细胞分裂与细胞周期
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第 13 章 细胞分裂与细胞周期
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1
概述：
细胞周期：细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结 束所经历的规律性变化。
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2
第1节 细胞分裂
细胞分裂有三种方式 ➢ 无丝分裂：低等真核生物细胞分裂的主要方式 ➢ 有丝分裂：高等真核生物细胞分裂的主要方式 ➢ 减数分裂：有性生殖生物产生配子的方式
➢细胞周期蛋白(cyclin):
真核细胞中一类随细胞周期进程周期
time
性地出现与消失,并与细胞中细胞周期蛋白
依赖性激酶结合(cyclin-dependent kinase, Cdk), 对细胞
周期相关活动进行调节的蛋白质。
➢种类：cyclinA-H(哺乳动物） G1期周期蛋白：cyclinC、D、E S期周期蛋白cyclinA M期周期蛋白cyclinB
➢开始向细胞两极分离
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26
2.3 M 期：细胞进行分裂
(1)形态变化：
(2)分子水平：
➢RNA合成完全被抑制。
➢蛋白质合成，除非组蛋白外，
显著降低。
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27
3.细胞周期的调控
自身因素 环境因素
核心 细胞周期蛋白
控制系统
细胞周期蛋白依赖性激酶
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28
3.1细胞周期蛋白
level
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29
2.细胞周期蛋白依赖性激酶 (cyclin-dependent kinase, Cdk)
是一类必须与细胞周期蛋白结合才具有激酶活性的蛋白激 酶，可将多种与细胞周期相关的蛋白磷酸化。
Cdk激活机制： cyclin 磷酸化
种类：cdk1-8
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30
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31
例：CyclinB-Cdk1： 成熟促进因子（maturation promoting factor,MPF) 促进M期启动，在G2/M转换中起重要作用
细胞类型
细胞周期时间 (hr)
结肠上皮细胞
直肠上皮细胞
胃上皮细胞
骨髓
2
G1 S 9 14
33 10
9 12
12
4
G2+M 2 5 3 18
G1 期是调节细胞周编辑p期pt 时间的关键
SUM 25 48 24
22
(4) 三类细胞周期行为：
根据分裂状态, 可将多细胞真核生物机体中细胞分为:
➢连续分裂的细胞
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5
(1) 染色质凝集
染色质纤维－开始螺旋化、折叠－前期起始标志 组蛋白磷酸化
染色体 －着丝粒相连的两条染色单体 着丝粒两边附着动粒
间期
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6
(2) 分裂极确定
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7
(3) 核仁缩小解体
可能原因： ➢核仁组织中心组装到染色体 ➢RNA合成停止
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(4) 核膜破裂
前期末： 核纤层蛋白磷酸化 核纤层解聚 核膜破裂
形成两个子细胞。
➢特点：
✓子细胞中的遗传物质可能不均等。
✓分裂迅速，消耗能量少，细胞继续执行其功能－适应性
✓低等生物主要的增殖方式。
✓高等动物细胞分布：
人体创伤后或病变及衰老的组织细胞中。
上皮组织、疏松结缔组织、肌组织及肝脏等组织的细胞。
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3.减数分裂
减数分裂：
是一种特殊的减数分裂，发生 于有性生殖细胞的成熟过程中， DNA复制一次,细胞连续分裂两 次,子代细胞中染色体数目比亲 代细胞减少一半。
特点：
➢纺锤体决定分裂沟的时间、部位
➢核分裂与胞质分裂相继发生，
互相独立。
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三个特征： ➢染色质凝集
➢纺锤体形成
➢收缩环出编现辑ppt
18
2.无丝分裂
无丝分裂：又称直接分裂，分裂过程中细胞核膜不消 失，无纺锤丝形成及染色体组装，由亲代 细胞直接断裂形成子代细胞。
➢过程简单：通过胞核拉长，断裂，胞质一分为二，
13
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14
中期
后期
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15
1.4 末期 主要特点:子代细胞的核重新形成，
胞质分裂。
(1) 子细胞核出现
➢染色体解凝集
➢核仁重新形成
➢核膜重建,核孔重新组装
➢核纤层重新形成
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(2) 胞质分裂
过程：
➢纺锤体解体，中体形成。
➢收缩环缢缩，分裂沟加深至中体。
➢细胞断裂，胞质分裂完成。
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3
1.有丝分裂
有丝分裂：也称间接分裂，分裂过程中，细胞核发生一 系列复杂的变化 后，细胞通过形成有丝分裂 器，将遗传物质平均分配到两个子代细胞中， 保证了细胞在遗传上的稳定性。
➢是一个连续的动态变化的过程：0.5－2h
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4
1.1 前期
(1)染色质凝集 (2)分裂极确定 (3)核仁缩小解体 (4)核膜破裂 (5)纺锤体形成 (6)染色体向赤道面移动
(2)合成组蛋白及非组蛋白 ______染色体复制
(3)组蛋白持续磷酸化
(4)中心粒复制
DNA、 染色体复
制和编中辑p心pt 粒复制
25
2.3 G2 期:细胞分裂的准备期
(1)大量合成RNA、ATP及与M期结构、功能相关的蛋白质
➢成熟促进因子（MPF）
➢微管蛋白
为细胞分裂准备物质条件
(2)中心粒
➢逐渐长大
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(5) 纺锤体形成
重叠微管：
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10
(6) 染色体向赤道面移动
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1.2 中期
Biblioteka Baidu
centrosome
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12
Mitotic spindle
1.3 后期
Mitotic spindle
中期
后期
两个特点: ➢两姐妹染色单体 两条子代染色体 ➢染色体移向细胞两极
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蛋白质 •酶:DNA复制相关的酶系 •蛋白质：触发蛋白
钙调蛋白 细胞周期蛋白
细胞生长 正常新陈代谢
(2)蛋白质的磷酸化
•组蛋白、非组蛋白、蛋白激酶
(3)胞膜对物质的转运作编用辑p加pt 强
24
2.2 S 期:完成DNA复制
(1)DNA复 制 ➢DNA复制相关酶的含量或活性增加。 ➢DNA复制具有严格的时间顺序性。
特点：➢细胞中染色体数目减半
－上下代染色体数目上的恒定
➢遗传物质交换、重组及 自由组合
－生物变异及多样性的基础
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第2节 细胞周期
1. 细胞周期概述
(1)细胞周期：细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结
(2)
束所经历的规律性变化。
(2) 细胞周期各时相
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21
(3) 细胞周期时间
细胞周期时间的长短与物种和细胞类型有关， 例：人的不同组织细胞
如上皮基底层细胞，部分骨髓细胞
➢G0细胞：又称暂不增殖细胞，暂时脱离细胞周期,但 在某些条件的诱导下重新进入细胞周期
如肝、肾等器官的实质细胞
➢失去了分裂能力的细胞
如成熟红细胞、肌细胞、神经细胞
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2.细胞周期各时相的动态变化 2.1 G1期：为进入S期准备必要条件
(1) RNA、蛋白质的合成活跃
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概述：
细胞周期：细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结 束所经历的规律性变化。
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第1节 细胞分裂
细胞分裂有三种方式 ➢ 无丝分裂：低等真核生物细胞分裂的主要方式 ➢ 有丝分裂：高等真核生物细胞分裂的主要方式 ➢ 减数分裂：有性生殖生物产生配子的方式
➢细胞周期蛋白(cyclin):
真核细胞中一类随细胞周期进程周期
time
性地出现与消失,并与细胞中细胞周期蛋白
依赖性激酶结合(cyclin-dependent kinase, Cdk), 对细胞
周期相关活动进行调节的蛋白质。
➢种类：cyclinA-H(哺乳动物） G1期周期蛋白：cyclinC、D、E S期周期蛋白cyclinA M期周期蛋白cyclinB
➢开始向细胞两极分离
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2.3 M 期：细胞进行分裂
(1)形态变化：
(2)分子水平：
➢RNA合成完全被抑制。
➢蛋白质合成，除非组蛋白外，
显著降低。
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3.细胞周期的调控
自身因素 环境因素
核心 细胞周期蛋白
控制系统
细胞周期蛋白依赖性激酶
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3.1细胞周期蛋白
level
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2.细胞周期蛋白依赖性激酶 (cyclin-dependent kinase, Cdk)
是一类必须与细胞周期蛋白结合才具有激酶活性的蛋白激 酶，可将多种与细胞周期相关的蛋白磷酸化。
Cdk激活机制： cyclin 磷酸化
种类：cdk1-8
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31
例：CyclinB-Cdk1： 成熟促进因子（maturation promoting factor,MPF) 促进M期启动，在G2/M转换中起重要作用
细胞类型
细胞周期时间 (hr)
结肠上皮细胞
直肠上皮细胞
胃上皮细胞
骨髓
2
G1 S 9 14
33 10
9 12
12
4
G2+M 2 5 3 18
G1 期是调节细胞周编辑p期pt 时间的关键
SUM 25 48 24
22
(4) 三类细胞周期行为：
根据分裂状态, 可将多细胞真核生物机体中细胞分为:
➢连续分裂的细胞
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(1) 染色质凝集
染色质纤维－开始螺旋化、折叠－前期起始标志 组蛋白磷酸化
染色体 －着丝粒相连的两条染色单体 着丝粒两边附着动粒
间期
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(2) 分裂极确定
编辑ppt
7
(3) 核仁缩小解体
可能原因： ➢核仁组织中心组装到染色体 ➢RNA合成停止
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(4) 核膜破裂
前期末： 核纤层蛋白磷酸化 核纤层解聚 核膜破裂
形成两个子细胞。
➢特点：
✓子细胞中的遗传物质可能不均等。
✓分裂迅速，消耗能量少，细胞继续执行其功能－适应性
✓低等生物主要的增殖方式。
✓高等动物细胞分布：
人体创伤后或病变及衰老的组织细胞中。
上皮组织、疏松结缔组织、肌组织及肝脏等组织的细胞。
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3.减数分裂
减数分裂：
是一种特殊的减数分裂，发生 于有性生殖细胞的成熟过程中， DNA复制一次,细胞连续分裂两 次,子代细胞中染色体数目比亲 代细胞减少一半。
特点：
➢纺锤体决定分裂沟的时间、部位
➢核分裂与胞质分裂相继发生，
互相独立。
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三个特征： ➢染色质凝集
➢纺锤体形成
➢收缩环出编现辑ppt
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2.无丝分裂
无丝分裂：又称直接分裂，分裂过程中细胞核膜不消 失，无纺锤丝形成及染色体组装，由亲代 细胞直接断裂形成子代细胞。
➢过程简单：通过胞核拉长，断裂，胞质一分为二，
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中期
后期
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1.4 末期 主要特点:子代细胞的核重新形成，
胞质分裂。
(1) 子细胞核出现
➢染色体解凝集
➢核仁重新形成
➢核膜重建,核孔重新组装
➢核纤层重新形成
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(2) 胞质分裂
过程：
➢纺锤体解体，中体形成。
➢收缩环缢缩，分裂沟加深至中体。
➢细胞断裂，胞质分裂完成。
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1.有丝分裂
有丝分裂：也称间接分裂，分裂过程中，细胞核发生一 系列复杂的变化 后，细胞通过形成有丝分裂 器，将遗传物质平均分配到两个子代细胞中， 保证了细胞在遗传上的稳定性。
➢是一个连续的动态变化的过程：0.5－2h
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1.1 前期
(1)染色质凝集 (2)分裂极确定 (3)核仁缩小解体 (4)核膜破裂 (5)纺锤体形成 (6)染色体向赤道面移动
(2)合成组蛋白及非组蛋白 ______染色体复制
(3)组蛋白持续磷酸化
(4)中心粒复制
DNA、 染色体复
制和编中辑p心pt 粒复制
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2.3 G2 期:细胞分裂的准备期
(1)大量合成RNA、ATP及与M期结构、功能相关的蛋白质
➢成熟促进因子（MPF）
➢微管蛋白
为细胞分裂准备物质条件
(2)中心粒
➢逐渐长大
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(5) 纺锤体形成
重叠微管：
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(6) 染色体向赤道面移动
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1.2 中期
Biblioteka Baidu
centrosome
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Mitotic spindle
1.3 后期
Mitotic spindle
中期
后期
两个特点: ➢两姐妹染色单体 两条子代染色体 ➢染色体移向细胞两极
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蛋白质 •酶:DNA复制相关的酶系 •蛋白质：触发蛋白
钙调蛋白 细胞周期蛋白
细胞生长 正常新陈代谢
(2)蛋白质的磷酸化
•组蛋白、非组蛋白、蛋白激酶
(3)胞膜对物质的转运作编用辑p加pt 强
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2.2 S 期:完成DNA复制
(1)DNA复 制 ➢DNA复制相关酶的含量或活性增加。 ➢DNA复制具有严格的时间顺序性。
特点：➢细胞中染色体数目减半
－上下代染色体数目上的恒定
➢遗传物质交换、重组及 自由组合
－生物变异及多样性的基础
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第2节 细胞周期
1. 细胞周期概述
(1)细胞周期：细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结
(2)
束所经历的规律性变化。
(2) 细胞周期各时相
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(3) 细胞周期时间
细胞周期时间的长短与物种和细胞类型有关， 例：人的不同组织细胞
如上皮基底层细胞，部分骨髓细胞
➢G0细胞：又称暂不增殖细胞，暂时脱离细胞周期,但 在某些条件的诱导下重新进入细胞周期
如肝、肾等器官的实质细胞
➢失去了分裂能力的细胞
如成熟红细胞、肌细胞、神经细胞
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2.细胞周期各时相的动态变化 2.1 G1期：为进入S期准备必要条件
(1) RNA、蛋白质的合成活跃