第十章-细胞周期和细胞分裂

第十章细胞周期与细胞分裂

名词：

1.、细胞周期: 细胞分裂产生的新细胞的生长开始到下一次细胞分裂形成子细胞结束为止所经历的过程称为细胞周期

2、细胞增殖:以细胞分裂的方式产生新的个体。

3、无丝分裂: 分裂方式是细胞核和细胞质的直接分裂,分裂时没有纺锤丝与染色体的变化

4、有丝分裂: 有丝分裂是真核细胞将其细胞核中染色体分配到两个子核中的过程,有纺锤体染色体出现，子染色体被平均分配到子细胞

5、减数分裂: 数分裂是生物细胞中染色体数目减半的分裂方式。性细胞分裂时，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次，染色体数目减半的一种特殊分裂方式。

6、胞质分裂: 有丝分裂或减数分裂之后发生的细胞质的分裂。

7、成膜体: 正在分裂的细胞子代的细胞核之间所包含有的基片的部位。

8、收缩环:在有丝分裂的胞质分裂开始时，大量肌动蛋白和肌球蛋白组在中间体处组装成微丝束，环绕细胞。称为收缩环。

9、联会: 联会，亦称配对，是指在减数第一次分裂前期，同源染色体在纵的方向上两两配对的现象。

10、联会复合体: 联会复合体是减数分裂偶线期两条同源染色体之间形成的一种结构。

11、早熟染色体凝集：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, 这种现象称为早熟染色体凝集

12、成熟促进因子MPF：: 细胞周期的每一环节都是由一特定的细胞周期依赖性蛋白激酶CDK和周期蛋白cyclin结合和激活调节的。13、周期蛋白：是一类呈细胞周期特异性或时相性表达、累积与分解的蛋白质，它与周期素依赖性激酶共同影响细胞周期的运行。

14、后期促进复合物APC：M期周期蛋白泛素化降解过程中存在一个具有E3活性的复合物，成为后期促进复合物，可使泛素和底物相结合，并经蛋白酶体降解。

15、S期促进因子：与MPF相似，芽殖酵母的S期促进因子,也是异质二聚体, 一个是Cdc28, 另一个是在G1期起作用的周期蛋白。16、细胞周期同步：在一般培养条件下，群体中的细胞处于不同的细胞周期时相之中。为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡，常需采取一些方法使细胞处于细胞周期的同一时相，这就是细胞同步。

17、单链断裂重组模型（Holliday重组模型）：同源染色体在联会期间，一对同源染色体各有一条单链DNA断裂，然后要发生重接，不过在重接的过程中发生了错误，不是原来断开的染色体重新连接起来而是交换连接，并且要通过一种Holliday 中间结构的变化最后形成不同类型的重组体。

18、双链断裂重组模型：一条染色体的两条链都发生了断裂，断裂是由内切酶水解磷酸二脂键的结果。DNA断裂之后由核酸外切酶扩大

缺口。接着是断裂链的游离3’端插入到具有完整双链的同源染色体中，形成D-环结构。在DNA聚合酶的作用下，断裂两条链分别以完整链为模板开始合成。解离酶交割Holliday交叉点，释放双链留下的缺口由DNA连接酶缝合。

思考题：

1.什么是细胞周期? 细胞周期各时期主要变化是什么?

细胞分裂产生的新细胞的生长开始到下一次细胞分裂形成子细胞结束为止所经历的过程称为细胞周期

1.G1期：从有丝分裂到DNA复制前的一段时期，又称合成前期，此期主要合成RNA和核糖体。该期特点是物质代谢活跃，迅速合成RNA和蛋白质，细胞体积显著增大。

2.S期：即DNA合成期，在此期，除了合成DNA外，同时还要

合成组蛋白。DNA复制所需要的酶都在这一时期合成。

3.G2期：为DNA合成后期，是有丝分裂的准备期。在这一时期，DNA合成终止，大量合成RNA及蛋白质，包括微管蛋白和促成熟因子等。

4.分裂期：包括核分裂和胞质分裂，并形成两个子细胞的过程。这一时期的主要特点是染色体凝聚，并在纺锤体的作用下，两个姐妹染色单体被均等的分配到两个子细胞

2.比较有丝分裂与减数分裂的异同点，减数分裂的生物学意义。

异同点

①有丝分裂的结果是染色体数目不变，DNA数目减半。减数分裂

的结果是染色体和DNA都减半。

②有丝分裂无同源染色体分离，减数分裂同源染色体要分离

③有丝分裂前DNA复制一次分裂一次，减数分裂DNA复制一次

分裂两次。

④有丝分裂无联会和染色体的重组，减数分裂有联会和染色体的

重组

⑤有丝分裂和减数分裂都有DNA和蛋白质的复制，有丝分裂和减

数第二次分裂类似

减数分裂的意义

1.保证了有性生殖生物个体世代之间染色体数目的稳定性。

2.为有性生殖过程中创造变异提供了遗传的物质基础：

3.细胞周期中有哪些主要检验点，各起什么作用?

G1/S检验点:在酵母中称start点，在哺乳动物中称R点(restriction point)，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞外环境是否适宜？细胞体积是否足够大？S期检验点：DNA复制是否完成，正常进行，出行损伤或未完成，使DNA修复或减缓合成速度

G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括：DNA是否损伤？细胞体积是否足够大？

中-后期检验点（纺锤体组装检验点）：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制APC的活性，引起细胞周期中断。

4.遍在蛋白如何介导周期蛋白的降解？

细胞周期蛋白A和细胞蛋白B1，B2的氨基酸序列中，靠近N端都有一个称作破坏框的同源区，该同源区可以被遍在蛋白识别。

遍在蛋白-蛋白酶体系统：在有丝分裂后期，遍在蛋白与cyclin破坏框靠近C端的lys残基结合，对cyclin进行遍在蛋白聚合作用，然后通过遍在蛋白酶体复合物将cyclin迅速降解。其中遍在蛋白起标记作用

5.裂殖酵母的MPF活性如何调节？

裂殖酵母MPF的活性调节涉及多种蛋白激酶以及Cdc2亚基上两个位点的磷酸化与去磷酸化。p34cdc2蛋白单亚基上有两个磷酸化的位点, 一个是激活型的磷酸化位点, 另一个是抑制型的磷酸化位点。独立存在的p34cdc2 蛋白激酶是无活性的, 同周期蛋白Cdc13结合的复合物成为两种蛋白激酶的底物,。一种是Weel激酶, 它使p34cdc2亚基上的抑制位点Tyr-15位残基磷酸化, 抑制MPF 的活性。第二种蛋白激酶是Cdc2激活蛋白激酶CAK, 可以使Cdc2亚基中激活型的位点Thr-161残基磷酸化, 这种磷酸化最大限度地激活了MPF的活性, 但是, 只要Tyr-15位残基是磷酸化的,Cdc2-周期蛋白复合物就没有活性。这种无活性的MPF称为前MPF。要使MPF具有活性，需要Cdc25蛋白的作用, 该蛋白具有蛋白磷酸酶的活性,能够将酪氨酸残基上的磷酸基团去除从而将MPF激活, 诱导细胞从G2进入M期。不过，Wee1和Cdc25是相互竞争的，如果细胞生长得不够大，Wee1的活性就强，有利于MPF的磷酸化，若细胞生长得够大，就有利于脱磷酸，促进细胞进入M期。