细胞周期与细胞同步化
细胞周期同步化PPT课件
2021/3/7
CHENLI
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（1）.人工选择同步化
• 人工选择同步化：人为的将处于不同细胞 周期的细胞分离开，从而获得不同时期细 胞群体的方法。
• 人工选择同步化的方法：
（1）.有丝分裂选择法密
（2）度梯度离心法
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有丝分裂选择法（反复振摇法）
• 利用有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的 附着性降低的特点。此法的特点是细胞不 受药物等的伤害，同步化程度高，放入 37℃环境中，收集的细胞即可同步分裂。 缺点是分裂细胞一般占1%-2 ％，分离的细 胞数量少。
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同步化方法
• 1.自然同步化 • 2.人工同步化 • （1）人工选择同步化 • （2）人工诱导同步化
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1.自然同步化
• 自然同步化在自然界中，细胞自然同步化 的现象在动、植物及粘菌中都有所发现， 它们不受人为条件的干扰，因而有可能在 接近自然的条件下进行观察。
• 缺点：自然同步化受到很多条件的限制。
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2.2 DNA分裂中期阻断法
• 某些药物可抑制微管的聚合，将细胞阻断 于有丝分裂中期。非平衡生长问题不十分 明显。但长时阻断释放后许多细胞不能恢 复正常的细胞周期。
• 中期阻断药物最常用者为秋水仙素或其衍 生物秋水仙酰胺。
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DNA分裂中期阻断法的优缺点
• 优点：操作简便，效率高 • 缺点：这些药物的毒性相对较大，若长时
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DNA合成阻断法优缺点
• 优点：同步化程度高，适用于任何培养体 系，可将几乎所有的细胞同步化。
细胞周期与细胞同步化
M期 期
概况
时期 基本特点 时间 分期 最终阶段 形态、结构变化最大， 形态、结构变化最大， 细胞增殖标志 短，较恒定 前、中、后，末
前期
概况 染色质凝集，核被膜崩解， 染色质凝集，核被膜崩解， 纺缍体形成 20~30分 分 特点 1.染色体组装 染色质疑集，M期开始 染色体组装:染色质疑集 染色体组装 染色质疑集， 期开始 分裂前须先染色质组装成染色体 分裂前须先染色质组装成染色体 染色质逐渐变短， 染色质逐渐变短，变粗 核膜破裂， 核膜破裂，已成染色体 2. 核被膜破裂 核被膜消失， 核被膜消失，前期结束
3．N2阻断法 ． 此方法较秋水仙胺阻抑法好。 此方法较秋水仙胺阻抑法好。 (1)将细胞传代培养至指数生长期。 将细胞传代培养至指数生长期。 将细胞传代培养至指数生长期 (2)将培养瓶置于 2罐中通人适量 将培养瓶置于N 将培养瓶置于 CO2(约相当于罐中体积的 ％)。 约相当于罐中体积的5％ 。 约相当于罐中体积的 (3)关闭好 2罐，接上 2管子及压力 关闭好N 接上N 关闭好 缓缓向罐中充气一直到压力为80表，缓缓向罐中充气一直到压力为 90磅为止。 磅为止。 磅为止
二、细胞同步化
在一般培养条件下， 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。 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、 为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、 基因表达或凋亡， 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， 细胞处于细胞周期的同一时相，这就是 细胞同步化技术。 细胞同步化技术。
(一)M期同步化方法 期同步化方法 1．振荡收集法 ． 该法利用M期细胞变圆易脱落的特点， 该法利用 期细胞变圆易脱落的特点， 期细胞变圆易脱落的特点 将生长旺盛的贴壁细胞按一定的时间间 隔振荡， 期细胞脱落， 隔振荡，使M期细胞脱落，逐步收集培 期细胞脱落 养基，并补充新的培养基。 养基，并补充新的培养基。收集的细胞 度冰箱中保存， 放4度冰箱中保存，离心沉淀后即获得 度冰箱中保存 M期细胞。 期细胞。 期细胞
专题3 细胞的生命历程 精研重难点(1) 细胞周期的调控与细胞增殖的同步化
从“宽度”上拓展训练
1．(2022·湘潭三模)胸腺嘧啶脱氧核苷(TdR)是一种低毒或无毒的DNA合成抑制 剂，其可以将细胞最终抑制在G1/S期交界处狭窄的时间区段，即细胞周期 同步化(细胞分裂间期依次分为G1、S、G2期，S期为DNA合成期)。具体做 法如下：首先向细胞培养液中加入过量的TdR，培养t1时长后，将TdR洗脱， 更换培养液，继续培养t2时长，然后再次向细胞培养液中加入TdR，培养t3 时长后，所有细胞都会被抑制在G1/S期交界处。下列叙述错误的是 ( ) A．培养开始时，处于分裂期的细胞数目最少
错误的是
()
A．同一生物个体中不同类型细胞的细胞周期时间长短有差异
B．细胞周期各阶段的有序转换受不同的 CDK-cyclin 复合体调控
C．抑制某种 CDK-cyclin 复合体的活性可使细胞周期停滞在特定阶段
D．一个细胞周期中，调控不同阶段的 CDK-cyclin 复合体会同步发生周期
性变化
[解析] 同一生物不同类型细胞的细胞周期的时间长短不同，A正确；不 同时期需要不同的CDK-cyclin复合体有序转换，抑制某种CDK-cyclin复合体 的活性会使细胞周期停滞在特定阶段，B、C正确；不同时期需要的CDKcyclin复合体不同，因此调控不同阶段的CDK-cyclin复合体不会发生同步的 变化，D错误。
2．动物细胞周期同步化的三种方法 根据细胞周期调控的原理，利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一 阶段，称为细胞周期同步化。以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。
(1)DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA 合成可逆抑制剂，会阻断间期的DNA复制过程，使处于间期的细胞停滞在间期； 处于分裂期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周 期的间期，从而实现细胞周期同步化的目的。操作过程如下：
细胞周期同步化常用的方法
细胞周期同步化常用的方法在一般培养条件下，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，这就是细胞同步化技术。
细胞同步化的方法有选择同步化和诱导同步化，其中，选择同步化常用的方法有有丝分裂选择法和细胞沉降分离法。
选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成而不影响其他细胞周期运转，最终可将细胞群体阻断在G1/S期交界处；一些抑制微管聚合的药物，因抑制有丝分裂装置的形成和功能行使，可将细胞阻断在有丝分裂中期，即使细胞同步于M期。
一、M期同步化方法1．振荡收集法该法利用M期细胞变圆易脱落的特点，将生长旺盛的贴壁细胞按一定的时间间隔振荡，使M期细胞脱落，逐步收集培养基，并补充新的培养基。
收集的细胞放4℃冰箱中保存，离心沉淀后即获得M期细胞。
2．秋水仙素阻抑法（1）将细胞传代培养至指数生长期。
（2）加入秋水仙胺，使最终浓度为0.05－0.1μg/mL培养基，作用6－7 h。
如使用秋水仙素，使用浓度应加大5～10倍。
（3）振荡收集细胞，800 r/min离心5－10 min，弃上清，收集的沉淀细胞即为M期细胞。
加入一定量培养基将细胞接种到培养瓶中或直接进行离体实验。
由于秋水仙素或秋水仙胺对细胞有一定毒性，用量较小或作用时间较短细胞活性尚可恢复，而用量过大或时间过长则细胞不能存活，因此使用时应严格控制其剂量和作用时间。
3．N2阻断法此方法较秋水仙素阻抑法好（1）将细胞传代培养至指数生长期。
（2）将培养瓶置于N2罐中通入适量CO2（约相当于罐中体积的5％）。
（3）关闭好N2罐，接上N2管子及压力表，缓缓向罐中充气一直到压力为80-90磅/英寸2为止。
（4）将N2装置放在37℃培养箱中10－16 h（通常过夜）。
次日从培养箱中取出，然后缓缓将N2放出（最好放出窗外）。
（5）取出细胞在镜下观察同步化效果，用振荡法收集细胞于离心管中。
细胞周期同步化
1) 有丝分裂选择法：使单层培养的细胞处于对 数增殖期，此时分裂活跃，分裂指数高,MI高。 有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低， 此时轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养 液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继 续收集，这样每隔1h摇一次并收获一次，倾出 培养液贮存于2~4℃冰箱中保存可连续收集24h， 则可获得一定数量的中期细胞。其优点是，操作 简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点 是获得的细胞数量较少。（分裂细胞约占1%～ 2%） 2）细胞沉降分离法：不同时期的细胞体积不同， 而细胞在给定离心场中沉降的速度与其半径的平 方成正比，因此可用离心的方法分离。其优点是 可用于任何悬浮培养的细胞，缺点是同步化程度 较低。
对数期的单层培细胞——震荡培养瓶—— 悬浮培养液——离心——培养——一定数量的分 裂期细胞
优点是细胞未经任何药物处理，细胞同步化效率高。 优点 缺点是分离的细胞数量少。 缺点
（2）另一个方法是密度梯度离心法。
如裂殖酵母，不同时期的细胞体积和质量 上差别显著。
优点是方法简单省时，效率高，成本低。缺点 缺点是对 优点 缺点 大多数种类的细胞并不适用。
细胞周期同步化
——0912402038陈禄芝
细胞周期同步化
借助某种实验手段(自然地或经人为地), 使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细 胞停留在同一时相的现象。 细胞周期同步化分：自然同步化和人 工同步化。
自然同步化：是自然界存在的现象, 在 自然同步化 动、植物细胞都有发现。 1.多核类；如粘菌只进行核分裂，而 不发生胞质分裂，形成多核体。数量众多 的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂， 使细胞核达108，体积达5~6cm。疟原虫也 具有类似的情况。 2.某些水生动物的受精卵； 3.增殖抑制解除后的同步分裂。
细胞周期同步化概念
优点：同步化程度高，适用于任何培养体系。可将几乎所 有的细胞同步化。
缺点：产生非均衡生长，个别细胞体积增大。
2）中期阻断法（M期抑制法）：利用破坏微管的药物将细胞 阻断在中期，常用的药物有秋水仙素和秋水仙酰胺，后者毒 性较少。 优点：无非均衡生长现象；缺点：可逆性较差。
细胞周期中各时期的特征
G1期：细胞表面有泡状物，染色质去凝集；蛋白质、糖 类、脂质等开始合成。
① 周期中细胞（cycling cell）：是指在细胞周期中连续运转 的细胞，有丝分裂活性高，又称为连续分裂细胞或可育细胞， 如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞、造血干细胞、雄性个体的 生精细胞等。 ② 静止期细胞（quiescent cell）：指的是暂时离开细胞周期， 停止细胞分裂，去执行一定的生物学功能，但在适当的刺 激下可重新进入细胞周期的细胞，又称为G0期细胞或休眠细胞， 如淋巴细胞、肝、肾细胞等。 ③ 终末分化细胞：指不可逆地脱离细胞周期，丧失分裂能力，
胞质分裂。
植物细胞成膜体的形成
细菌的细胞周期
慢生长细菌细胞周期过程与真核细胞周期过程有一定相
似之处。其DNA复制之前的准备时间与G1期类似。分裂之 胞周期也基本具备四个时期。
细菌在快速生长情况下，如何协调快速分裂和最基本的
DNA复制速度之间的矛盾？ 快速生长的细菌，在上一次细胞分裂结束时，细胞内的DNA 经复制到一半进程，以保证迅速进行下一次分裂。
流式细胞分选仪测定法(Flow Cytometry) 缩时摄像技术
标记有丝分裂百分数法（PLM)
原理：是一种常用的测定细胞周期时间的方法。其原理是对 测定细胞进行脉冲标记、不同时间取样做细胞放射性自显影， 找出正处于有丝分裂的分裂期细胞，计算其中带3H标记的细 胞占有丝分裂细胞的百分数。
细胞周期同步化有哪些方法？
细胞周期同步化有哪些方法？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，故常需借助某种自然或人工的实验手段，使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细胞停留在同一时相的现象，这就是细胞同步化技术。
由于细胞群体受到多种条件限制，对结果有很大影响，所以一般采用人工同步方法，下面就来介绍几种常用的方法。
M期同步化法01振荡收集法该法利用M期细胞变圆易脱落的特点，将生长旺盛的贴壁细胞按一定的时间间隔振荡，使M期细胞脱落，逐步收集培养基，并补充新的培养基。
按照此法继续收集，可得到一定数量的M期细胞。
优点：方法简单，同步化程度高且不受药物伤害，能够真实反应细胞周期状况；缺点：由于M期较短，得到的细胞很少，并且只适用于贴壁细胞。
02秋水仙素阻抑法秋水仙素可以抑制微管聚合，因而能有效地抑制细胞纺锤体的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。
此方法也比较简单，将细胞培养至指数生长期，加入秋水仙素，使培养基最终浓度为0.25~0.5μg/mL，作用6~7min，收集细胞800r/min离心5~10min，弃上清，沉于管底的细胞即为M期细胞。
注意：由于秋水仙素对细胞有一定毒性，用量较小或作用时间较短时细胞活性尚可恢复，而用量过大或时间过长则细胞不能存活，因此使用时应严格控制其剂量和作用时间。
03N2阻断法细胞培养至指数生长期后将培养瓶置于N2罐中并通适量CO2 ，约相当于罐中体积的5%。
关闭好N2罐，接上N2管子及压力表，缓缓向罐中充气一直到压力为80~90磅/英寸为止。
将N2装置放在37℃培养箱中10~16h(通常过夜)。
次日从培养箱中取出，然后缓缓将N2放出。
取出细胞在镜下观察同步化效果，用振荡法收集细胞于离心管中。
800r/min离心10min收集细胞。
优点：此方法较秋水仙素阻抑法好。
S期同步化法01胸腺嘧啶核苷（T dR）双阻断法胸腺嘧啶核苷（T dR）是一种DNA合成可逆抑制剂（阻断S期，去除后S期可继续进行）。
细胞周期同步化
2.细胞同步化 细胞同步化 在一般培养条件下， 在一般培养条件下，群体中的细胞处 于细胞周期不同的时相之中， 于细胞周期不同的时相之中，不同阶段的 细胞其形态学和生化特性均有所不同， 细胞其形态学和生化特性均有所不同，为 了研究某一时相的细胞， 了研究某一时相的细胞，常需采取一些方 法使细胞处于细胞周期的同一时相， 法使细胞处于细胞周期的同一时相，这就 是细胞同步化技术。 是细胞同步化技术。
（二）人工同步化 概念：人为地将处于不同时期的细胞分离开来， 概念：人为地将处于不同时期的细胞分离开来， 从而获得不同时期的细胞群体。 从而获得不同时期的细胞群体。 方式： 方式： 1.选择同步化： 选择同步化： 选择同步化 选择同步化是根据细胞的体积 是根据细胞的体积、 选择同步化是根据细胞的体积、黏附性等的 时相特征来对不同时相的细胞进行选择和分离， 时相特征来对不同时相的细胞进行选择和分离， 从而实现细胞的同步化。 从而实现细胞的同步化。 2.诱导同步化： 诱导同步化： 诱导同步化 诱导同步化是在培养液中添加或去除某些成 诱导同步化是在培养液中添加或去除某些成 或者改变培养温度， 分，或者改变培养温度，从而对细胞的生长进行 阻滞或回复， 阻滞或回复，将不同步生长的细胞调整为同步生 获得时相较为均一的细胞群。 长，获得时相较为均一的细胞群。
细Hale Waihona Puke 周期同步化细胞周期：• 由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程，叫 由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程， 细胞周期。分为 个期 个期： 细胞周期。分为4个期： • G1期(gap1)，指从有丝分裂完成到期 期 ，指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙 复制之前的间隙 时间。 时间。 – S期(synthesis phase)，指DNA复制的时期。 期 复制的时期。 ， 复制的时期 – G2期(gap2)，指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的 期 ， 复制完成到有丝分裂开始之前的 一段时间。 一段时间。 – M期又称 期(mitosis or division)，细胞分裂开始到结 期又称D期 ， 期又称 束。
扩展-细胞周期的测定及其同步化
扩展：细胞周期的测定及其同步化一、细胞周期同步化：在同种细胞组成的一个细胞群体中，不同的细胞可能处于细胞周期的不同时相，人们可以通过人工选择或药物诱导来使整个细胞群体处于细胞周期的同一时相。
DNA合成阻断法：选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成，而不影响其他时期的细胞周期运转，最终可将细胞群体阻断在G1/S期交界处。
A B C D图11-6 应用过量的TdR阻断法进行细胞周期同步化A：处于对数生长期的细胞；B：第一次加入TdR,所有处于S期的细胞立即被抑制，其他细胞运行到GJS交界处被抑制；C：将TdR洗脱，解除抑制，被抑制的细胞沿细胞周期运行；D在解除抑制的细胞到达G i期终点前，第二次加入T d R并继续培养，所有的细胞被抑制在G i/S交界处TdR双阻断法：第一次阻断时间应大于G2+M+G1期时间的总和，释放时间大于S期时间，而小于G2+M+G1期时间，这样才能使所有位于G1/S期的细胞通过S期，而又不使沿周期前进最快的细胞进入下一个S期。
例题：（2017年•全国卷印）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。
以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。
回答下列问题：（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于______ 期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的_______ 期，以达到细胞周期同步化的目的。
（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制___________ ，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。
经秋水仙素处理的细胞_______ （填“会”或“不会”）被阻断在间期。
（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
分裂间期的特点是_____________________________________ （答出1点即可）。
细胞周期同步化
优点是同步化效率高，几乎适合所有的 优点 体外培养的细胞体系。缺点 缺点是诱导过程 缺点 可造成细胞非均衡生长。 DNA抑制剂：TdR和羟基脲
分裂中期阻断法： 分裂中期阻断法：通过抑制微管聚合来 抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在 细胞分裂中期。优点 优点是操作简便，效率 优点 高。缺点 缺点是这些药物的毒性相对较大， 缺点 若处理时间过长，所得到的细胞常常不 能恢复正常细胞周期运转。 在实际工作中，常常几种方法并用，以 获得数量多、同步效率高的细胞。
密度梯度离心法： 密度梯度离心法：根据不同时期的细胞 在体积和重量上存在差别进行分离。得 到处于不同时期的细胞。 优点是方法简单省时，效率高，成本低。 优点 缺点是对大多数种类的细胞并不适用。 缺点
药物诱导
DNA合成阻断法 合成阻断法——G1/S-TdR双阻断法： 合成阻断法 1、将过量的TdR加入细胞培养液，所有 、 S期的细胞立刻被抑制，其他细胞运行到 G1/S交界处被抑制。2、将TdR洗脱，解 、 除抑制，被抑制的细胞沿细胞周期运行。 3、在解除抑制的细胞到达G1期终点前， 、 第二次加入TdR并继续培养，所有的细胞 被抑制在G1/S交界处。4、将TdR洗脱， 、 加入新鲜培养液培养一定时间，可获得S 期和G2不同时间 胞分离开来，从而获 得不同时期的细胞群 体。
自然同步化 有丝分裂选择法 细胞周期同步化 人工选择同步化 密度梯度离心法 分裂中期阻断法 药物诱导 DNA合成阻断法 合成阻断法
自然同步化
自然界中已经存在一些细胞群体处于细 胞周期的同一时相 如有一种黏菌的变形体plasmodia，只进 行核分裂而不进行胞质分裂，结果形成 多核体结构。所有细胞核在同一细胞质 中进行同步分裂。 某些受精卵早期卵裂
人工选择同步化
细胞周期同步化概念
羟基脲、高浓度ADR、GDR和TDR，均可抑制DNA合成使 细胞同步化。其中高浓度TDR对S期细胞的毒性较小， 因此常用TDR双阻断法诱导细胞同步化。
TdR 阻断法阻滞细胞周期的原理是: TdR 是细 胞DNA 合成不可缺少的前体, 但向培养基中 加入过量的TdR, 能形成过量的三磷酸腺苷, 后者能反馈抑制其他核苷酸的磷酸化, 从而 阻抑DNA合成。
外推假说：染色体向赤道板方向的移动，是由于星体的排 斥力将染色体外推的结果。染色体距离中心体越近，星体 对染色体的外推力越强，当来自两极的推力达到平衡时， 染色体被稳定在赤道板上。
（四）后期 指姊妹染色单体分开并移向两极的时期，当子染色体到达两 极后，标志这一时期结束。分为后期A和后期B。
后期可以分为两个方面：
保持生理机能活动的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多 形核细胞、红细胞等。
细胞周期的时间长短与物种的细胞类型有关， 如：小鼠十二指肠上皮细胞的周期为10小时， 人类胃上皮细胞24小时，骨髓细胞18小时， 培养的人成纤维细胞18小时，CHO细胞14小时， HeLa细胞21小时。不同类型细胞的G1长短不 同，是造成细胞周期差异的主要原因。
S期：细胞表面光滑，小泡和微绒毛明显减少，DNA复制， 中心体也在此期完成复制。
G2期：细胞表面许多微绒毛，合成一定数量的蛋白质和RNA。 M期：细胞分裂期，细胞呈球状，表面覆盖微绒毛。
植物细胞的细胞周期
植物细胞周期的时相和动物细胞的标准细胞周期相似，都含 有G1、G2、S、M期。
植物细胞没有中心体，但细胞分裂时可以正常组装纺锤体； 植物细胞的形态不发生变化，以形成中间板的形式进行
关键：控制时间 第1次阻断时间相当于G2、M和G1期时间的总和或稍长， 释放时间不短于S期时间，而小于G2+M+G1期时间，这样 才能使所有位于G1／S期的细胞通过S期，而又不使沿周 期前进最快的细胞进入下一个S期。第2次阻断时间同第1 次，再释放。 HeLa细胞周期时间为21 h，其中G1期为10 h，S期为7 h， G2期为3 h，M期为1 h
科学思维之微专题1 细胞周期的调控机制及同步化
5．(2020·江苏)细胞周期可分为分裂间期和分裂期(M 期)，根据 DNA 合成情 况，分裂间期又分为 G1 期、S 期和 G2 期。为了保证细胞周期的正常运转，细胞 自身存在着一系列监控系统(检验点)，对细胞周期的过程是否发生异常加以检 测，部分检验点如图所示。只有当相应的过程正常完成，细胞周期才能进入下一 个阶段运行。请据图回答下列问题：
解析 根据题干信息可知，G1/S 期检验点的作用是检测物质准备是否充分， 以保证处于 G1 期的细胞顺利进入 S 期，而 S 期要进行 DNA 的复制、G2 期要进 行有关蛋白质的合成，DNA 复制的原料是核苷酸，合成 DNA 和蛋白质需要各种 酶(所用酶的化学本质是蛋白质)的催化，所以蛋白质、核苷酸等物质是否准备充 分属于 G1/S 期检验点的检查内容，A 项正确；从时间顺序上看，分裂间期是从 G1 期到 S 期再到 G2 期，在 S 期才能进行 DNA 的复制，没通过 G1/S 期检验点则 不能开始 DNA 的复制，B 项错误；癌细胞的特征之一是无限增殖，若能去除肿 瘤细胞的生长因子，就可以让癌细胞因为无法通过 G1/S 期检验点而进入休眠期， 抑制癌细胞的增殖，故这可为癌症的治疗提供新思路，C 项正确；细胞增殖时有 多个关键时期，例如 DNA 复制、染色体被牵引至细胞两极等，故推测细胞在增 殖期间可能存在多个检验点，以保证细胞周期的顺利进行，D 项正确。
(2)秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙 素，秋水仙素能够抑制________纺__锤_体__形_成__________，使细胞周期被阻断，即可实 现细胞周期同步化。经秋水仙素处理的细胞______不__会________(填“会”或“不 会”)被阻断在间期。
(3)血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细 胞 周 期 同 步 化 ， 分 裂 间 期 的 特 点 是 _完_成__D_N_A_复__制_和__有_关__蛋_白__质_的__合_成__，_为__分_裂__期_准__备_物__质__ (答出 1 点即可)。
细胞周期同步化
细胞周期同步化在细胞培养过程中,细胞多处于不同的细胞周期时相中,其中有少数细胞在进行有丝分裂活动,其余细胞分别处于G1、S与G2各期。
不同时相的细胞对药物干预存在不同反应,会影响实验的重复性,因此,需要获得周期一致性的细胞。
利用细胞同步化技术可使细胞大量的处于同一细胞时期,并可获得该时期大量的物质,如细胞中期时的染色体。
细胞周期同步化(synchronization)就是指为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡,借助某种自然或人为的实验手段,使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细胞停留在同一时相( 除了G0期的细胞)的现象。
细胞同步化本质上包括用一定的方法获得一定数量的同步化细胞群与使细胞进入同步化生长的两层含义。
DNA 合成抑制法就是通过抑制DNA合成将细胞同步于同一时期的方法。
高浓度TdR(胸腺嘧啶核苷)双阻断法就是目前常用的抑制DNA 合成的同步化方法。
它可逆地抑制DNA 合成,而不影响其她时期细胞的转运,最终可将细胞群阻断在S 期或G1 /S 交界处。
其原理就是: TdＲ就是细胞DNA 合成不可缺少的前体,但向培养基中加入过量TdＲ,可形成过量的三磷酸腺苷,后者能反馈抑制其她核苷酸的磷酸化,从而抑制DNA 合成。
它将细胞同步于G1 /S期交界处,同步化程度高,适用于任何培养体系,可将几乎所有的细胞同步化,但就是容易产生非均衡生长,个别细胞体积增大。
TdＲ双阻断法因为简单易行且可逆,在肿瘤药理方面对细胞周期同步化的实验中得到了广泛的应用。
羟基脲、5-氟脱氧尿嘧啶、阿糖胞苷、氨甲蝶呤与高浓度ADR、GDR也属于DNA合成抑制剂,它们与TdR作用相似,均可通过抑制DNA 合成达到同步化的目的。
中期阻断法就是利用破坏微管的药物将细胞阻断在M期从而得到同一时期细胞的方法,常用的药物有秋水仙素等。
秋水仙素通过抑制微管的聚合,进而抑制有丝分裂装置的形成,将细胞阻断于有丝分裂中期然后再释放使细胞达到同步化。
2024届高三一轮复习生物：专题三 细胞的生命历程课件
进行减数分裂的细胞在分裂过程中核DNA和染色体的标记情况分析
由图可以看出，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次，但DNA 只复制一次，所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA 链和一条利用原料合成的子链组成。
实现动物细胞周期同步化的三种方法: 1. DNA 合成阻断法: 在细胞处于快速生长期的培养液中，添加适量的 DNA合成抑制剂，可逆地抑制S期细胞 DNA 合成而不影响其他时期的细胞周期运转，最终将细胞群体阻断在G1/S 期交界处， 以达到细胞周期同步化的目的。 2. 秋水仙素阻断法: 在细胞处于快速生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素作用于有丝分裂前期。 可抑制纺锤体形成，使细胞周期被阻断是中 （M）期。 3. 血清饥饿法: 培养液中缺少血清或者低血清可以使细胞处于休止的G0期(G0期是指休眠细胞暂不分裂， 但在适当的刺激下可重新进入细胞周期)，使细胞周期停滞于G0/G1期，以实现细胞周期 同步化。
5、相关信息题
例 微核是真核生物细胞中的一种异常结构，其在植物细胞中的分布如图所示。
一般认为，微核可以由有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体断片形成，也可以
由整条染色体形成。这些断片或染色体在分裂末期不能进入主核，当子细胞
进入下一次分裂周期时，它们便浓缩成主核之外的小核，即微核。下列有关
说法正确的是(
下列有关叙述错误的是
()
C
A．周期蛋白发挥作用的时间主要是分裂间期 B．抑制CDK1的活性可使细胞周期停滞在G2/M检验点 C．抑制cyclin E蛋白基因的表达，会促进细胞由G1期进入S期 D．蛋白激酶CDK2可能参与解旋酶和DNA聚合酶合成的调控
细胞周期同步化知识概述
细胞周期同步化知识概述作者：高彤解凯彬来源：《中学生物学》2016年第07期1 细胞周期同步化的含义在一般培养条件下，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，借助某种实验手段（自然的或经人为的），使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细胞停留在同一时相，这就是细胞同步化技术。
如：选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成而不影响其他细胞周期运转，最终可将细胞群体阻断在G1/S期交界处；一些抑制微管聚合的药物，因抑制有丝分裂装置的形成和功能行使，可将细胞阻断在有丝分裂中期，即使细胞同步于M期。
使细胞大量的处于同一细胞时期，可获得某一时期大量的物质，如细胞中期时的染色体等。
2 细胞周期同步化的分类2.1 自然同步化自然存在的、不受人为条件干扰的是自然同步化，在动、植物细胞都有发现。
如粘菌、疟原虫等因只进行核分裂，不发生胞质分裂，从而形成多核体。
数量众多的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂。
再如大量海胆卵同时授精，最初的3次细胞分裂是同步的；大量海参卵受精后，前9次细胞分裂也是同步化进行的。
还有真菌的休眠孢子移入适宜环境后，增殖抑制解除，它们一起发芽，同步分裂。
2.2 人工同步化在培养过程中用各种理化因素处理细胞而获得的同步化生长是人工同步化。
3 细胞周期同步化的人工方法细胞周期人工同步化的常用方法主要有选择同步化、诱导同步化或两者的结合。
3.1 选择同步化（1）有丝分裂选择法：使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃，分裂指数高。
有丝分裂细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低，此时轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依此继续收集，这样每隔一定时间摇一次并收获一次冷藏保存，即可获得一定数量的中期细胞。
其优点是操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点是获得的细胞数量较少，约仅占1%～2%。
（2）细胞沉降分离法：不同时期的细胞体积不同，而细胞在给定离心场中沉降的速度与其半径的平方成正比，因此可用此方法分离，其缺点是同步化程度较低。
扩展-细胞周期的测定及其同步化
扩展：细胞周期的测定及其同步化一、细胞周期同步化：在同种细胞组成的一个细胞群体中，不同的细胞可能处于细胞周期的不同时相，人们可以通过人工选择或药物诱导来使整个细胞群体处于细胞周期的同一时相。
DNA合成阻断法：选用DNA合成抑制剂可逆地抑制S期细胞DNA合成，而不影响其他时期的细胞周期运转，最终可将细胞群体阻断在G1/S期交界处。
TdR双阻断法：第一次阻断时间应大于G2+M+G1期时间的总和，释放时间大于S期时间，而小于G2+M+G1期时间，这样才能使所有位于G1/S期的细胞通过S期，而又不使沿周期前进最快的细胞进入下一个S期。
例题：（2017年·全国卷Ⅲ）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。
以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。
回答下列问题：（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的________期，以达到细胞周期同步化的目的。
（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制____________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。
经秋水仙素处理的细胞________（填“会”或“不会”）被阻断在间期。
（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化。
分裂间期的特点是____________________________________________（答出1点即可）。
1.（2016年·全国卷Ⅱ）某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解开。
若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质，下列相关叙述，错误的是（）A．随后细胞中的DNA复制发生障碍B．随后细胞中的RNA转录发生障碍C．该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D．可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用2.（2018年4月·浙江卷）下表所示为实验测得离体培养的胡萝卜根尖细胞的细胞周期各阶段时间。
题说细胞周期同步化
题说细胞周期同步化在细胞培养过程中，细胞多处于不同的细胞周期时相中，其中有少数细胞在进行有丝分裂活动，其余细胞分别处于G1、S和G2各期。
不同时相的细胞对药物干预存在不同反应，会影响实验的重复性，因此，需要获得周期一致性的细胞。
利用细胞同步化技术可使细胞大量的处于同一细胞时期，并可获得该时期大量的物质，如细胞中期时的染色体。
细胞周期同步化(synchronization)是指为了研究某一时相细胞的代谢、增殖、基因表达或凋亡，借助某种自然或人为的实验手段,使细胞群体中处于细胞周期不同时相的细胞停留在同一时相( 除了G0期的细胞)的现象。
细胞同步化本质上包括用一定的方法获得一定数量的同步化细胞群和使细胞进入同步化生长的两层含义。
例：（2017·新课标Ⅲ卷.29）利用一定方法使细胞群体处于细胞周期的同一阶段，称为细胞周期同步化。
以下是能够实现动物细胞周期同步化的三种方法。
回答下列问题：（1）DNA合成阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的DNA合成可逆抑制剂，处于_____________期的细胞不受影响而继续细胞周期的运转，最终细胞会停滞在细胞周期的______________期，以达到细胞周期同步化的目的。
（2）秋水仙素阻断法：在细胞处于对数生长期的培养液中添加适量的秋水仙素，秋水仙素能够抑制_________________，使细胞周期被阻断，即可实现细胞周期同步化。
经秋水仙素处理的细胞______________（填“会”或“不会”）被阻断在间期。
（3）血清饥饿法：培养液中缺少血清可以使细胞周期停滞在间期，以实现细胞周期同步化，分裂间期的特点是________________（答出1点即可）。
【答案】（1）分裂间（或答：S）（2）纺锤体形成不会（3）完成DNA复制和有关蛋白质的合成，为分裂期准备物质【解析】（1）DNA复制发生在细胞分裂间期；DNA合成被阻断后，分裂期不受影响，分裂间期受影响。
细胞周期同步化概念
细胞周期的时间长短与物种的细胞类型有关， 如：小鼠十二指肠上皮细胞的周期为10小时， 人类胃上皮细胞24小时，骨髓细胞18小时， 培养的人成纤维细胞18小时，CHO细胞14小时， HeLa细胞21小时。不同类型细胞的G1长短不 同，是造成细胞周期差异的主要原因。
缺点：操作技术有一定的难度；具有一定的危险性；同位素 的放射性逐渐衰减，误差较大。
测定原理： ① 待测细胞经3H-TdR标记后，所有S期细胞均被标记。 ② S期细胞经G2期才进入M期，所以一段时间内PLM=0。 ③开始出现标记M期细胞时，表示处于S期最后阶段的细胞，已渡
过G2期，所以从PLM=0到出现PLM的时间间隔为TG2。 ④ S期细胞逐渐进入M期，PLM上升，到达到最高点的时候说明原
细胞周期各阶段的时间与PLM的关系
Ts
二、细胞周期同步化
概念：细胞同步化是指在自然过程中发生的，或经人为处理 造成的细胞周期的同步化。
类型：自然同步化
人工同步化：选择同步化：有丝分裂选择法 细胞沉降分离法
诱导同步化：DNA合成阻断法 中期阻断法
(一）自然同步化
概念：自然界存在的细胞周期同步过程，称为自然同步化。 类型： 1．多核体 如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分裂，形成多核体。数量众 多的核处于同一细胞质中，进行同步化分裂，使细胞核达108， 体积达5~6cm。疟原虫也具有类似的情况。 2．某些水生动物的受精卵 如海胆卵可以同时授精，最初的3次细胞分裂是同步的，再如大 量海参卵受精后，前9次细胞分裂都是同步化进行的。 3．增殖抑制解除后的同步分裂 如真菌的休眠孢子移入适宜环境后，它们一起发芽，同步分裂。
细胞周期长短的测定