chapter5生命的基本單位-細胞第5節(jié)細胞增殖周期課件

——細胞第五節(jié)細胞增殖周期Phone

細胞增殖（cellproliferation）細胞通過生長和分裂，獲得與母細胞同樣遺傳信息的子細胞，細胞數(shù)量增加的過程。一、細胞周期的一些概念細胞周期（cellcycle）對于連續(xù)分裂的細胞，細胞從一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂終了所經(jīng)歷的過程（生長、遺傳物質(zhì)復(fù)制、分裂）細胞周期時間（Tc）細胞周期過程所需要的時間G1期（合成前期）S期（DNA合成期）G2期（合成后期）有絲分裂期（M期）靜止期（間期，S期）連續(xù)分裂的細胞（周期細胞）－在細胞周期內(nèi)連續(xù)運轉(zhuǎn)（造血干細胞、皮膚基底層細胞）靜止期細胞（G0期細胞）－暫時脫離細胞周期，不再增殖，適當(dāng)因素刺激下重新返

回細胞周期（肝、腎細胞和某些淋巴細胞）終末分化細胞－不可逆脫離細胞周期，喪失分裂能力，保持生理功能

（神經(jīng)、肌肉細胞和多形核白細胞）腫瘤細胞體內(nèi)正常生長的細胞失去控制，出現(xiàn)異常分化的細胞群。正常子宮頸細胞（hela細胞）被一種人類乳突狀瘤病毒（HumanPapillomavirus18或HPV18）轉(zhuǎn)型成癌細胞的。1951年發(fā)現(xiàn)至今已有近60年歷史，Tc=21小時。-正常細胞成為非周期細胞-腫瘤細胞是不斷增殖的周期細胞化療藥物：-非周期特異性藥物：氮芥、絲裂霉素-周期特異性藥物：秋水仙素、長春新堿，破壞紡錘體,停留在M期放射線照射：G2期細胞敏感6(一）G1期（合成前期）二、細胞周期各時相的動態(tài)及特點1、rRNA、mRNA、tRNA大量合成2、核糖體裝配3、結(jié)構(gòu)蛋白、酶蛋白大量合成，控制新細胞的代謝

－G1后期與DNA合成有關(guān)的酶活性增加(前復(fù)制復(fù)合物-執(zhí)照蛋白）

－G1末期合成S期活化因子（SPF,CDK1-cyclinE)，啟動DNA復(fù)制cyclin：細胞中呈周期性出現(xiàn)的蛋白質(zhì)-調(diào)節(jié)亞基CDK：與周期蛋白結(jié)合后發(fā)揮蛋白激酶作用-催化亞基4、G1末期，中心粒開始復(fù)制發(fā)動機9(二）S期（合成期）1、DNA復(fù)制(SPF發(fā)揮作用，至S期結(jié)束消失）2、組蛋白合成,并以DNA復(fù)制形成聯(lián)動效應(yīng)3、染色質(zhì)裝配，形成兩條完全相同的姐妹染色單體，

借著絲粒相連4、中心粒復(fù)制完成5、微管蛋白開始合成（三）G2期（合成后期）1、繼續(xù)合成mRNA和蛋白質(zhì)，細胞生長2、合成有絲分裂促進因子(mitosispromotingfactor)

MPF:CDK1-cyclinB

——誘導(dǎo)間期染色質(zhì)凝聚

3、微管蛋白合成完成4、cyclinA發(fā)揮作用

此時細胞體積增加一倍，細胞器得到復(fù)制（四）M期（分裂期）1、RNA停止合成2、蛋白質(zhì)合成減少3、親本細胞核染色體精確均等分配給兩個子細胞4、cyclinB發(fā)揮作用占細胞周期時間最短，但細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化最大—細胞核分裂—細胞質(zhì)分裂三、有絲分裂M期的主要特征（一）核分裂1、前期（prophase）染色質(zhì)凝集→染色質(zhì)絲→染色體（姐妹染色單體借著絲粒連接）中心粒分開，分裂極確定→初步形成紡錘體晚前期，核仁消失，核膜崩解152、中期（metaphase）染色體排列在紡錘體的中央形成赤道板有絲分裂器完全形成

有絲分裂器：是由中心粒、紡錘體和染色體構(gòu)成的臨時性細胞結(jié)構(gòu)，專門執(zhí)行有絲分裂功能，確保完全相同的兩套染色體均勻的分配給兩個子細胞。18星體微管極微管動粒微管194、末期（telophase）染色體解壓縮→伸長為細絲狀的染色質(zhì)核膜重建核仁重現(xiàn)222325（一）核分裂（二）細胞質(zhì)分裂——核分裂后期開始

－微管→中間體

－肌動蛋白和肌球蛋白→收縮環(huán)→分裂溝連接橋一、第一次減數(shù)分裂

（一）前期Ⅰ（ProphaseI）

前期Ⅰ發(fā)生的主要變化是進行同源染色體配對聯(lián)會和基因重組。根據(jù)細胞形態(tài)的變化分為：細線期、偶線期、粗線期、雙線期、終變期5個階段。1、細線期（leptotene）染色質(zhì)凝集，顯微鏡下呈細絲狀，分辨不出兩條染色單體，每條染色體呈一條細線，稱為染色線（chromonema）。細纖維狀的染色體上，盤旋凝縮的部分染色較深，為染色粒(chromomere)。染色體端部與核膜附著斑相連利于同源染色體配對。細線期同源染色體（homologouschromosome）——大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)相同，一條來自父方，一條來自母方的一對染色體。聯(lián)會（synapsis）——同源染色體從靠近核膜的某一點開始互相靠攏在一起，在相同位置上染色粒準(zhǔn)確地配對的過程。減數(shù)分裂有別于有絲分裂的一個重要特點。聯(lián)會復(fù)合體（synaptonemalcomplex）——聯(lián)會時，配對的同源染色體之間形成一種蛋白質(zhì)的復(fù)合結(jié)構(gòu)二價體（bivalent）——聯(lián)會的結(jié)果，每對染色體形成一個緊密相伴的二價體，人類會形成多少個二價體？2、偶線期（Zygotene）中央成分側(cè)體橫纖維中央成分：蛋白質(zhì)橫向纖維：側(cè)成分：染色單體(DNA)聯(lián)會復(fù)合體（SynaptonemalComplex）3、粗線期（Pachytene）

染色體進一步濃縮，變粗變短，結(jié)合緊密，在光鏡下可二價體（bivalent）。

每一對同源染色體都經(jīng)過復(fù)制，含四個染色單體，所以

又稱為四分體(tetrad)——每個染色體包含兩條染色單

體，互稱姐妹染色單體；同源染色體的染色單體之間稱

為非姐妹染色單體二價體某些區(qū)域上的兩條非姐妹染色單體間存在交叉

（chiasma），重組節(jié)形成，染色體發(fā)生交換和重組。側(cè)成分重組節(jié)姐妹染色單體1和2的染色質(zhì)（父方）姐妹染色單體3和4的染色質(zhì)（母方）中央成分重組節(jié)重組節(jié)：聯(lián)會復(fù)合體中央?yún)^(qū)一些圓形、橢圓形或棒形的直徑為90nm的多酶集合體，含有大量與DNA重組有關(guān)的酶，與染色體發(fā)生交換有關(guān)374、雙線期（Diplotene）減數(shù)分裂時發(fā)生：染色體交叉/基因重組染色體進一步縮短，聯(lián)會復(fù)合體解體，電鏡下

看不到聯(lián)會復(fù)合體。聯(lián)會的同源染色體相互排斥、開始分離，交叉

數(shù)目減少，交叉向端部移動，出現(xiàn)交叉端化。395、終變期（Diakinesis）二價體顯著變短，并向核周邊移動，在核內(nèi)均勻散開，是觀察染色體的良好時期。只有二價體的端部保留交叉。核膜、核仁消失前期Ⅰ（ProphaseI）小結(jié)細線期（Leptotene）偶線期（Zygotene）粗線期（Pachytene）雙線期（Dipleotene）終變期（Diakinesis）染色質(zhì)凝集染色體細長如線稱為染色線（chromonema）染色粒（chromomere）同源染色體聯(lián)會形成聯(lián)會復(fù)合體（SC）二價體（四分體）重組節(jié)交叉交換與重組聯(lián)會復(fù)合體解體交叉端化核膜、核仁消失二價體排列在赤道板上，紡錘絲形成，并與著絲粒相連（二）、中期Ⅰ（MetaphaseI）一對同源染色體的動原粒朝向兩極43（三）、后期Ⅰ（AnaphaseI）二價體中的同源染色體彼此分開，分別向細胞兩極移動。姐妹染色單體仍然由著絲粒相連45（四）、末期Ⅰ（TelophaseI）染色體到達兩極，解旋、伸展，核膜重新形成細胞質(zhì)分裂形成兩個子細胞，每個子細胞含有的染色體數(shù)目是母細胞的1/247二、第二次減數(shù)分裂（MeiosisII）前期II中期II后期II末期II

二分體凝縮，核膜消失二分體排列赤道上，形成赤道板；著絲?？v裂各染色體被紡錘絲拉向兩極染色體移到兩極，解旋、伸展，形成細胞核；最終形成4個在染色體數(shù)目和遺傳物質(zhì)上都是單倍體的細胞細胞的有絲分裂(mitosis)與減數(shù)分裂（meiosis)的比較有絲分裂（mitosis）減數(shù)分裂（meiosis）DNA復(fù)制一次，姐妹染色單體借著絲粒相連分裂期，著絲?？v裂，姐妹染色單體分開（完全相同），分別分配到2個子細胞中第一次減數(shù)分裂著絲粒不分裂，姐妹染色單體不分離，同源染色體分開；第二次減數(shù)分裂著絲?？v裂，姐妹染色單體分開（不一定相同）沒有交叉、重組；著絲點排列于赤道板上，沒有父母染色體的分離同源染色體聯(lián)會后，經(jīng)過交叉、重組，著絲點分別排列于赤道板兩側(cè)，父母染色體分離細胞只分裂一次，得到兩個和親本同樣的二倍體細胞細胞連續(xù)分裂兩次，，得到四個單倍體細胞《生命史詩》23部兩個版本整版交換個別章節(jié)交換神秘之手有絲分裂的意義1.生物學(xué)意義：（1）均等方式的有絲分裂促進細胞數(shù)目增加（2）能維持個體正常生長和發(fā)育2.遺傳學(xué)意義：（1）核內(nèi)各染色體準(zhǔn)確復(fù)制為二，均勻地分配到兩個子細胞，子母細胞具有同樣質(zhì)量和數(shù)量的染色體。子細胞的遺傳基礎(chǔ)與母細胞完全相同。（2）子細胞的遺傳基礎(chǔ)與母細胞完全相同，保證物種的連續(xù)性和穩(wěn)定性減數(shù)分裂的意義1、減數(shù)分裂造成染色體數(shù)目減半，產(chǎn)生單倍體的生殖細胞，精卵結(jié)合重新形成二倍體

——保證有性生殖過程中世