第十一章 細(xì)胞增殖及其調(diào)控課件

細(xì)胞生物學(xué)CellBiology課件制作與講授:楊谷良第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)

Pleasebequiet,上課了?。〉谑徽录?xì)胞增殖及其調(diào)控(2)

Cellreproduction®ulationⅪ細(xì)胞增殖及其調(diào)控第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)Summary:》細(xì)胞增殖是生命的基本特征，種族繁衍、個(gè)體發(fā)育、機(jī)體修復(fù)等都離不開細(xì)胞增殖。

細(xì)胞增殖cellreproduction,親代細(xì)胞(mothercell)經(jīng)物質(zhì)準(zhǔn)備，分裂（celldivision）產(chǎn)生子代細(xì)胞(daughtercell)的過程?！芳?xì)胞增殖受嚴(yán)密的調(diào)控（regulation）機(jī)制的監(jiān)控，其增殖過程必須遵循一定的規(guī)律。1第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1CellCycle&CellDivision

1.1CellCycle》任何細(xì)胞都是一個(gè)生命，開始于產(chǎn)生它的親代細(xì)胞的分裂，結(jié)束于它的子代細(xì)胞的形成。1.1.1ConceptionofCellcycle

起始生長(zhǎng)、物質(zhì)積累Mothercell結(jié)束2第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)》細(xì)胞周期Cellcycle,從一次細(xì)胞分裂(celldivision)結(jié)束開始，經(jīng)過物質(zhì)積累過程，直到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束為止，所經(jīng)歷的過程稱為細(xì)胞周期，又稱細(xì)胞增殖周期(cellreproductivecycle)?！芬粋€(gè)周期所占用的時(shí)間，即為細(xì)胞的一個(gè)世代（generationtime）,在這一過程中,細(xì)胞的遺傳物質(zhì)復(fù)制并均等地分配給兩個(gè)子細(xì)胞。。細(xì)胞周期及染色體行為3第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.1.2PhasesofCellcycle》細(xì)胞分裂時(shí)形態(tài)顯著，利用光學(xué)顯微鏡即可觀察到一個(gè)細(xì)胞分裂成二個(gè)細(xì)胞的變化。玉米減數(shù)分裂照片－生科學(xué)生作業(yè)細(xì)胞周期是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程,不同類型的細(xì)胞周期持續(xù)的時(shí)間不完全相同,而且,細(xì)胞的分裂狀態(tài)也各有異。4第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)MphaseInterphase（1）分裂期mitoticphase簡(jiǎn)稱M期;DNA合成期（DNAsynthesisphase,簡(jiǎn)稱S期）Sphase細(xì)胞周期的時(shí)相（2）分裂間期interphase。

第一時(shí)間間隔期（gap1phase,簡(jiǎn)稱G1期）。G1phaseG2phase第二時(shí)間間隔期，(gap2phase,簡(jiǎn)稱G2期)。5第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)一個(gè)細(xì)胞周期可以人為的劃分為先后連續(xù)的4個(gè)時(shí)期（時(shí)相）：G1

a

S

a

G2

a

M》絕大多數(shù)真核細(xì)胞的細(xì)胞周期都包含這4個(gè)時(shí)相，所以將包含有這4個(gè)不同時(shí)相的細(xì)胞周期稱為標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞周期(standardcellcycle).6第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)各時(shí)相持續(xù)時(shí)間

不同類型細(xì)胞細(xì)胞周期時(shí)間長(zhǎng)短不同，一般說來，S+G2+M的時(shí)間變化較小；而G1期持續(xù)時(shí)間的差異可能很大。

細(xì)胞周期所持續(xù)的時(shí)間一般為12－32h；M期最短，約0.5－4.5h。小鼠食管上皮細(xì)胞：周期時(shí)間115h,G1期103h；

十二指腸上皮細(xì)胞：周期15h,G1期6h.7第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)細(xì)胞周期和細(xì)胞類群》從增殖的角度來看，可將高等生物（動(dòng)物）的細(xì)胞分為三類：（1）周期中細(xì)胞，cyclingcell，或連續(xù)分裂細(xì)胞：－細(xì)胞周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，如表皮生發(fā)層細(xì)胞、部分骨髓細(xì)胞；（2）靜止期細(xì)胞，quiescentcell，或G0期細(xì)胞、休眠細(xì)胞：－休眠細(xì)胞暫不分裂，但在適當(dāng)?shù)拇碳は驴芍匦逻M(jìn)入細(xì)胞周期；如淋巴細(xì)胞、肝、腎細(xì)胞等。（3）終末分化細(xì)胞，terminaldifferentiationcell：－指暫時(shí)脫離細(xì)胞周期，不再分裂的細(xì)胞，又稱終端細(xì)胞，如神經(jīng)、肌肉、多形核細(xì)胞等等。8第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)》G0期細(xì)胞和終末分化細(xì)胞的界限有時(shí)難以劃分，有的細(xì)胞過去認(rèn)為屬于終末分化細(xì)胞，目前可能被認(rèn)為是G0期細(xì)胞。9第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.1.3MaineventsofeachPhase（1）G1Phase》發(fā)生的主要生化事件包括：合成rRNA、蛋白質(zhì)、脂類和糖類等，為DNA合成作準(zhǔn)備。10第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（2）Sphase》主要的生化事件：DNA合成。還包括：組蛋白（histone）的合成、DNA復(fù)制所需的酶的合成?！稴期檢驗(yàn)點(diǎn)：監(jiān)察DNA復(fù)制是否完全？（3）G2phase》主要的生化事件：大量合成ATP、RNA、及細(xì)胞分裂相關(guān)的蛋白質(zhì)。為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備?！稧2/M期檢驗(yàn)點(diǎn)：DNA損傷是否已被修復(fù)？細(xì)胞體積是否夠大？11第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（4）Mphase》主要的生化事件：細(xì)胞染色質(zhì)凝集，分離并平均分配到兩個(gè)子代細(xì)胞，細(xì)胞一分為二。細(xì)胞增殖的直接實(shí)施階段?！芳?xì)胞分裂的方式有三種：－真核細(xì)胞分裂主要包括兩種方式：

有絲分裂Mitosis，體細(xì)胞分裂方式；

減數(shù)分裂Meiosis，性細(xì)胞分裂方式。－原核細(xì)胞是以無絲分裂Amitosis方式進(jìn)行。12第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)》檢驗(yàn)點(diǎn)checkpoint:在細(xì)胞周期中可使細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)暫時(shí)剎車的位點(diǎn)，待條件適宜才允許細(xì)胞進(jìn)入下一階段?！吩贕1期的檢驗(yàn)點(diǎn)(G1checkpoint)又稱限制點(diǎn)restriction,R點(diǎn)：DNA是否損傷？細(xì)胞外環(huán)境是否適宜？細(xì)胞體積是否足夠大？。在芽殖酵母中稱為起始點(diǎn)Start?！法CS期檢驗(yàn)點(diǎn)：DNA復(fù)制是否完成？–G2/M檢驗(yàn)點(diǎn)：DNA是否損傷？細(xì)胞體積是否足夠大？–中-后期檢驗(yàn)點(diǎn)：紡錘體組裝檢驗(yàn)點(diǎn)。13第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)其他影響細(xì)胞周期的事件

●DNA復(fù)制不完全?！窦忓N體裝配不正常?！馜NA損傷。

細(xì)胞周期的關(guān)卡和影響的事件14第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.1.4MensuratetheCellcycle（一）標(biāo)記有絲分裂百分率法(S期:DNA合成)percentagelabeledmitoses，PLM》最經(jīng)典的測(cè)定細(xì)胞周期各時(shí)相時(shí)間的方法。利用3H-TdR（胸腺嘧啶核苷）摻入DNA和放射自顯影技術(shù)?！愤m用于細(xì)胞類群相對(duì)簡(jiǎn)單，細(xì)胞周期時(shí)間相對(duì)較短，周期運(yùn)轉(zhuǎn)均勻的細(xì)胞群體。15第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)》基本原理：－用3H-TdR給待測(cè)細(xì)胞以脈沖標(biāo)記（即給動(dòng)物一次3H-TdR注射，或加3H-TdR于細(xì)胞培養(yǎng)液中短暫培養(yǎng)然后洗脫），使在該段時(shí)間內(nèi)已處于S期不同階段的全部細(xì)胞其DNA被3H標(biāo)記，而處于其它時(shí)相的細(xì)胞則不被標(biāo)記。－隨后，每隔一定時(shí)間取樣做細(xì)胞放射自顯影，找出正處于有絲分裂的細(xì)胞，計(jì)算其中帶3H標(biāo)記的細(xì)胞占有絲分裂細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)，繪制曲線即可測(cè)得各時(shí)相持續(xù)時(shí)間。16第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)PLM原理詳解：（1）經(jīng)3H-TdR脈沖標(biāo)記后，S期的細(xì)胞其DNA具3H（圖中紅色表示這部分細(xì)胞）。以PLM對(duì)時(shí)間T作圖。－PLM：被標(biāo)記分裂期細(xì)胞占所有分裂期細(xì)胞的百分比。－T：從洗脫，更換培養(yǎng)液開始計(jì)時(shí)，隔一定時(shí)間測(cè)PLM?！泛茱@然，在被標(biāo)記細(xì)胞進(jìn)入M期之前，PLM=0；PLM時(shí)間T0.51.0017第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（2）從洗脫（0時(shí)）到標(biāo)記細(xì)胞開始進(jìn)入M期的時(shí)間是G2期持續(xù)的時(shí)間，記作TG2(為細(xì)胞分裂作準(zhǔn)備)。(坐標(biāo)中綠色時(shí)間段)－標(biāo)記細(xì)胞將陸續(xù)進(jìn)入M期，PLM相應(yīng)升高；PLM時(shí)間T0.51.0018第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（3）當(dāng)最早進(jìn)入M期(細(xì)胞一分為二)的標(biāo)記細(xì)胞結(jié)束M期時(shí)，PLM達(dá)到理論最大值=1；所以，從標(biāo)記細(xì)胞開始進(jìn)入M期到這一時(shí)刻所持續(xù)的時(shí)間即為M期，記作TM，坐標(biāo)中紅色時(shí)間段。PLM時(shí)間T0.51.0019第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（4）直到最晚進(jìn)入M期的標(biāo)記細(xì)胞開始進(jìn)入M期時(shí)，PLM始終保持理論最大值=1，然后，隨著周期運(yùn)轉(zhuǎn)PLM值將下降。那么，從標(biāo)記細(xì)胞開始進(jìn)入M期到PLM開始下降，所持續(xù)的時(shí)間段即為S期長(zhǎng)，記作TS，對(duì)應(yīng)于圖中所有紅色時(shí)間段。PLM時(shí)間T0.51.0020第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)PLM時(shí)間T0.51.00》在實(shí)際工作中測(cè)定Ts時(shí)，由于各種因素的影響，PLM的最大值達(dá)不到1。為減少誤差，常采用半高度法讀數(shù)。－即從PLM值上升到0.5時(shí)開始，經(jīng)歷最大值，再下降到0.5時(shí)為止，所經(jīng)歷的時(shí)間計(jì)為TS。坐標(biāo)中紫色時(shí)間段。21第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（5）如下圖，紅色時(shí)間段對(duì)應(yīng)的又是什么時(shí)間？PLM時(shí)間T0.51.00》一個(gè)細(xì)胞周期的總時(shí)間，TC。－從M期開始出現(xiàn)標(biāo)記細(xì)胞并逐漸消失，到下次M期再次出現(xiàn)標(biāo)記細(xì)胞，所歷經(jīng)時(shí)間。－在實(shí)際工作中同樣可采用半高度法讀取。如紫色時(shí)間段?！稵G1=TC－（TG2＋TM＋TS）22第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)》優(yōu)點(diǎn)：PLM法不僅可以細(xì)胞周期的總時(shí)間，還可測(cè)出各時(shí)期所持續(xù)的時(shí)間。缺點(diǎn)：－放射自顯影技術(shù)要求一定的防護(hù)措施；－放射性同位素對(duì)細(xì)胞周期有一定影響；－當(dāng)細(xì)胞類群較為復(fù)雜時(shí)，此法不適用。23第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（二）流式細(xì)胞儀測(cè)定法(FlowCytometry)》從DNA含量著眼，G1期和G2、M期細(xì)胞含有固定含量的DNA；S期細(xì)胞的DNA含量介于他們之間。用流式細(xì)胞儀通過監(jiān)察細(xì)胞DNA含量在不同時(shí)期的變化，從而測(cè)定細(xì)胞周期長(zhǎng)短。24第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（三）縮時(shí)攝像技術(shù)》可以得到準(zhǔn)確的細(xì)胞周期時(shí)間及分裂間期和分裂期的準(zhǔn)確時(shí)間。細(xì)胞周期及染色體行為25第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.1.5CellSynchronization細(xì)胞同步化》細(xì)胞同步化(Cellsynchronization)是指在自然過程中發(fā)生或經(jīng)人為處理造成的細(xì)胞周期一致的現(xiàn)象。細(xì)胞同步化分為自然同步化和人工同步化。自然同步化是自然界存在的現(xiàn)象,人工同步化是利用細(xì)胞培養(yǎng)的方法,用各種理化因素處理獲得的同步化生長(zhǎng)的細(xì)胞。常用的細(xì)胞人工同步化的方法分為選擇同步化、誘導(dǎo)同步化或者兩者的結(jié)合。26第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)(一)選擇同步化1）有絲分裂選擇法：M期細(xì)胞與培養(yǎng)皿的附著性低，振蕩脫離器壁收集。–優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，同步化程度高，細(xì)胞不受藥物傷害。–缺點(diǎn)：獲得的細(xì)胞數(shù)量較少（分裂細(xì)胞約占1%～2%）。2）細(xì)胞沉降分離法：

M期細(xì)胞體積大，可用離心分離。–優(yōu)點(diǎn)：可用于任何懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞。–缺點(diǎn)：同步化程度較低。1.1.5.1人工同步化27第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)(二)誘導(dǎo)同步化1）胸腺嘧啶阻斷技術(shù)：–高濃度的胸腺嘧啶能夠阻斷DNA合成所需的核苷酸的合成,因此將細(xì)胞群體培養(yǎng)在具有高濃度的胸腺嘧啶的培養(yǎng)液，可獲得同步化的細(xì)胞。–優(yōu)點(diǎn)：同步化程度高–缺點(diǎn)：產(chǎn)生非均衡生長(zhǎng)，個(gè)別細(xì)胞體積增大。28第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)2）中期阻斷法》用秋水仙素等細(xì)胞分裂抑制劑將細(xì)胞阻斷在中期。優(yōu)點(diǎn)是無非均衡生長(zhǎng)現(xiàn)象，缺點(diǎn)是可逆性較差。3）應(yīng)用條件依賴性突變株使細(xì)胞周期同步化》將與細(xì)胞周期調(diào)控有關(guān)的條件依賴性突變株轉(zhuǎn)移到限定條件下培養(yǎng)，所有細(xì)胞便被同步化在細(xì)胞周期中某一特定時(shí)期。29第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.1.6ExtraordinaryCellcycle（一）早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞周期》無需臨時(shí)合成其它物質(zhì)，細(xì)胞分裂快,無G1期,G2期非常短,S期也短(所有復(fù)制子都激活),以至認(rèn)為僅含有S期和M期；》子細(xì)胞在G1、G2期并不生長(zhǎng)，越分裂體積越??；》細(xì)胞周期調(diào)控因子和調(diào)節(jié)機(jī)制與一般體細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期基本是一致的；30第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)爪蟾早期胚胎細(xì)胞SEM照片31第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（二）酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期》酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期與標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期在時(shí)相和調(diào)控方面相似；》酵母細(xì)胞周期明顯特點(diǎn):－酵母細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間較短(約90分鐘)；－封閉式細(xì)胞分裂，即細(xì)胞分裂時(shí)核膜不解體與重建；－紡錘體不位于細(xì)胞質(zhì)中,而位于細(xì)胞核內(nèi)；－在一定環(huán)境下(環(huán)境條件不合適時(shí))，也進(jìn)行有性繁殖；32第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（三）植物細(xì)胞的細(xì)胞周期》植物細(xì)胞不含中心體(中心體是微管組織中心,是紡綞體裝配必需的)，但在細(xì)胞分裂時(shí)可以正常組裝紡錘體?！分参锛?xì)胞以形成細(xì)胞板的形式進(jìn)行胞質(zhì)分裂；動(dòng)物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂植物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂33第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)（四）細(xì)菌的細(xì)胞周期P371》慢生長(zhǎng)細(xì)菌細(xì)胞周期過程與真核細(xì)胞周期過程有一定相似之處。》細(xì)菌在快速生長(zhǎng)情況下，細(xì)胞周期變化較大（見微生物學(xué)）。34第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.2有絲分裂Mitosis

有絲分裂是細(xì)胞周期的絲裂期(M期)進(jìn)行的分裂活動(dòng)。根據(jù)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，將有絲分裂人為地劃分為6個(gè)時(shí)期：35第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.2.1前期Prophase（1）染色質(zhì)(chromatin)凝縮成染色體(由兩條染色單體組成)；（2）中心體(centrosome)移向兩極，分裂極確立，紡錘體(spindle)開始裝配；（3）核仁(nucleonus)消失，核被膜裂解；↑動(dòng)物細(xì)胞前期模式圖↗前期較早時(shí)熒光照片，藍(lán)色染色質(zhì)，綠色微管36第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.2.2前中期Prometaphase（1）染色體進(jìn)一步凝集濃縮，變粗變短；（2）紡錘體形成，紡錘絲捕獲染色體，并拉動(dòng)染色體向紡錘體赤道面移動(dòng)?！@微攝影示前期和前中期↗前中期熒光照片，示紡錘體形成和染色體運(yùn)動(dòng)37第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)紡錘體spindle與星體aster

構(gòu)成紡錘體的微管(MT)可分為2種：動(dòng)粒微管(kinetochoreMT)極性微管(polarMT)動(dòng)粒微管極性微管星體微管動(dòng)粒中心體赤道板

構(gòu)成星體的微管稱為星體微管(astralMT)。星體紡錘體與星體結(jié)構(gòu)示意圖38第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.2.3中期metaphase（1）所有染色體排列到赤道板(equatorialplate)；（2）紡錘體呈典型的紡錘樣，位于染色體兩側(cè)的動(dòng)粒微管長(zhǎng)度相等，作用力均衡。模式圖熒光染色顯微照片透射電鏡照片39第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)分裂中期/后期存在檢驗(yàn)點(diǎn)》紡錘體檢驗(yàn)點(diǎn)(spindlecheckpoint)：所有染色體的動(dòng)粒都被動(dòng)粒微管捕獲時(shí)，染色單體才分離，細(xì)胞分裂向后期進(jìn)行；否則分裂暫停在中期。圖的上部是不正確的紡錘體微管與染色體動(dòng)粒結(jié)合的方式,是不穩(wěn)定結(jié)合。圖的下面部分是正確的結(jié)合方式,是穩(wěn)定的結(jié)合。染色體的動(dòng)粒只有被兩極的紡錘體微管結(jié)合,兩側(cè)的作用力才會(huì)平衡。40第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.2.4后期anaphase》中期染色體的兩條染色單體相互分離，形成子代染色（單）體，并分別向兩極運(yùn)動(dòng)。41第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)》后期可大致劃分為連續(xù)的兩個(gè)階段：(1)后期AanaphaseA:動(dòng)粒微管縮短，拉動(dòng)染色單體移向兩極；(2)后期BanaphaseB:極性微管延長(zhǎng)，兩極間距離逐漸增長(zhǎng)；42第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.2.5末期telophase（1）色單體到達(dá)兩極，并開始去濃縮變成染色質(zhì)，核仁重新出現(xiàn)，核膜開始重新裝配，形成子代細(xì)胞核；（2）動(dòng)粒微管消失，紡錘體散開。極性微管繼續(xù)加長(zhǎng)，最終參與構(gòu)建胞質(zhì)分裂的分裂溝(furrow)或細(xì)胞板；43第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.2.6胞質(zhì)分裂cytokinesis》多數(shù)細(xì)胞的胞質(zhì)分裂開始于細(xì)胞分裂的后期，完成于末期。親代細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器被分配到兩個(gè)子代細(xì)胞中，子代細(xì)胞分離。胞質(zhì)分裂核分裂Mitosis前期前中期中期后期末期G2G1核分裂與胞質(zhì)分裂相協(xié)調(diào)的模式圖解44第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)(1)動(dòng)物細(xì)胞：在赤道板周圍細(xì)胞表面下陷，形成環(huán)形縊縮，稱為分裂溝(furrow)?！贩至褱系男纬珊褪湛s環(huán)有關(guān)。胞質(zhì)分裂開始時(shí)，大量肌動(dòng)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(xì)胞，稱為收縮環(huán)（contractilering)。胞質(zhì)分裂

cytokinesis動(dòng)物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂45第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)(2)植物物細(xì)胞：以形成細(xì)胞板(cellplate)的形式完成》植物細(xì)胞末期近兩極處紡錘絲消失，中間微管保留，并數(shù)量增加，其中不斷加入囊狀物和電子密度高的物質(zhì)，形成成膜體?！烦赡んw的囊泡來自高爾基體。小囊泡不斷融合擴(kuò)大形成質(zhì)膜，即細(xì)胞板(cellplate)，將細(xì)胞一分為二，最后在細(xì)胞板兩側(cè)積累多糖，形成細(xì)胞壁。46第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.2.7有絲分裂的機(jī)理

如何均等分配遺傳物質(zhì)給兩個(gè)新產(chǎn)生的子細(xì)胞。1.紡錘體染色體的分裂與分配是靠紡錘體的形成、運(yùn)動(dòng)和解聚來完成的。紡錘體微管的類型及其形成47第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)中心體在細(xì)胞周期中復(fù)制、分離、復(fù)制周期。中心體循環(huán)(centrosomecycle)48第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)2.核的解體與重建機(jī)理核解體H1組蛋白和核纖層蛋白的磷酸化導(dǎo)致染色體的凝集和核膜的解體，它們的磷酸化作用主要由激活的MPF催化的。

核重建在有絲分裂的末期,前期核解體時(shí)形成的核被膜小泡此時(shí)又圍繞染色體聚集和融合形成兩個(gè)子代細(xì)胞核膜。49第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.3

Meiosis》Meiosis，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)目減半的一種特殊的有絲分裂?！窚p數(shù)分裂的意義：－確保世代間遺傳的穩(wěn)定性；－增加變異機(jī)會(huì)，確保生物的多樣性，增強(qiáng)生物適應(yīng)環(huán)境變化的能力；－減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎(chǔ)，是生物遺傳、生物進(jìn)化和生物多樣性的重要基礎(chǔ)保證。50第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.3.1Premeioticinterphase》有絲分裂細(xì)胞在進(jìn)入減數(shù)分裂之前要經(jīng)過一個(gè)較長(zhǎng)的間期，稱減數(shù)分裂前間期(premeioticinterphase)。第一次減數(shù)分裂可分為前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ。第二次減數(shù)分裂可分為前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ

51第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.3.2減數(shù)分裂過程（一）減數(shù)分裂I1、前期I》減數(shù)分裂的特殊過程主要發(fā)生在前期I，通常分為5個(gè)時(shí)期：①細(xì)線期（leptotene），②偶線期（zygotene），③粗線期（pachytene），④雙線期（diplotene），⑤終變期（diakinesis）。52第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)①細(xì)線期（leptotene）》染色體呈細(xì)線狀（單線），具有念珠狀的染色粒。雖然染色體已經(jīng)復(fù)制，但光鏡下分辨不出兩條染色單體?！酚捎谌旧|(zhì)逐漸凝集，所以又稱為凝集期(condensationstage)。53第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)②偶線期（zygotene）》同源染色體配對(duì)的時(shí)期，這種配對(duì)稱為聯(lián)會(huì)(synapsis)

，所以又稱為配對(duì)期(pairingstage)。》這一時(shí)期同源染色體間形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體(synaptonemalcomplex，SC)。在光鏡下可以看到兩條結(jié)合在一起的染色體，稱為二價(jià)體（bivalent）。每一對(duì)同源染色體都經(jīng)過復(fù)制，含四個(gè)染色單體，所以又稱為四分體（tetrad）?！愤@一時(shí)期合成約0.3%左右的DNA，稱為zygDNA。偶線期的染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)

54第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)③粗線期（pachytene）》持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)天，此時(shí)染色體變短，結(jié)合緊密，在光鏡下只在局部可以區(qū)分同源染色體，這一時(shí)期同源染色體的非姊妹染色單體之間發(fā)生交換的時(shí)期。》粗線期SC上具有與SC寬度相近的電子致密球狀小體，稱為重組節(jié)，與DNA的重組有關(guān)?！愤@一時(shí)期合成少量的DNA，稱為P-DNA。并合成減數(shù)分裂專有的組蛋白。55第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)④雙線期（diplotene）》聯(lián)會(huì)的同源染色體相互排斥、開始分離，但在交叉(crossover，chiasma)上還保持著聯(lián)系?！分参锛?xì)胞雙線期一般較短，許多動(dòng)物卵細(xì)胞中雙線期停留的時(shí)間非常長(zhǎng)。人的卵母細(xì)胞在五個(gè)月胎兒中已達(dá)雙線期，而一直到排卵都停在雙線期?！肤~類、兩棲類、爬行類、鳥類以及無脊椎動(dòng)物的昆蟲中，雙線期的二價(jià)體解螺旋而形成燈刷染色體，這一時(shí)期是卵黃積累的時(shí)期。

雙線期的染色體交叉

56第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)染色體重組及雙線期同源染色體的交叉57第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)⑤終變期（diakinesis）》二價(jià)體顯著變短。由于交叉端化過程的進(jìn)一步發(fā)展，故交叉數(shù)目減少，通常只有一至二個(gè)交叉。核仁此時(shí)開始消失，核被膜解體。58第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)2.中期Ⅰ》同源染色體配對(duì)排列在中期板上。每個(gè)二價(jià)體有4個(gè)動(dòng)粒、姊妹染色單位的著絲粒定向于紡錘體的同一極59第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)3.后期Ⅰ》二價(jià)體的兩條同源染色體分開，分別向兩極移動(dòng)，所以染色體數(shù)目減半。》同源染色體隨機(jī)分向兩極，染色體重組，人類染色體重組概率有223個(gè)（不包括交換）。4.末期I》染色體到達(dá)兩極后，解旋為細(xì)絲狀、核膜重建、核仁形成，同時(shí)進(jìn)行胞質(zhì)分裂。60第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)示意圖：同源染色體分離所產(chǎn)生的遺傳多樣性61第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)5.減數(shù)分裂間期兩種類型：－有較短間期，但不復(fù)制DNA，無G1、S、G2之分；－無間期，而由末期I直接轉(zhuǎn)為前期II。（二）減數(shù)分裂Ⅱ》可分為前、中、后、末四個(gè)四期，與有絲分裂相似?！芬粋€(gè)精母細(xì)胞形成4個(gè)精子；一個(gè)卵母細(xì)胞形成一個(gè)卵子及2-3個(gè)極體。62第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)脊椎動(dòng)物配子發(fā)生過程63第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)總結(jié)：減數(shù)分裂特征（和有絲分裂比較）1.減數(shù)分裂主要是發(fā)生在生殖細(xì)胞產(chǎn)生的某個(gè)階段；2.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；3.減數(shù)分裂前間期的S期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，少量DNA沒有復(fù)制；4.有絲分裂中,每個(gè)染色體是獨(dú)立活動(dòng);在減數(shù)分裂中,染色體要配對(duì)、聯(lián)會(huì)、交換和交叉，產(chǎn)生遺傳多樣性；5.有絲分裂時(shí)間短,1-2小時(shí);減數(shù)分裂時(shí)間長(zhǎng),幾十小時(shí)至幾年。同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)的交換和交叉64第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)有絲分裂與減數(shù)分裂的比較

65第十一章細(xì)胞增殖及其調(diào)控(2)1.3.3聯(lián)會(huì)復(fù)合體