細(xì)胞增殖與調(diào)控學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1細(xì)胞細(xì)胞(xbo)增殖與調(diào)控增殖與調(diào)控第一頁(yè)，共31頁(yè)。1概述概念(ginin)：指細(xì)胞由一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷一個(gè)有序的過(guò)程，是細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)積累與分裂的循環(huán)過(guò)程。周期時(shí)相組成：分裂間期（interphase）和分裂期（M phase）。分裂間期是細(xì)胞分裂前重要的物質(zhì)準(zhǔn)備和積累階段，分裂期則是細(xì)胞增殖的實(shí)施過(guò)程。劃分四個(gè)時(shí)期： G1SG2M，前三個(gè)時(shí)期合稱分裂間期。S期進(jìn)行DNA合成。第2頁(yè)/共31頁(yè)第二頁(yè)，共31頁(yè)。不同(b tn)細(xì)胞的細(xì)胞周期時(shí)間差異很大。食管上皮細(xì)胞的Gl期長(zhǎng)達(dá)103h，而十二指腸上皮細(xì)胞的Gl期僅為6h。S+G2+M 的時(shí)間變化較小，細(xì)胞周期時(shí)間長(zhǎng)

2、短主要差別在G1期有些分裂增殖的細(xì)胞缺乏G1、G2期第3頁(yè)/共31頁(yè)第三頁(yè)，共31頁(yè)。n周期中細(xì)胞，也稱持續(xù)分裂細(xì)胞。具有持續(xù)分裂能力的細(xì)胞，如造血細(xì)胞，上皮基底層細(xì)胞，植物分生組織細(xì)胞等。n終端分化細(xì)胞。永久性失去了分裂能力不可逆地脫離了細(xì)胞周期，但保持了生理活性機(jī)能。高度特化，如哺乳動(dòng)物(brdngw)的紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、多形性白細(xì)胞、肌細(xì)胞等。nG0期細(xì)胞，也稱靜止期細(xì)胞。暫時(shí)脫離細(xì)胞周期。一旦得到信號(hào)指使，會(huì)快速返回細(xì)胞周期重新進(jìn)行細(xì)胞分裂。如肝細(xì)胞。G0期細(xì)胞和終末分化細(xì)胞的界限有時(shí)難以劃分。第4頁(yè)/共31頁(yè)第四頁(yè)，共31頁(yè)。n人們?yōu)榱搜芯考?xì)胞周期不同階段的生化特性，常需要整個(gè)細(xì)胞群

3、體均處于細(xì)胞周期的同一個(gè)時(shí)期，獲得細(xì)胞周期一致性的細(xì)胞，即細(xì)胞周期的同步化。n自然(zrn)同步化：某些受精卵早期卵裂n人工誘導(dǎo)同步化：是指通過(guò)藥物誘導(dǎo)，使細(xì)胞同步化發(fā)生在細(xì)胞周期中某個(gè)特定時(shí)期。n人工選擇同步化：指人為地將處于不同時(shí)期的細(xì)胞，根據(jù)形態(tài)、體積和重量上的顯著差別將其分離開來(lái)，從而獲得不同時(shí)期的細(xì)胞群體。優(yōu)點(diǎn)：克服誘導(dǎo)同步化過(guò)程中因使用毒性物質(zhì)產(chǎn)生對(duì)細(xì)胞的毒性影響。第5頁(yè)/共31頁(yè)第五頁(yè)，共31頁(yè)。nDNA合成阻斷法 G1/S-TdR雙阻斷法：最終將 細(xì)胞群阻斷于G1/S交界處。優(yōu)點(diǎn)是同步化效率高，幾乎適合于所有體外培養(yǎng)的細(xì)胞體系。缺點(diǎn)是誘 導(dǎo)過(guò)程可造成細(xì)胞非均衡生長(zhǎng)n分裂中期阻斷

4、法：通過(guò)抑制微管聚合(jh)來(lái)抑制細(xì)胞n 分裂器的形成，將細(xì)胞阻斷在細(xì)胞分裂中期。優(yōu)點(diǎn)n 是操作簡(jiǎn)便，效率高。缺點(diǎn)是這些藥物的毒性相對(duì)n 較大。如秋水仙素第6頁(yè)/共31頁(yè)第六頁(yè)，共31頁(yè)。（1）G1期 從上次有絲分裂完成后到DNA復(fù)制前的一段時(shí)期。與DNA合成啟動(dòng)相關(guān)，開始合成細(xì)胞生長(zhǎng)所需要的多種蛋白質(zhì)、RNA、碳水化合物、脂類等，同時(shí)染色質(zhì)去凝集。（2）S期 即DNA合成期。除了(ch le)DNA合成外，同時(shí)還會(huì)合成組蛋白以及DNA復(fù)制所需的酶。（3）G2期 DNA復(fù)制完成，在G2期合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和RNA分子，為進(jìn)入M期做必要的準(zhǔn)備。（4）M期 即細(xì)胞分裂期。包括核分裂和胞質(zhì)分裂，并

5、形成兩個(gè)子細(xì)胞的過(guò)程。這一時(shí)期的主要特點(diǎn)是細(xì)胞經(jīng)過(guò)分裂，將遺傳物質(zhì)載體平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。 檢驗(yàn)點(diǎn)：Gl期檢驗(yàn)點(diǎn)(靠近Gl末期)、G2期檢驗(yàn)點(diǎn)(在G2期結(jié)束點(diǎn))、中期檢驗(yàn)點(diǎn)(在分裂中期末)。第7頁(yè)/共31頁(yè)第七頁(yè)，共31頁(yè)。n分裂方式有三種(sn zhn)：有絲分裂、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂。n無(wú)絲分裂最簡(jiǎn)單，指處于間期的細(xì)胞核經(jīng)過(guò)核延長(zhǎng)、核縊裂、質(zhì)縊裂即形成兩個(gè)子細(xì)胞，分裂過(guò)程中不出現(xiàn)紡錘絲和染色體。n有絲分裂和減數(shù)分裂是真核生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式，前者用于體細(xì)胞的增殖，后者是生殖細(xì)胞分裂，是一種特殊形式的有絲分裂。分裂過(guò)程中出現(xiàn)紡錘絲和染色體第8頁(yè)/共31頁(yè)第八頁(yè)，共31頁(yè)。n有絲分裂指

6、通過(guò)紡錘絲的形成和運(yùn)動(dòng)，把在S期復(fù)制的DNA平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞(xbo)中，以保證遺傳的連續(xù)性和穩(wěn)定性。出現(xiàn)紡錘絲，故稱為有絲分裂。n根據(jù)細(xì)胞(xbo)形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，劃分為前期、前中期、中期、后期、末期、胞質(zhì)分裂等6個(gè)時(shí)期。胞質(zhì)分裂相對(duì)獨(dú)立，開始于后期的一定階段。n意義：將親代細(xì)胞(xbo)的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制以后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞(xbo)中去。第9頁(yè)/共31頁(yè)第九頁(yè)，共31頁(yè)。J 核內(nèi)染色質(zhì)逐漸凝縮姊妹染色體核內(nèi)染色質(zhì)逐漸凝縮姊妹染色體J 形成有絲分裂器形成有絲分裂器J 核膜核膜(h m)破裂破裂(核層蛋白磷酸化核層蛋白磷酸化 )J 核仁逐漸縮小而消失核仁逐漸縮小而消失 J 紡錘

7、體伸展到細(xì)胞中心區(qū)紡錘體伸展到細(xì)胞中心區(qū)J 姊妹姊妹(z mi)染色單體連到紡錘體染色單體連到紡錘體微管上微管上J 染色體向著赤道面匯集染色體向著赤道面匯集 J 所有所有(suyu)染色體都排列在赤道染色體都排列在赤道面上面上 J 姊妹染色單體向兩極移動(dòng)姊妹染色單體向兩極移動(dòng)J 細(xì)胞兩極的遠(yuǎn)離細(xì)胞兩極的遠(yuǎn)離 前期前期前中前中期期中期中期后期后期末期末期核分裂第10頁(yè)/共31頁(yè)第十頁(yè)，共31頁(yè)。（二）胞質(zhì)分裂（二）胞質(zhì)分裂(fnli)n胞質(zhì)分裂開始于有絲分裂后期，直到兩個(gè)新細(xì)胞核形成(xngchng)后才結(jié)束。最后，一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞。第11頁(yè)/共31頁(yè)第十一頁(yè)，共31頁(yè)。第12頁(yè)/共31

8、頁(yè)第十二頁(yè)，共31頁(yè)。n1動(dòng)物細(xì)胞有中心體，有一對(duì)相互垂直的中心粒構(gòu)成。植物(zhw)細(xì)胞沒(méi)有。n2胞質(zhì)分裂方式不同。動(dòng)物細(xì)胞形成胞質(zhì)分裂環(huán)，通過(guò)分裂環(huán)收縮實(shí)現(xiàn)自細(xì)胞分離；植物(zhw)細(xì)胞則通過(guò)形成赤道板。第13頁(yè)/共31頁(yè)第十三頁(yè)，共31頁(yè)。第14頁(yè)/共31頁(yè)第十四頁(yè)，共31頁(yè)。n概念：減數(shù)分裂是細(xì)胞僅進(jìn)行一次DNA復(fù)制，隨后進(jìn)行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種(y zhn)特殊的有絲分裂。n特點(diǎn)：n 遺傳物質(zhì)只復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次， 導(dǎo)致染色體數(shù)目減半n S期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)n 同源染色體在減數(shù)分裂期I(MeiosisI)配對(duì)聯(lián)會(huì)、基因重組n 減數(shù)分裂同源染色體配對(duì)排列在中期板上,第 一

9、次分列時(shí),同源染色體分開第15頁(yè)/共31頁(yè)第十五頁(yè)，共31頁(yè)。n減數(shù)分裂期I與體細(xì)胞有絲分裂期相似。分為前期I、中期I、后期(huq)I、末期I和胞質(zhì)分裂I等階段。n特點(diǎn)：同源染色體發(fā)生配對(duì)、交換和重組第16頁(yè)/共31頁(yè)第十六頁(yè)，共31頁(yè)。前期前期I細(xì)線期細(xì)線期偶線期偶線期粗線期粗線期雙線期雙線期終變期終變期(zygonema)(leptonema)(pachynema)(diplonema)(diakinesis)染色質(zhì)開始凝縮，成細(xì)絲狀染色質(zhì)開始凝縮，成細(xì)絲狀( (二分體二分體) )染色體線上出現(xiàn)許多顆粒狀染色粒染色體線上出現(xiàn)許多顆粒狀染色粒核的體積核的體積(tj)(tj)增大，核仁也變大

10、增大，核仁也變大染色體在核中呈花束狀染色體在核中呈花束狀 染色體繼續(xù)縮短變粗，同源染色體配對(duì)完成染色體繼續(xù)縮短變粗，同源染色體配對(duì)完成同源染色體間的非姊妹染色單體間發(fā)生交叉同源染色體間的非姊妹染色單體間發(fā)生交叉(jioch)(jioch)交換交換裝配成了重組小結(jié)裝配成了重組小結(jié)同源染色體只靠一些同源染色體只靠一些交叉交叉部位連在一起部位連在一起姊妹染色體清晰可見姊妹染色體清晰可見 部分去凝集，部分去凝集，RNARNA轉(zhuǎn)錄活躍轉(zhuǎn)錄活躍持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)染色體更加變粗、變短染色體更加變粗、變短交叉通過(guò)端化而數(shù)量減少，各二價(jià)體彼此分交叉通過(guò)端化而數(shù)量減少，各二價(jià)體彼此分開開核仁、核膜消失核仁、

11、核膜消失在染色體區(qū)紡錘體微管清晰可見在染色體區(qū)紡錘體微管清晰可見 第17頁(yè)/共31頁(yè)第十七頁(yè)，共31頁(yè)。n(2)中期I 主要進(jìn)行紡錘體裝配。每個(gè)四分體含有4個(gè)動(dòng)粒，同源染色體的兩個(gè)動(dòng)粒位于同側(cè)，只與從同一極發(fā)出的紡錘體微管相聯(lián)結(jié)。 n（3）后期I 同源染色體在兩極紡錘體的作用下相互分離并逐漸向兩極移動(dòng)，移向兩極的同源染色體均是含有兩條染色單體的二倍體。n（4）末期I、胞質(zhì)分裂I和減數(shù)分裂間期 n 染色體到達(dá)兩極后逐漸進(jìn)行去凝集。在染色體的周圍，核被膜重建，胞質(zhì)分裂后形成兩個(gè)子細(xì)胞。減數(shù)分裂間期不再進(jìn)行DNA復(fù)制，也沒(méi)有(mi yu)G1期、S期和G2期之分。間期持續(xù)時(shí)間一般較短。n減數(shù)分裂期I

12、完成同源染色體分離，實(shí)現(xiàn)了染色體數(shù)目減半第18頁(yè)/共31頁(yè)第十八頁(yè)，共31頁(yè)。第19頁(yè)/共31頁(yè)第十九頁(yè)，共31頁(yè)。第20頁(yè)/共31頁(yè)第二十頁(yè)，共31頁(yè)。第21頁(yè)/共31頁(yè)第二十一頁(yè)，共31頁(yè)。(1)有絲分裂是體細(xì)胞的分裂方式，而減數(shù)分裂僅限于生殖細(xì)胞。(2)有絲分裂是DNA復(fù)制1次細(xì)胞分裂1次，染色體數(shù)由2n2n；減數(shù)分裂是DNA復(fù)制1次，細(xì)胞分裂2次，染色體數(shù)由2n1n。(3)有絲分裂前，在S期進(jìn)行DNA合成，然后經(jīng)過(guò)G2期進(jìn)入有絲分裂期；減數(shù)分裂前DNA的合成時(shí)間長(zhǎng)(減數(shù)分裂前DNA合成)，合成后立即進(jìn)入減數(shù)分裂，G2期很短或沒(méi)有。(4)有絲分裂時(shí)每1條染色體獨(dú)立活動(dòng)，遺傳物質(zhì)不變；減數(shù)

13、分裂中染色體要發(fā)生聯(lián)會(huì)、交叉和交換(jiohun)等，產(chǎn)生了遺傳物質(zhì)的多樣性。(5)有絲分裂進(jìn)行的時(shí)間短, 一般為12小時(shí)。減數(shù)分裂進(jìn)行的時(shí)間長(zhǎng), 可達(dá)數(shù)月甚至數(shù)年。第22頁(yè)/共31頁(yè)第二十二頁(yè)，共31頁(yè)。n細(xì)胞的增殖是通過(guò)(tnggu)細(xì)胞周期來(lái)實(shí)現(xiàn)，細(xì)胞周期是在嚴(yán)格調(diào)控的前提下有條不紊地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的！n細(xì)胞周期蛋白和周期蛋白依賴的蛋白激酶（CDK）起到了重要作用。第23頁(yè)/共31頁(yè)第二十三頁(yè)，共31頁(yè)。第24頁(yè)/共31頁(yè)第二十四頁(yè)，共31頁(yè)。n分裂(fnli)期促進(jìn)因子(M-phase promoting factor, MPF)：M期卵細(xì)胞的提取物，可使卵母細(xì)胞進(jìn)入M期。nMPF有兩個(gè)亞基 催化亞基，細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）；調(diào)節(jié)亞基，周期蛋白nCDK不能單獨(dú)起作用，它需要與細(xì)胞周期蛋白結(jié)合才有功能。不同的CDK所要求結(jié)合的周期蛋白不同，在細(xì)胞周期中執(zhí)行的調(diào)節(jié)功能也不相同。n目前發(fā)現(xiàn)并命名的CDK包括CDKl、CDK2、CDK3、CDK4、CDK5、CDK6、CDK7和CDK8等第25頁(yè)/共31頁(yè)第二十五頁(yè)，共31頁(yè)。第26頁(yè)/共31頁(yè)第二十六頁(yè)，共31頁(yè)。第27頁(yè)/共31頁(yè)第二十七頁(yè)，共31頁(yè)。第28頁(yè)/共31頁(yè)第二十八頁(yè)，共31頁(yè)。第29頁(yè)/共31頁(yè)第二十九頁(yè)，共31頁(yè)。1肝細(xì)胞具有高度的特化性，但是當(dāng)肝被破壞或者手術(shù)切除其中的一部分，組織仍會(huì)