S 细胞的增殖2.ppt

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1、第十八章 细胞增殖通过通过增殖增殖细胞细胞数目数目得以得以增加增加第一节第一节 细胞周期细胞周期 细胞通过细胞通过生长生长和和分裂分裂而完成而完成增殖的全过程，增殖的全过程，在有丝分裂中在有丝分裂中指细胞从上一指细胞从上一次有丝分裂结次有丝分裂结束到下一次有束到下一次有丝分裂结束所丝分裂结束所经历的全过程经历的全过程.一、细胞周期的划分DNA合成前期（合成前期（G1 期期)DNA合成期（合成期（S期）期）DNA合成后期（合成后期（G2期）期）间期间期（interphase）生命物质的合生命物质的合成积累成积累分裂期分裂期(mitotic phase)mitotic phase)遗传物质分配细胞

2、分裂遗传物质分配细胞分裂细细胞胞增增殖殖周周期期概念概念：完成一个细胞完成一个细胞周期的时间周期的时间 TCTC等于等于细胞周期中各阶段所细胞周期中各阶段所需的时间和：需的时间和：TG1+TS+TG2+TM=TCTG1+TS+TG2+TM=TC二.细胞周期时间一般特点一般特点:适宜条件下一种细胞的周期时间相对稳定适宜条件下一种细胞的周期时间相对稳定 不同生物或组织的细胞不同生物或组织的细胞TcTc差异较大差异较大 TG2 TM TG2 TM 变化较小变化较小 主要是主要是TG1TG1的差异的差异第二节 间期细胞的主要特点n n细胞质内物质合成n n细胞核内DNA复制DNADNA合成前期（合成前

3、期（G1G1期期）n n划分划分 有丝分裂结束到有丝分裂结束到有丝分裂结束到有丝分裂结束到DNADNADNADNA合成期之前合成期之前合成期之前合成期之前n n特点特点 细胞增殖的限制点细胞增殖的限制点细胞增殖的限制点细胞增殖的限制点n n分类分类 n n功能活动功能活动三种类型储备、关卡各种细胞各种细胞TcTc差异主要存在于差异主要存在于TG1TG1 实验：实验：限制营养限制营养 去除生长因子去除生长因子 生长停顿生长停顿 体外培养细胞体外培养细胞 蛋白合成抑制剂蛋白合成抑制剂 于于G1G1期期 细胞过密细胞过密 结论结论：G1G1晚期存在晚期存在细胞增殖的限制点细胞增殖的限制点（restr

4、iction point,R)检查点检查点（check point)（一个特殊的时段）一个特殊的时段）三种增殖类型的细胞三种增殖类型的细胞不再增殖细胞不再增殖细胞继续增殖细胞继续增殖细胞暂不增殖细胞暂不增殖细胞不通过不通过R R 不再增殖不再增殖 高度分化高度分化顺利通过顺利通过R R 持续增殖持续增殖 分化水平低分化水平低 一般不通过一般不通过R R 保持一定增殖能力保持一定增殖能力 已分化已分化（G0期期 细胞细胞）G0G0期期：属于暂不增殖细胞，暂时脱离细胞周：属于暂不增殖细胞，暂时脱离细胞周期，不进行增殖，但在给予适当刺激下可重期，不进行增殖，但在给予适当刺激下可重新进入细胞周期的细胞

5、，称为新进入细胞周期的细胞，称为G0G0细胞。细胞。G1G1期的功能活动期的功能活动储备储备 RNARNA及蛋白质的大量持续合成及蛋白质的大量持续合成 RNARNA的含量的含量 蛋白质的合成蛋白质的合成 增殖细胞增殖细胞 分化细胞分化细胞关卡关卡 对环境信号综合协调对环境信号综合协调,确定细胞是否进入确定细胞是否进入S S期期DNADNA合成期合成期（synthesis phase)n n特点：特点：DNADNA含量含量 2 2c 4cc 4cn n功能活动功能活动:DNADNA的复制的复制 蛋白质的合成蛋白质的合成S S期期DNADNA的复制的复制1.1.DNADNA的半保留复制的半保留复制

6、2.2.DNADNA的双向复制的双向复制3.3.DNADNA的半不连续复制的半不连续复制DNADNA复制的基本过程及特征复制的基本过程及特征双向复制双向复制半不连续复制半不连续复制二、二、DNADNA的早复制与迟复制多个复制起始点的早复制与迟复制多个复制起始点 每个复制子含每个复制子含3 33030万碱基对万碱基对 以区段方式按严格顺序性复制以区段方式按严格顺序性复制 三、端粒三、端粒DNADNA的复制的复制S S期的蛋白质合成期的蛋白质合成n n继续合成与继续合成与DNADNA复制相关的酶复制相关的酶n n组蛋白合成组蛋白合成与与DNADNA复制同步进行复制同步进行经核孔复合体转运至核内组装

7、染色体经核孔复合体转运至核内组装染色体划分划分:DNADNA合成结束到有丝分裂前合成结束到有丝分裂前功能活动功能活动:（为进入（为进入M M期作准备）期作准备）特殊蛋白质及细胞因子的合成特殊蛋白质及细胞因子的合成 染色质开始螺旋化染色质开始螺旋化DNADNA合成后期（合成后期（G2G2期）期）第三节 细胞分裂n n功能功能：将复制的将复制的将复制的将复制的DNADNADNADNA平均分配于子细胞平均分配于子细胞平均分配于子细胞平均分配于子细胞n n方式方式：无丝分裂：无丝分裂：有丝分裂：有丝分裂：减数分裂减数分裂：直接分裂直接分裂 不形成染色体、纺锤体不形成染色体、纺锤体专门执行分裂功能的细胞

8、器专门执行分裂功能的细胞器 有丝分裂器有丝分裂器生殖细胞进行的特殊有丝分裂生殖细胞进行的特殊有丝分裂（按增殖过程中分裂方式的不同）（按增殖过程中分裂方式的不同）无丝分裂无丝分裂 有丝分裂有丝分裂低等原核生物、需快速分裂的组织低等原核生物、需快速分裂的组织真核细胞的主要增殖方式真核细胞的主要增殖方式有丝分裂有丝分裂形态：一系列连续、典型的变化形态：一系列连续、典型的变化 分段分段:前期前期、前中期、前中期、中期中期、后期后期、末期末期、胞质分裂、胞质分裂前期前期(prophase)n n染色质螺旋化染色质螺旋化n n核仁核仁解体解体n n有丝分裂器形成有丝分裂器形成核仁结构的消失核仁结构的消失时

9、间：从染色质开始螺旋化起时间：从染色质开始螺旋化起原因：原因：核仁相随染色质凝集核仁相随染色质凝集有丝分裂器的形成有丝分裂器的形成有丝分裂器有丝分裂器：在真核细胞有丝分裂期出现的由：在真核细胞有丝分裂期出现的由中心体中心体和和纺锤体纺锤体组成的临时性细胞器，负责执行有丝分裂功组成的临时性细胞器，负责执行有丝分裂功能，有丝分裂完成后即消失。能，有丝分裂完成后即消失。有丝分裂器随细胞周期的变化前中期前中期（prometaphaseprometaphase)n n核被膜消失核被膜消失n n染色体缩短变染色体缩短变粗，形成中期粗，形成中期染色体结构染色体结构n n动粒成熟，纺动粒成熟，纺锤体微管锤体微

10、管“捕捕获获”染色体染色体核被膜的破裂核被膜的破裂时间：前期末时间：前期末原因：原因：核纤层蛋白磷酸化核纤层蛋白磷酸化动粒成熟，纺锤体微管动粒成熟，纺锤体微管“捕获捕获”染色体染色体动粒动粒中期中期(metaphase)n n染色体整齐排列于染色体整齐排列于赤道面形成赤道板赤道面形成赤道板n n纺锤体纺锤体完全形成完全形成中期染色体排列于赤道面中期染色体排列于赤道面n n染色体长轴垂直纺染色体长轴垂直纺锤体轴锤体轴n n动粒与同侧动力微动粒与同侧动力微管相连管相连动动粒粒粒粒微管的牵引微管的牵引动粒及动粒微管动粒及动粒微管纺锤体的组成纺锤体的组成n n星体微管星体微管 n n极微管极微管n n

11、动动粒粒微管微管由中心粒发出的微管组装而成由中心粒发出的微管组装而成后期后期（anaphase)n n染色体着丝粒纵裂染色体着丝粒纵裂n n染色单体分离并移染色单体分离并移向细胞两极向细胞两极染色体着丝粒纵裂染色体着丝粒纵裂动粒粒微管的作用 极微管的作用动粒微管缩短，产生向两极的拉力极微管的伸长和相互滑动产生向两极的推力染色单体分离并移向细胞两极染色单体分离并移向细胞两极末期末期（telophase)n n子细胞核的形成子细胞核的形成 染色体解螺旋染色体解螺旋 核膜重建核膜重建 核仁重构核仁重构胞质分裂（胞质分裂（cytokinesis)n n胞膜下胞膜下收缩环收缩环的作用使胞膜内陷，胞质分裂

12、的作用使胞膜内陷，胞质分裂 示有丝分裂n nG1+SG1+SG1+SG1+S ：G1G1G1G1细胞合成细胞合成细胞合成细胞合成 DNA DNA DNA DNA n nG2+G1G2+G1G2+G1G2+G1：G1G1G1G1细胞无细胞无细胞无细胞无DNADNADNADNA合成合成合成合成n nG1+MG1+MG1+MG1+M：G1 G1 G1 G1细胞染色体凝缩成单线细胞染色体凝缩成单线细胞染色体凝缩成单线细胞染色体凝缩成单线n nS+MS+MS+MS+M：S S S S细胞染色体凝缩成碎片细胞染色体凝缩成碎片细胞染色体凝缩成碎片细胞染色体凝缩成碎片n nG2+MG2+MG2+MG2+M：G

13、2 G2 G2 G2细胞染色体凝缩成染色单体细胞染色体凝缩成染色单体细胞染色体凝缩成染色单体细胞染色体凝缩成染色单体细细胞胞融融合合细胞周期的调控n n细胞分裂周期基因(cdc)n n细胞周期蛋白(cyclin)n n细胞周期蛋白依赖激酶(CDKs)n n生长因子及其受体细胞分裂周期基因：细胞分裂周期基因：在细胞周期进程中，有些细在细胞周期进程中，有些细胞基因的表达有细胞周期的依赖性，或其基因的胞基因的表达有细胞周期的依赖性，或其基因的产物直接参与了细胞周期的调控，这些基因称为产物直接参与了细胞周期的调控，这些基因称为细胞分裂周期基因。细胞分裂周期基因。细胞周期蛋白与细胞周期蛋白与细胞周期蛋白

14、依赖激酶细胞周期蛋白依赖激酶：细胞周期蛋白（细胞周期蛋白（CDKCDK）：）：细胞周期中短暂出细胞周期中短暂出现的细胞周期基因表达产物，具严格的顺现的细胞周期基因表达产物，具严格的顺序性。序性。细胞周期蛋白依赖激酶（细胞周期蛋白依赖激酶（CDKsCDKs）：）：一组在进一组在进化上保守的蛋白激酶，其活性依赖于细胞周化上保守的蛋白激酶，其活性依赖于细胞周期蛋白的调节。期蛋白的调节。细胞周期蛋白与细胞周期蛋白与细胞周期蛋细胞周期蛋白依赖激酶结合构成的复合体控制细胞周期白依赖激酶结合构成的复合体控制细胞周期中各个时相间的转换中各个时相间的转换。CDKs周期时相的转换CDCcdc辅助生长因子与生长因子

15、受体n n是细胞合成分泌到细胞外的一类是细胞合成分泌到细胞外的一类是细胞合成分泌到细胞外的一类是细胞合成分泌到细胞外的一类蛋白因子，蛋白因子，蛋白因子，蛋白因子，能与能与能与能与膜上专一受体膜上专一受体膜上专一受体膜上专一受体结合，从而刺激、诱导结合，从而刺激、诱导结合，从而刺激、诱导结合，从而刺激、诱导细胞增殖与细胞增殖与细胞增殖与细胞增殖与再生。再生。再生。再生。n n特性：保守性特性：保守性特性：保守性特性：保守性 组织特异性组织特异性组织特异性组织特异性生长因子的调控生长因子的调控减数分裂减数分裂(meiosis)n n发生于生殖细胞中的一种特殊的有丝分发生于生殖细胞中的一种特殊的有丝

16、分裂。细胞仅进行一次裂。细胞仅进行一次DNADNA复制，随后进行复制，随后进行两次分裂，染色体数目减半两次分裂，染色体数目减半.n n精卵受精，细胞核融合，维持受精卵细精卵受精，细胞核融合，维持受精卵细胞的二倍体性，保持遗传的稳定性。胞的二倍体性，保持遗传的稳定性。减数分裂的基本过程减数分裂的基本过程减数分裂减数分裂间期间期减数分裂减数分裂前期前期中期中期后期后期末期末期前期前期中期中期后期后期末期末期无无DNADNA复制复制细线期细线期偶线期偶线期粗线期粗线期双线期双线期终变期终变期减数分裂特点遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次；遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次；遗传物质只复制一次，细

17、胞连续分裂两次；遗传物质只复制一次，细胞连续分裂两次；S S S S期持续时间较长期持续时间较长期持续时间较长期持续时间较长；同源染色体在减数分裂期同源染色体在减数分裂期同源染色体在减数分裂期同源染色体在减数分裂期I I I I配对配对配对配对联会联会联会联会；减减减减数数数数分分分分裂裂裂裂同同同同源源源源染染染染色色色色体体体体配配配配对对对对排排排排列列列列在在在在赤赤赤赤道道道道面面面面上上上上,减减减减期期期期I I I I时时时时同源染色体分开同源染色体分开同源染色体分开同源染色体分开减数分裂前减数分裂前S S期与有丝分裂前期与有丝分裂前S S期长度比较期长度比较前期前期n n同源

18、染色体联会同源染色体联会同源染色体联会同源染色体联会n n非姐妹染色单体片段交换非姐妹染色单体片段交换非姐妹染色单体片段交换非姐妹染色单体片段交换n nDNADNA的合成的合成的合成的合成同源染色体同源染色体联会联会联会期联联会会复复合合体体粗线期粗线期非姐妹染色单体在着丝粒的一侧发生一次交换交换非姐妹染色单体在着丝粒的一侧发生一次交换交换非姐妹染色单体在着丝粒的一侧发生两次交换交换非姐妹染色单体在着丝粒的一侧发生两次交换交换Z-DNA 偶线期偶线期 与与联会联会有关有关P-DNA 粗线期粗线期 参与参与重组修复重组修复n nDNA复制完成复制完成中期中期n n配对的配对的同源染同源染色体色体

19、排列于细排列于细胞中部形成赤胞中部形成赤道板道板后期后期n n同源染色体分离同源染色体分离没有没有着丝粒的分裂着丝粒的分裂 自由组合原则自由组合原则末期n n形成两个子细胞形成两个子细胞染色体染色体 的数目的数目 形态形态减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂2n2n2n2n4n2n2n2n2n2nn减数分裂减数分裂n n与有丝分裂相仿与有丝分裂相仿n2nn2n2c2n4c2n4c2n4c2n4cn2c2n 2cn c2n 2c2n 4c2n 4c4n 4c2n 2c减数分裂减数分裂DNA和染色体变化和染色体变化有丝分裂有丝分裂DNA和染色体变化和染色体变化减数分裂的意义减数分裂的意义1 1、确保世代间遗传的稳定性；、确保世代间遗传的稳定性；2 2、增加变异机会，确保生物的多样性，、增加变异机会，确保生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力；增强生物适应环境变化的能力；3 3、减数分裂是生物有性生殖的基础，是、减数分裂是生物有性生殖的基础，是 生物遗传、生物进化和生物多样性的生物遗传、生物进化和生物多样性的 重要基础保证。重要基础保证。