细胞分裂和细胞周期

五、细胞周期的控制机制
• 细胞分裂受控于一定的调节机制，细胞周期的调 控关键在分裂间期。 • 两个起决定作用的控制点：从G1进入S；从G2进 入M。 • 控制因子： • MPF（成熟促进因子）：cdc2（激酶） • cyclins（细胞周期蛋白）：S-cyclin、M-cyclin
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目录
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一、有丝分裂期 二、单细胞生物有丝分裂举例 三、分裂间期 四、细胞周期的时间 五、细胞周期的控制机制 六、癌细胞的分裂 七、染色体
细胞周期(cell cycle)
• 细胞从一次分裂开始到第二次分裂开始所经历的全过程。 • Baidu Nhomakorabea括：有丝分裂期（M期）、分裂间期（G1、S、G2 期）
控制过程： S-cyclin+cdc2→具活性的MPF G1→S； S-cyclin降解，MPF失活； M-cyclin+cdc2→具活性的MPF G2→M； M-cyclin降解，MPF失活。 如此循环往复，不断推动细胞周期从一期进入下一期。 控制机制： MPF可使另外的酶与磷酸结合而活化，由此引起一系列的 酶逐个被磷酸化而激活，带来的一连串的激活作用的某些 产物，可以产生细胞水平的可见效应，推动细胞周期进 程。
三、分裂间期：包括G1、S、G2三个分期
• G1期：第一间隙期或合成前期 • 为DNA的合成作准备，各种与DNA复制有关的酶 明显增加；各种细胞器增多； • S期：合成期 • 进行DNA的合成，染色质中的组蛋白也在此期中 合成； • G2期：第二间隙期或合成后期 • 新复制的染色体开始螺旋化而缩短，中心粒完成 复制，微管蛋白及一些与细胞分裂有关的物质大 量合成。
• 细胞分裂的几种情况： • ①G0期细胞：发育终止，不再分裂，如：神经细 胞； • ②在正常情况下不分裂，特定条件下恢复分裂， 如：肝细胞、淋巴细胞； • ③连续分裂不止，如：根尖、茎尖的生长细胞。
四、细胞周期的时间
• 在恒定的条件下，各种细胞的周期时间是恒定的。 • 细胞周期中，间期时间总是长于分裂期。 • 哺乳动物各种细胞的周期时间，除G1期变化很大 以外，其余各期都比较恒定。 • 高等动物细胞周期最短的是受精卵。
㈤细胞器的分配
• 各种细胞器的增生都是在细胞分裂间期发生的。 • 线粒体、叶绿体通过原有细胞器分裂增生； • 高尔基体、内质网在细胞分裂时破成碎片或小泡， 分别进入子细胞中。
二、单细胞生物有丝分裂举例
• 单细胞生物有丝分裂的变化可能反映了有丝分裂 的进化过程 • ㈠甲藻的有丝分裂 • 特点： • ①核膜不消失，微管在核外，无中心体； • ②染色体附着在核膜上，随核膜的延伸而分开。 • 甲藻介于原核生物和真核生物之间，被称为间核 生物。
㈢纺锤体的形成
• 构成纺锤体的纤维：(两类) • 极纤维：由纺锤体的一极 延伸到另一极； • 动粒纤维：附着在染色体 着丝粒两侧的动粒上。 • 微管组装中心：长期以来 认为是中心粒，现在认为 是中心体。
㈣染色体的行为
• 前期：动粒发生，与动粒 微管结合； • 中期：染色体排列在赤道 面上，着丝粒分裂，两染 色单体彼此分离； • 后期：动粒纤维的向极运 动使与之相连的染色体移 向两极； 极纤维的延伸和 滑动，使两极距离越来越 远。
一、有丝分裂期（mitosis，简称M期）
• 将分裂间期复制的DNA以染色体的形式平 均分配到2个子细胞中去，使每个子细胞都 得到一组与母细胞相同的遗传物质，即基 因。
• ㈠过程（以动物细胞为例） • ⒈前期：染色质丝、染色体、染色单体、着丝粒、动粒； • 中心粒、中心体、星丝、星体、极微管、纺锤体 • 特点：染色体出现，核仁解体消失，纺锤体形成。 ⒉前中期：核膜小泡、动粒微管 • 特点：纺锤体移至细胞中央；染色体着丝粒外面的动粒与向细胞两极 延伸的动粒微管相连。 ⒊中期：赤道面 • 特点：染色体都排列到纺锤体的中央，着丝粒位于赤道面上。 ⒋后期： • 特点：各对染色单体从着丝粒处分开，在动粒微管的牵引下，以相同 的速度移向两极。 • ⒌末期： • 特点：分离的两组染色体分别抵达两极；核膜形成，核仁出现，染色 体变成染色质。
第四章思考题
• 2、有丝分裂的全过程可分为哪几个阶段？简述各 阶段的特点。 • 3、动物细胞与植物细胞细胞质的分裂有何不同？ • 4、细胞在分裂间期发生了什么变化？ • 5、试述细胞周期的控制机制。
㈢染色体数目 • 各种生物染色体的数目是恒定的。
㈣染色体组型(karyotype)
• 按染色体的形态、大小 、着丝粒的位置等特征， 把染色体顺序排列构成染色体组型。
㈤染色体带
• 分裂中期染色体经不同染料或染色技术处理后显 现宽窄不同的带纹，例如 • Q带：荧光染料染色； • G带：染色体加温或用蛋白水解酶稍加处理，吉 姆萨氏染色； • R带：热碱溶液处理，吉姆萨氏染色。 • 不同的物种，染色体的带型各有特点；同一物种 各染色体的带型是稳定的，根据带型可区分不同 的染色体，染色体分带可作为基因在染色体上定 位的标准。
• 细胞质分裂：环带、环沟 • 赤道面上微丝收缩使细胞膜向内凹陷，最终将细 胞横缢分割成二子细胞。 • 植物细胞质的分裂： • 在细胞内部形成新的细胞壁，将细胞一分为二。 • 过程：成膜体→细胞板→细胞壁
㈡核被的裂解与再生
• 裂解： • 分裂前期，核纤层蛋白高度磷酸化解体成碎片， 受其影响，核膜、核膜孔分别破开，核膜破成膜 泡。 • 再生： • 分裂末期，核纤层蛋白发生去磷酸化作用重新聚 合，并与膜泡结合成核被膜片段，包围各染色体， 膜上形成核膜孔；在各染色体聚拢形成子细胞核 时，核被膜片段相互融合成完整的子细胞核被 膜。
六、癌细胞的分裂
• 癌细胞的表面发生了变化，以致它们彼此不相识， 和别的细胞也不相识。 • 癌细胞不受相邻细胞的影响（“接触抑 制”contact inhibition）；不受细胞周期中2个控 制点的限制；不受细胞分裂次数的制约，可长期 分裂下去，并在体内游走，导致癌的转移。
七、染色体
• • • • • • • ㈠染色体的一般形态 染色体在细胞周期中的形态变化： 分裂间期：成纤细的串珠状染色质丝； 分裂期：染色质丝卷曲、折叠成染色体。 着丝粒 位置：位于主缢痕中； 类型：等臂染色体、近端着丝粒染色体、端着丝粒染色体
㈡硅藻的有丝分裂
• 特点： • ①核膜不消失，微管在核内，微管束（极微管） 两端附着在核膜上； • ②染色体动粒与微管相连，由微管牵引移向两极。
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细胞分裂的进化趋势： 原核细胞的分裂（最原始的细胞分裂）特点： ①无核膜、微管系统，只有一个DNA分子； ②DNA分子附着在细胞膜上复制为二，随细胞膜 的延长分开。 真核细胞的分裂特点： ①有核膜、微管系统，具有数目不等的染色体； ②分裂时核膜消失，染色体靠微管的牵引分开。 甲藻、硅藻等真核细胞的分裂介于二者之间。
• 性质：着丝粒是异染色质，是染色体最后 复制的一段特殊的DNA序列；着丝粒外附 有动粒。 • 端粒和质粒 • 线形染色体末端存在着特定的碱基序列— 端粒，由于端粒的存在才能实现正常复制。 • 细菌、酵母菌等除线形染色体外还具有环 状的DNA分子，即质粒。
㈡性染色体和常染色体
• 性染色体(sex chromosomes)：决定性别的染色 体。 • 人类有一对性染色体（男性XY，女性XX） • 常染色体(autosome)：除性染色体以外的染色体。 • 人类男女均为22对