量的RNA和蛋白质。
分为：①细线期（凝集期）：染色质凝集，染色质纤维逐渐折叠，螺旋化，变短变粗，包装成在显微镜下可以看到的细纤维样染色体结构。
两条染色单体的臂不分离，染色体呈细的单线状，上面有染色粒。
染色体端粒通过接触斑与核膜相连。
②偶线期（配对）：同源染色体配对。
同源染色体紧密结合形成二价体。
同源染色体配对，称为联会。
每个二价体含有4条染色单体称为四分体。
合成在S期未合成的约0.3%的DNA （偶线期DNA，即zygDNA）。
③粗线期（重组期）：开始于同源染色体配对之后。
等位基因之间部分DNA片段交换重组，产生新的等位基因的组合。
联会复合体部位的中间出现重组结。
合成一小部分尚未合成的DNA，称为P-DNA。
P-DNA编码一些与DNA点切和修复有关的酶。
合成减数分裂期专有的组蛋白。
发生染色体外rDNA扩增。
④双线期（合成期）：重组阶段结束，同源染色体相互分离，仅留几处相互联系。
同源染色体或多或少发生去凝集，RNA转录活跃，核仁变大⑤终变期（再凝集期）：染色体重新凝集，形成短棒状机构，核仁消失。
（2）中期Ⅰ纺锤体组装，核膜破裂标志着开始。
每个四分体含有4个动粒。
（3）后期Ⅰ同源染色体彼此分离并向两极运动。
达到每一极，数目减半。
自由重组。
、（4）末期Ⅰ第一类型：染色体到达两极，去凝集，核被膜重新组装，形成两个子细胞核，细胞质分裂，完全形成两个间期子细胞。
第二类:立即准备进入第二次减数分裂。
2.减数分裂Ⅱ形成4个子细胞。
雄性：4个大小相似，为精子细胞，发育为精子。
雌性：第一次为不等分裂，产生一个大的次级卵母细胞和一个小的第一极体（很快死亡）。
次级卵母细胞第二次分裂，不等分裂，产生一个卵细胞和第二极体（很快解体）。
第三节细胞周期的调控一、MPF（卵细胞促成熟因子或细胞分裂促进因子或M期促进因子）1.MPF：调控细胞由G2期向M期转换，功能是催化靶蛋白磷酸化，为细胞由间期进入分裂期做好准备。
2.早熟染色体凝集（PCC）：与M期细胞融合的间期细胞发生形态各异的染色体凝集。
此种染色体为超前凝集染色体。
G1期PCC为细单线状，S期PCC为粉末状，G2期为双线染色体状。
3.用孕酮诱导卵母细胞成熟，它需要进行一定程度的蛋白质合成。
在有蛋白质合成抑制剂存在时，孕酮不能诱导卵母细胞成熟。
成熟卵母细胞的细胞质诱导卵母细胞成熟不需要蛋白质合成。
在有蛋白质合成抑制剂存在时，也可以诱导卵母细胞成熟。
在成熟卵细胞中，MPF已存在，处于非活化状态，称为前体MPF。
非活化的前体MPF通过翻译后修饰，可以转化为活化的MPF。
二、p34cdc2激酶p34cdc28是一种蛋白激酶，在G2/M转换过程中，起着中心调节的作用，是p34cdc2同源物。
MPF含有两个亚单位，即cdc2和周期蛋白，二者结合，表现出蛋白激酶活性。
Cdc2为催化亚单位，周期蛋白为调节亚单位。
三、周期蛋白G1周期蛋白存在时间短。
M期周期蛋白相对稳定。
周期蛋白A在G1期的早期开始表达并逐渐积累，到达G1/S交界处，达到最大值并一直维持到G2/M期。
周期蛋白B从G1期的晚期开始表达并逐渐积累，到G2期后期达到最大含量，维持到M期的中期，然后迅速降解。