細胞增殖以及其調(diào)控(4)課件

1、關于細胞增殖及其調(diào)控 (4)第一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月提 綱細胞增殖(cell proliferation)的意義細胞周期概述細胞分裂細胞周期的調(diào)控第二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞增殖(cell proliferation)的意義細胞增殖(cell proliferation)是細胞生命活動的重要特征之一。 它是生物繁育的基礎。 單細胞生物細胞增殖導致生物個體數(shù)量的增加。 多細胞生物由一個單細胞(受精卵)分裂發(fā)育而來， 細胞增殖是多細胞生物繁殖基礎。成體生物仍然需要細胞增殖，主要取代衰老死亡的細胞， 維持個體細胞數(shù)量的相對平衡和機體的正常功能。機體

2、創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復等，都要 依賴細胞增殖。第三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 細胞分裂有絲分裂(mitosis)胞質(zhì)分裂(Cytokinesis)減數(shù)分裂(Meiosis) 減數(shù)分裂與有絲分裂的區(qū)別第四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月有絲分裂與減數(shù)分裂的差異:1、前者是體細胞的分裂方式；后者僅存在于生殖細胞中。2、前者DNA復制一次染色體由2n2n，DNA含量4C2C，分裂一次；后者由2nn，4CC，分裂兩次。3、前者S期相對短、G2期相對長；后者DNA合成時間長，而G2極短或無。4、前者每一染色體獨立活動；后者要發(fā)生配對聯(lián)會交叉交換（兩個在一

3、起）。5、前者時間短12hr；后者較長：如人雄配子需24hr，雌配子可達數(shù)年或數(shù)十年。 第五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 細胞周期的調(diào)控(Cell-Cycle Control)細胞周期調(diào)控系統(tǒng)的主要作用細胞周期檢驗點(Cell Cycle Checkpoint)MPFCyclin-Cdk復合物的多樣性及細胞周期運轉(zhuǎn)細胞周期運轉(zhuǎn)的阻遏(細胞周期運轉(zhuǎn)的負調(diào)控)第六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 細胞周期(cell cycle)概述細胞周期細胞周期中各個不同時相及其主要事件細胞周期長短測定(自學）細胞周期同步化特異的細胞周期(自學）第七張，PPT共一百三

4、十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、有絲分裂(mitosis)前期(prophase)前中期(prometaphase)中期(metaphase)后期(anaphase) 末期(telophase)第八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、胞質(zhì)分裂(Cytokinesis)動物細胞胞質(zhì)分裂植物細胞胞質(zhì)分裂第九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月四、減數(shù)分裂(Meiosis)減數(shù)分裂概念與過程減數(shù)分裂特點減數(shù)分裂的意義脊椎動物配子發(fā)生過程第十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞周期概念：細胞從一次分裂結(jié)束開始,經(jīng)過物質(zhì)積累過程,直到下一次細胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的一個有

5、序過程。其間細胞遺傳物質(zhì)和其他內(nèi)含物分配給子細胞。細胞周期時相組成細胞周期時間根據(jù)增殖狀況，細胞分類三類第十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞周期時相組成間期(interphase): G1 phase，S phase，G2 phaseM phase: 有絲分裂期(Mitosis), 胞質(zhì)分裂期(Cytokinesis) 細胞沿著G1SG2MG1周期性運轉(zhuǎn)，在間期細胞體積增大(生長)，在 M 期細胞: 先是核分裂，接著胞質(zhì)分裂，完成一個細胞周期。第十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞周期時間不同細胞的細胞周期時間差異很大S+G2+M 的時間變化較小，細胞周期

6、時間長短主要差別在G1期有些分裂增殖的細胞缺乏G1、G2期第十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)增殖狀況，細胞分為三類連續(xù)分裂細胞或周期中細胞(cycling cell)休眠細胞(Go細胞)終末分化細胞 G0期細胞和終末分化細胞的界限有時難以劃分，有的細胞過去認為屬于終末分化細胞，目前可能被認為是G0期細胞。第十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞周期中不同時相及其主要事件 G1期 S 期 G2期 M 期第十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月G1期與DNA合成啟動相關，物質(zhì)代謝活躍，細胞體積增大，開始合成細胞生長所需要的多種蛋白質(zhì)、RNA、碳水化

7、合物、脂質(zhì)等，同時染色質(zhì)去凝集。 為進入S期創(chuàng)造條件，G1期發(fā)生的事件與細胞增殖調(diào)控有關，如：不穩(wěn)定蛋白（unstable protein）簡稱u蛋白，它的累積可有助于細胞通過G1期的限制點進入S期，而G0期細胞缺乏u蛋白和其它一些因子故暫時不能通過限制點。第十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月G2期 DNA復制完成，在G2期合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和RNA分子. 如成熟促進因子(maturation promoting factor MPF)僅在G2期合成，它們能使間期核被膜破裂染色質(zhì)凝集成染色體。將提取出來的MPF加入間期核中發(fā)現(xiàn)15min后核纖層蛋白磷酸化，30min后核被膜溶

8、解。第十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月M 期M期即細胞分裂期，真核細胞的細胞分裂主要包括兩種方式，即有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分裂(meiosis)。遺傳物質(zhì)和細胞內(nèi)其他物質(zhì)分配給子細胞。第十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月S期 DNA復制與組蛋白合成同步，組成核小體串珠結(jié)構(gòu) S期DNA合成不同步第十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞周期長短測定脈沖標記DNA復制和細胞分裂指數(shù)觀察測定法流式細胞儀測定法(Flow Cytometry)縮時攝像技術，可以得到準確的細胞周期時間及分裂間期和分裂期的準確時間。第二十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)

9、作于2022年6月細胞周期同步化自然同步化，如有一種粘菌的變形體plasmodia， 某些受精卵早期卵裂 人工選擇同步化 藥物誘導法 條件依賴性突變株在細胞周期同步化中的應用：將與細胞周期調(diào)控有關的條件依賴性突變株轉(zhuǎn)移到限定條件下培養(yǎng)，所有細胞便被同步化在細胞周期中某一特定時期。第二十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月人工選擇同步化有絲分裂選擇法：用于單層貼壁生長細胞。優(yōu)點是細 胞未經(jīng)任何藥物處理，細胞同步化效率高。缺點是分離的細胞數(shù)量少。密度梯度離心法：根據(jù)不同時期的細胞在體積和重量上存在差別進行分離(如裂殖酵母)。優(yōu)點是方法簡單、省時，效率高，成本低。缺點是對大多數(shù)種類的細胞

10、并不適用。第二十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月藥物誘導法 DNA合成阻斷法 G1/S-TdR雙阻斷法：最終將細胞群阻斷于G1/S交界處。優(yōu)點是同步化效率高，幾乎適合于所有體外培養(yǎng)的細胞體系。缺點是誘導過程可造成細胞非均衡生長。 分裂中期阻斷法：通過抑制微管聚合來抑制細胞分裂器的形成，將細胞阻斷在細胞分裂中期。 優(yōu)點是操作簡便，效率高。 缺點是這些藥物的毒性相對較大。第二十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月特異的細胞周期特異的細胞周期是指那些特殊的細胞所具有的與標準的細胞周期相比有著鮮明特點的細胞周期。 爪蟾早期胚胎細胞的細胞周期 酵母細胞的細胞周期 植物細胞的細

11、胞周期 細菌的細胞周期第二十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月爪蟾早期胚胎細胞的細胞周期細胞分裂快,無G1期, G2期非常短,S期也短(所有復 制子都激活), 以至認為僅含有S期和M期。無需臨時合成其它物質(zhì)。子細胞在G1、G2期并不生長，越分裂子細胞體積越小 細胞周期調(diào)控因子和調(diào)節(jié)機制與一般體細胞標準的 細胞周期基本是一致的。第二十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月酵母細胞的細胞周期酵母細胞的細胞周期與標準的細胞周期在時相和調(diào)控方面相似。酵母細胞周期明顯特點: 酵母細胞周期持續(xù)時間較短,大約為90min； 封閉式細胞分裂 ，即細胞分裂時核膜不解聚； 紡錘體位于細胞核

12、內(nèi)； 在一定環(huán)境下，也進行有性繁殖。第二十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月芽殖酵母的細胞周期第二十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月裂殖酵母的細胞周期圖13-16 裂殖酵母細胞周期第二十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月植物細胞的細胞周期植物細胞的細胞周期與動物細胞的標準細胞周期非常相似，含有G1期、S期、G2期和M期四個時期。植物細胞不含中心體，但在細胞分裂時可以正常組裝紡錘體。植物細胞以形成中間板的形式進行胞質(zhì)分裂.第二十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細菌的細胞周期 慢生長細菌細胞周期過程與真核細胞周期過程有一定相似之處。其DN

13、A復制之前的準備時間與G1期類似。分裂之前的準備時間與G2期類似。再加上S期和M期，細菌的細胞周期也基本具備四個時期 細菌在快速生長情況下，如何協(xié)調(diào)快速分裂和最 基本的DNA復制速度之間的矛盾。第三十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月前期(prophase)標志前期開始的第一個特征是染色質(zhì)開始濃縮 (condensation)形成有絲分裂染色體(mitotic chromosome）。 第二個特征:前期的較晚時期,動粒的裝配。細胞骨架解聚，在中心體的周圍,微管大量裝配,星體形成。中心體也進行了復制為兩個。Golgi體、ER等細胞器解體，形成小的膜泡。第三十一張，PPT共一百三十六頁

14、，創(chuàng)作于2022年6月這種染色體由兩條染色單體(chromatid)構(gòu)成 在前期末，染色體主縊痕部位形成一種蛋白復合物稱為動粒(kinetochore)。第三十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月間期動物細胞含一個MTOC，即中心體，在 S期末，兩個中心粒在各自垂直的方向復制出一個中心粒，形成兩個中心體。當前期開始時， 2個中心體移向細胞兩極，并同時組織微管生 長，由兩極形成的微管通過微管結(jié)合蛋白在正 極末端相連，最后形成有絲分裂紡錘體。第三十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月前中期(prometaphase)核膜破裂成小的膜泡，這一過程是由核纖層蛋白中特異的Ser殘

15、基磷酸化導致核纖層解體 染色體形成明顯的X形染色體結(jié)構(gòu) 有絲分裂紡錘體(mitotic spindle)開始裝配紡錘體微管與染色體的動粒結(jié)合，捕捉住染色體，每個已復制的染色體有兩個動粒，朝相反方向，保證與兩極的微管結(jié)合；紡錘體微管捕捉住染色體后，形成三種類型的微管 不斷運動的染色體開始移向赤道板。細胞周期也由前中期 逐漸向中期運轉(zhuǎn)。第三十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月中期(metaphase)所有染色體排列到赤道板(Metaphase Plate)上， 標志著細胞分裂已進入中期 是什么機制確保染色體正確排列在赤道板上？ 著絲粒微管動態(tài)平衡形成的張力 第三十五張，PPT共一百三

16、十六頁，創(chuàng)作于2022年6月后期(anaphase) 排列在赤道面上的染色體的姐妹染色單體分離 產(chǎn)生向極運動后期(anaphase)大致可以劃分為連續(xù)的兩個階段，即后期A和后期B 后期A，動粒微管去裝配變短，染色體產(chǎn)生兩極運動 后期B，極性微管長度增加，兩極之間的距離逐漸拉 長，介導染色體向極運動第三十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月末期(telophase)染色單體到達兩極，即進入了末期（telophase）, 到達兩極的染色單體開始去濃縮核膜開始重新組裝 Golgi體和ER重新形成并生長核仁也開始重新組裝，RNA合成功能逐漸恢復, 有絲分裂結(jié)束 第三十七張，PPT共一百三十

17、六頁，創(chuàng)作于2022年6月動物細胞胞質(zhì)分裂胞質(zhì)分裂(cytokinesis)開始于細胞分裂后期，在 赤道板周圍細胞表面下陷，形成環(huán)形縊縮，稱為 分裂溝(furrow)。分裂溝的位置與紡錘體極性微管和 鈣離子濃度升高的變化有關胞質(zhì)分裂開始時，大量肌動蛋白和肌球蛋白在中體 處組裝成微絲并相互組成微絲束，環(huán)繞細胞，稱為 收縮環(huán)（contractile ring)。收縮環(huán)收縮、收縮環(huán) 處細胞膜融合并形成兩個子細胞第三十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月植物細胞胞質(zhì)分裂與動物細胞胞質(zhì)分裂不同的是，植物細胞胞 質(zhì)分裂是因為在細胞內(nèi)形成新的細胞膜和細 胞壁而將細胞分開第三十九張，PPT共一百三

18、十六頁，創(chuàng)作于2022年6月有絲分裂過程總結(jié)前期：仁膜消失倆體現(xiàn) DNA數(shù)：染色體數(shù)：染色單體數(shù)=2:1:2中期：赤道板上排整齊 DNA數(shù)：染色體數(shù)：染色單體數(shù)=2:1:2后期：點分數(shù)加向兩級 DNA數(shù)：染色體數(shù)：染色單體數(shù)=1:1:0末期：兩消兩現(xiàn)新壁建第四十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂概念與過程概念：減數(shù)分裂是細胞僅進行一次DNA復制，隨后進行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種特殊的有絲分裂。減數(shù)分裂過程第四十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂特點遺傳物質(zhì)只復制一次，細胞連續(xù)分裂兩次， 導致染色體數(shù)目減半。S期持續(xù)時間較長同源染色體在減數(shù)分裂期I

19、(MeiosisI)配對聯(lián)會、基因重組。減數(shù)分裂同源染色體配對排列在中期板上,第一次分列時,同源染色體分開。第四十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂的意義確保世代間遺傳的穩(wěn)定性； 增加變異機會，確保生物的多樣性，增強生物適應環(huán)境變化的能力。 減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎， 是生物遺傳、生物進化和生物多樣性的重要基礎保證。第四十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂前S期與有絲分裂前S期長度比較第四十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 前期I分為細線期，偶線期，粗線期，雙線期，終變期等五個階段。 形成聯(lián)會復合體(Synaptonemal Co

20、mplex, SC) 同源染色體間遺傳物質(zhì)重組,產(chǎn)生新的基因組合第四十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月在適當時候激活細胞周期各個時相的相關酶 和蛋白,然后自身失活(正調(diào)控)確保每一時相事件的全部完成(負調(diào)控) 對外界環(huán)境因子起反應(如多細胞生物對增殖信號的反應)一、細胞周期調(diào)控系統(tǒng)的主要作用第四十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、細胞周期檢驗點(checkpoint) 細胞周期檢驗點是細胞周期調(diào)控的一種機制, 主要是確保周期每一時相事件的有序、全部完 成并與外界環(huán)境因素相聯(lián)系。 細胞周期檢驗點及其作用 G1期檢驗點：酵母Start； 動物細胞Restricti

21、on Point第四十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月三、MPF(Maturation-promoting factor，Mitosis-promoting factor)MPF(Maturation-promoting factor， Mitosis-promoting factor)的發(fā)現(xiàn)及其生化實質(zhì)Mitotic Cyclin-Cdk復合物的活化與功能第四十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月MPF的發(fā)現(xiàn)及其生化實質(zhì)細胞融合與PCC(Premature chromosomal condense) 爪蟾卵子成熟過程 MPF的發(fā)現(xiàn)MPF是一種使多種底物蛋白磷酸化的

22、蛋白激酶；由M期Cyclin-Cdk(Cyclin-dependent protein kinase) 形成的復合物。MPF=CDK1=p34cdc2+cyclinB SPF=p34cdc2+cyclinA第四十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Mitotic Cyclin-Cdk復合物的活化與功能 活化 隨Cyclin濃度變化而變化 激酶與磷酸酶的調(diào)節(jié)， 活化的MPF可使更多的MPF活化 功能：啟動細胞從G2期進入M期的相關事件第五十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月四、Cyclin-Cdk復合物的多樣性及細胞周期運轉(zhuǎn)Cyclin-Cdk復合物的多樣性G1 Cycl

23、in-Cdk復合物對Rb蛋白磷酸化而調(diào)控G1檢驗點Mitotic Cyclin-Cdk復合物激活 Anaphase Promoting Complex (APC), 調(diào)控紡錘體裝配檢驗點周期細胞M-Cyclin的調(diào)控細胞周期調(diào)控模型總結(jié)第五十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Cyclin-Cdk復合物的多樣性 G1 S G2/M Cyclin-Cdk Cyclin-Cdk Cyclin-Cdk Budding Yeast CLN1,2,3-CDC28 CLB5,(3,4)-CDC28 CLB1,2(3,4)-CDC28 Fission Yeast CIG1-CDC2 CIG2-C

24、DC2 CIG13-CDC2 Higher Eukaryotes CyclinD1,2,3-CDK4/6 CyclinA-CDK2 CyclinB-CDC2 CyclinE1,2-CDK2G1 SubstratesS SubstratesG2/M SubstratesGrowth and MorphogenesisDNA ReplicationMitosis第五十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月APC介導選擇性降解的靶蛋白與Ubiquitin結(jié)合 (通過泛素依賴性途徑降解)APC主要介導兩類蛋白降解: Anaphase In

25、hibitors和Mitotic Cyclin. 前者維持姐妹染色單體粘連, 抑制后期啟動；后者的降解意味著有絲分裂即將結(jié)束，即染色體開始去凝集，核膜重建。 Cdc20 和Mad2蛋白位于動粒上，在染色體結(jié)合有絲分裂紡錘體前將不能從動粒上釋放，由于Mad2與Cdc20結(jié)合而抑制APC的活性。所以只有所有染色體都與紡錘體結(jié)合后，APC才有活性，才啟動細胞向后期轉(zhuǎn)換。第五十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月五、細胞周期運轉(zhuǎn)的阻遏(細胞周期運轉(zhuǎn)的負調(diào)控)細胞至少可通過兩種不同機制阻遏細胞周期的運轉(zhuǎn)：Cdk抑制蛋白(CDI)阻止Cyclin-Cdk復合物的裝配或活性；周期調(diào)控系統(tǒng)組分停止

26、合成。CDI包括CIP/KIP家族和INK4家族，其作用是抑制Cyclin-Cdk復合物的裝配或活性，而將細胞阻止在不同的檢驗點。如DNA受損后，細胞將停留于G1 Checkpoint 讓DNA修復或者凋亡 周期調(diào)控系統(tǒng)組分停止合成，如G0細胞，大部分Cyclin和Cdk都消失，這在多細胞生物尤其明顯。第五十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Experimental demonstration of the coordinated Synthesis of DNA and

27、hitones.第五十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 .MT behavior during fo

28、rmation of the metaphase plate. Initially,MT from opposite poles are different in length.Experimental demonstration of the importance of mecha- nical tension in metaphase checkpoint control.第六十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十

29、二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂過程圖解第七十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1減數(shù)分裂期I（1）前期I（prophase I）：持續(xù)時間長，可達幾周幾年甚至幾十年，染色體變化復雜。根據(jù)細胞形態(tài)變化，可以將其分為5個亞時期（substages）：細線期、偶線期、粗線期、雙線期和終變期。第七十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細線

30、期（leptonema）核的體積增大核仁也增大染色體開始凝縮出現(xiàn)螺旋絲但比較細長，但兩條染色單體的臂并不分離，仍呈細的單線狀。局部可見到染色粒（染色線螺旋緊密折疊的結(jié)果）染色體雖進行了復制但看不到結(jié)構(gòu)上的雙重線?；ㄊ冢▌游铮┠€期。第七十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月偶線期（zygotene）：主要發(fā)生同源染色體（homologous chromosome）配對（pairing）現(xiàn)象。同源染色體是指大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)相同，分別來自父母雙方的一對染色體。同源染色體彼此靠攏并精確配對的過程稱為聯(lián)會（synapsis）。第八十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月在聯(lián)會過程中

31、，配對的同源染色體之間形成了一種蛋白質(zhì)的復合結(jié)構(gòu)，聯(lián)會復合體（synaptonemal complex）。一對同源染色體通過聯(lián)會所形成的復合結(jié)構(gòu)，稱為二價體（bivalent）。一個二價體由兩條同源染色體組成，包括4條染色單體，故又稱為四分體（tetrad）。第八十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月聯(lián)會一般是從核膜的一端開始或在染色體全長的若干位點同時進行。第八十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月粗線期（pachynema）或重組期（recombination stage）1)染色體進一步變短變粗，同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生等位基因之間部分DNA片段的交換（c

32、rossing-over）和重組，產(chǎn)生了新的等位基因組合。2)在聯(lián)會復合體部位的中間，出現(xiàn)重組結(jié)。第八十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3)合成P-DNA，大小約1001000bp，編碼一些與DNA點切和修復有關的酶類。4)合成減數(shù)分裂期專有的組蛋白，將體細胞類型的組蛋白部分或全部地置換下來。5)發(fā)生rDNA 擴增。第八十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月雙線期（diplonema）核仁縮小，兩條同源染色體相互排斥并且開始分離但不完全分開，此期能清楚地看到四分體并發(fā)現(xiàn)非姊妹染色單體之間有交叉（交換的形態(tài)學表現(xiàn)為交叉） 第八十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于202

33、2年6月第八十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月終變期（diakinesis）染色體縮的很短，端化（terminalization）仍在進行，染色體分散經(jīng)?？拷四ぬ?，核仁核膜開始消失，此期是計算染色體數(shù)目的時期。 第八十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）前中期 核膜解體紡錘體微管附著于二價體的著絲點上，此時每條同源染色體一般認為只有一個著絲點即姊妹染色單體的著絲點尚未分開，但有人報告說每條同源染色體有2個著絲點即二價體有四個著絲點，但姊妹染色單體的著絲點互相靠近并位于染色體的同側(cè)，作為一個功能單位。（3）中期 二價體排列于赤道面上形成赤道板，二價體著絲點被紡

34、錘體的牽引絲牽引著準備分開。第八十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）后期 二價體中兩條同源染色體分開分別向兩極移動，每一極得到n條染色體，染色體數(shù)目減半。如人類染色體是23對，染色體組合的方式有223個（不包括交換），因此除同卵孿生外，幾乎不可能得到遺傳上等同的后代。 （5）末期 染色體到達兩極后開始末期染色體逐漸解螺旋變成細絲狀，核膜核仁重新出現(xiàn)，同時進行細胞質(zhì)的分裂形成兩個子細胞，但許多植物在減時胞質(zhì)不分裂。第八十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2減數(shù)分裂間期 很短、有些甚至無間期和末期，而由后期直接轉(zhuǎn)為前期。3減 細胞分裂是同步的。其過程與有絲分裂相同

35、。動物細胞的胞質(zhì)分裂在減時由于胞質(zhì)的不均等分裂形成一個大的次級卵母細胞和一個小的第一極體，減胞質(zhì)仍不均等分裂形成卵和一個小的第二極體。第九十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂過程總結(jié)假設一個細胞的染色體為n個，則DNA數(shù)為n個。減數(shù)前期：染色體數(shù)：DNA數(shù)：單體數(shù)= n：2 n：2 n末期1（減數(shù)前期）：一個細胞分裂成兩個染色體數(shù)：DNA數(shù)：單體數(shù)= n/2： n： n減數(shù)后期：染色體分裂成兩個染色體數(shù)：DNA數(shù)：單體數(shù)= n： n： 0減數(shù)末期：細胞分裂成兩個染色體數(shù)：DNA數(shù)：單體數(shù)= n/2 ： n/2 ： 0第九十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月a.

36、 Electron micrograph of SC of human pachytene bivalent.(K: kinetochore; arrow: recombination nodules);b. Schematic diagram of SC; c. Electron micrograph of SC after treatment with DNase to remove chromasomal fibers.第九十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Visible evidence of crossing ov

37、er第九十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第九十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞周期檢驗點(checkpoint)第九十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）G1期檢驗點(靠近G1末期)：酵母Start；動物細胞Restriction Point。主要是監(jiān)測細胞的大小和營養(yǎng)狀態(tài)；是細胞周期的主要控制點，細胞一旦通過了該限制點，這些細胞就能夠進入S期并完成其后的細胞周期過程，因此它決定著細胞能否分裂。某些靜息的細胞不能進入G1期，還有一個關卡就是DNA預復制的阻斷。為了保證每一條DNA在細胞周期中只復制一次，一旦DNA進行了復制，細胞就會通過對

38、預復制復合物的裝配控制DNA的再復制，直到細胞分裂結(jié)束。第九十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）G2期檢驗點(在G2期結(jié)束點) 當細胞周期進行到G2關卡時(G2關卡是裂殖酵母的主要關卡)，控制系統(tǒng)檢測細胞的大小、細胞所處的狀態(tài)以及細胞內(nèi)DNA是否復制完畢，如果這些條件合適，就會進入有絲分裂。（3）紡錘體檢驗點(在中期末) 中期關卡控制系統(tǒng)監(jiān)測所有的染色體是否都與紡錘體相連，并排列赤道板上；檢測MPF是否失活了，否則不能進行有絲分裂和胞質(zhì)分裂。第九十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月人M期細胞與袋鼠（Ptk）G1、S、G2期細胞融合誘導PCC：提示M期細胞存在誘

39、導PCC的因子；第九十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月處于第四期的爪蟾卵母細胞（RD前期I），具GV。第一百張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月注射實驗表明：1）孕酮誘導卵母細胞成熟；2）成熟卵細胞質(zhì)中，含有卵母細胞成熟的因子，稱做MPF。第一百零一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月MPF的結(jié)構(gòu)組成 ：催化亞基，由cdc2編碼，其產(chǎn)物為p34（一種絲氨酸/蘇氨酸型蛋白激酶，34KD），在整個細胞周期中含量恒定，其活性有賴于周期蛋白，故p34稱為周期依賴性蛋白激酶(cyclin-dependent protein kinase，Cdk1)；調(diào)節(jié)亞基，周期蛋白

40、(cyclin B)為調(diào)節(jié)亞基，它的降解導致MPF的失活第一百零二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月CDK1的調(diào)節(jié)與活化; CAK=CDK1-Activiting Kinase第一百零四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百零九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十張，PPT

41、共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 第一百一十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月例題1.CDK的抑制引起P21與相關蛋白質(zhì)結(jié)合形成復合體后導致細胞不能（ ）A.從G1期進入S期B.從S期進入G2期C.從G1期進入G0期D.從M期進入G1期答案：A、B第一百一十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第一百一十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月一、名詞解釋amitosis 無絲分裂cel

42、l cycle 細胞周期cell cycle checkpoint 細胞周期檢查點cell cycle engine 細胞周期引擎cell division cycle gene (cdc基因) 細胞分裂周期基因chalone 抑素chiasma 交叉cyclin 細胞周期蛋白第一百一十七張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月cyclin-dependent kinase 周期蛋白依賴性蛋白激酶（CDK激酶）cyclin-dependent kinase inhibitors，CDKIS CDK激酶抑制物cycling cell 周期中細胞meiosis 減數(shù)分裂mitosis 有絲分

43、裂mitosis-promoting factor，MPF 細胞促分裂因子mitotic apparatus 有絲分裂器mitotic index 有絲分裂指數(shù)p34cdc2激酶第一百一十八張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月percentage of labelled mitosis(PLM法) 標記有絲分裂百分數(shù)法prematurely condensed chromosome(P.C.C） 早熟凝集染色體recombination nodules 重組節(jié)synapsis 聯(lián)會synaptonemal complex 聯(lián)會復合體terminalization 端化tetrad 二

44、價體zyg DNA 偶線期DNA第一百一十九張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、選擇題1.成熟促進因子是在（ ）合成的。A.G1 期 B. S期 C. G2 期 D. M期答案： C2.在細胞周期的哪個時期，周期蛋白的濃縮程度最高（ ）。A.晚G1 期 和早S期 B.晚G2 期 和早M期C.晚G1 期 和晚G2期 D. 晚M期和晚S期答案： C 第一百二十張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3.中心粒的復制發(fā)生在哪期（ ）。（中國科學院）A.G1 B. S C. G2 D. M答案：C4.裂殖酵母中的cdc2基因在芽殖酵母中的同源物是（ ）（中科院2001）A.cdc2

45、 B.cdc25 C.cdc28 D.cdc20 答案：C5.CdK是否具有酶活性依賴于（ ）。（中科院2005）A.G1期進入S期 B.從S期進入G2期C.從G1期進入到G0期 D.從M期進入到G1期答案：A第一百二十一張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月6.有絲分裂前期的最主要特征是（ ）A.核仁、核膜、核仁組織者都要消失 B.染色質(zhì)凝縮成染色體C.核糖體解體 D.中心體消失7.下列細胞中，（ ）屬于連續(xù)的細胞分裂群。A.紅細胞 B.多形式白血細胞C.骨髓干細胞 D.以上都不是8.染色體出現(xiàn)成倍狀態(tài)發(fā)生于細胞周期中的（ ）A.G2期和早M期 B.G1期和S期C.晚M期和G1期 D

46、.G0期和G1期第一百二十二張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月9.在細胞周期的哪個時期，周期蛋白的濃縮程度最高（ ）。A.晚G2期和早M期 B.晚G1期和早S期C.晚G1期和晚G2期 D.晚M期和晚S期10.在第一次減數(shù)分裂時，核膜的解體主要在（ ）。A.粗線期 B.偶線期C.終變期 D.中期1第一百二十三張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月考研真題問答題部分1.什么是細胞周期？細胞周期各時期主要變化是什么？（中科院水生所）2.減數(shù)分裂前期1中的偶線期和雙線期的“偶”同“雙”的涵義是不同的，請說明之。（中山大學）答“偶”指同源染色體配對形成的復合體，由于染色體的凝縮程度不

47、高，每一同源染色體中的兩個姐妹染色單體是不可分的，仍為一條；“雙”指每一同源染色體中的兩個姐妹染色單體變得明顯可見。第一百二十四張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3.如何用實驗證明細胞中有絲分裂促進因子（MPF）的存在？（北京師范大學）答：將同步化的分裂期細胞與同步化的處于其他周期的細胞進行融合，然后分析染色體的早熟現(xiàn)象。如有早熟，則證明有MPF的存在。第一百二十五張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月4.舉例說明蛋白磷酸化與去磷酸化在細胞周期調(diào)控中的作用。（北京師范大學2004）答案：1）CDK激酶本身的磷酸化修飾方面2）CDK1激酶通過使某些蛋白質(zhì)磷酸化，改變其下游的某些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，實現(xiàn)其調(diào)控細胞周期的目的3）Rb的磷酸化，導致轉(zhuǎn)錄因子EF2的活性方面第一百二十六張，PPT共一百三十六頁，創(chuàng)作于2022年6月5.試列舉人們研究細胞周期調(diào)控機制過程中所進行的一系列重要實驗。得