細(xì)胞增殖與周期調(diào)控

關(guān)于細(xì)胞增殖與周期調(diào)控第1頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三教學(xué)目的要求1.通過學(xué)習(xí)本章使學(xué)生了解和掌握什么是細(xì)胞周期，細(xì)胞周期各時(shí)期的主要變化以及細(xì)胞周期的調(diào)控機(jī)制。2.減數(shù)分裂與有絲分裂各時(shí)期的特點(diǎn)及兩者的異同。第2頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三本章內(nèi)容提要第一節(jié)細(xì)胞周期概述第二節(jié)細(xì)胞分裂第三節(jié)細(xì)胞周期的調(diào)控第3頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)細(xì)胞周期概述一、細(xì)胞增殖的意義二、細(xì)胞周期（cellcycle）三、細(xì)胞周期中各個(gè)不同時(shí)相及其主要事件四、細(xì)胞周期長短測定五、細(xì)胞周期同步化六、特殊的細(xì)胞周期第4頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三一、細(xì)胞增殖的意義細(xì)胞增殖(cellproliferation)是細(xì)胞生命活動的重要特征之一,是生物繁育的基礎(chǔ).單細(xì)胞生物細(xì)胞增殖導(dǎo)致生物個(gè)體數(shù)量的增加。多細(xì)胞生物由一個(gè)單細(xì)胞即受精卵分裂發(fā)育而來，細(xì)胞增殖是多細(xì)胞生物繁殖基礎(chǔ)。成體生物仍然需要細(xì)胞增殖，主要取代衰老死亡的細(xì)胞，維持個(gè)體細(xì)胞數(shù)量的相對平衡和機(jī)體的正常功能。機(jī)體創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復(fù)等，都要依賴細(xì)胞增殖。第5頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三二、細(xì)胞周期1.細(xì)胞周期的概念（conceptofcellcycle）：指從一次細(xì)胞分裂結(jié)束開始，到下一次細(xì)胞分裂結(jié)束所經(jīng)歷的整個(gè)過程。分為：物質(zhì)積累期（間期或靜止期）和細(xì)胞分裂期。第6頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三2.細(xì)胞周期時(shí)相組成：G1SG2M第7頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第8頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三①周期中細(xì)胞（cyclingcell）：是指在細(xì)胞周期中連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的細(xì)胞，又稱為連續(xù)分裂細(xì)胞或可育細(xì)胞，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）：指的是暫時(shí)離開細(xì)胞周期，停止細(xì)胞分裂，去執(zhí)行一定的生物學(xué)功能，但在適當(dāng)?shù)拇碳は驴芍匦逻M(jìn)入細(xì)胞周期的細(xì)胞，又稱為G0期細(xì)胞或休眠細(xì)胞，如淋巴細(xì)胞、肝、腎細(xì)胞等。③終末分化細(xì)胞：指不可逆地脫離細(xì)胞周期，喪失分裂能力，保持生理機(jī)能活動的細(xì)胞，又稱終端細(xì)胞，如神經(jīng)、肌肉、多形核細(xì)胞等。

3.根據(jù)增殖狀況，細(xì)胞的類型第9頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三三、細(xì)胞周期中各個(gè)不同時(shí)期及其主要事件1.G1期與DNA合成啟動相關(guān)，開始合成細(xì)胞生長所需要的多種蛋白質(zhì)、RNA、碳水化合物、脂等，同時(shí)染色質(zhì)去凝集。2.S期

DNA復(fù)制與組蛋白合成同步，組成核小體串珠結(jié)構(gòu)第10頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三3.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4.M期

M期即細(xì)胞分裂期，真核細(xì)胞的細(xì)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(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)分配給子細(xì)胞。第11頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三四、細(xì)胞周期長短測定1.概述同種細(xì)胞間周期時(shí)間長短相似或相同；不同種類細(xì)胞間，周期長短差別很大。

S+G2+M的時(shí)間變化較小，細(xì)胞周期時(shí)間長短差別在G1期。部分細(xì)胞的細(xì)胞周期沒有G1、G2期。第12頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三2.標(biāo)記有絲分裂百分?jǐn)?shù)法（percentagelabeledmitoses，PLM）原理：是對測定細(xì)胞進(jìn)行脈沖標(biāo)記、定時(shí)取材、利用放射自顯影技術(shù)顯示標(biāo)記細(xì)胞，通過統(tǒng)計(jì)標(biāo)記有絲分裂細(xì)胞百分?jǐn)?shù)的辦法來測定細(xì)胞周期。放射標(biāo)記物為3H或者14C標(biāo)記的TDR。優(yōu)點(diǎn)：可以測定細(xì)胞周期的總時(shí)間和各階段的時(shí)間，結(jié)果明了易分析。缺點(diǎn)：操作技術(shù)有一定的難度；具有一定的危險(xiǎn)性；同位素的放射性逐漸衰減，誤差較大。第13頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第14頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三3.流式細(xì)胞分選儀測定法(FlowCytometry)：流式細(xì)胞分選儀是一種快速測定和分析流體中細(xì)胞或顆粒物各種參數(shù)的大型實(shí)驗(yàn)儀器。第15頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三五、細(xì)胞周期同步化1.概念：細(xì)胞同步化是指在自然過程中發(fā)生的，或經(jīng)人為處理造成的細(xì)胞周期的同步化。2.自然同步化概念：自然界存在的細(xì)胞周期同步過程，稱為自然同步化。類型：多核體：粘菌、瘧原蟲。水生動物的受精卵：海膽、海參、兩棲類。增殖抑制解除后細(xì)胞的同步分裂：真菌的休眠孢子移入適宜環(huán)境后，一起發(fā)芽，同步分裂。第16頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三2.人工同步化(1)選擇同步化有絲分裂選擇法：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)：操作簡單，同步化程度高，細(xì)胞不受藥物的傷害?！秉c(diǎn)：獲得的細(xì)胞數(shù)量少。細(xì)胞沉降分離法：根據(jù)不同時(shí)期的細(xì)胞在體積和重量上存在差別進(jìn)行分離?！獌?yōu)點(diǎn)：可用于任何懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞?！秉c(diǎn)：同步化程度低。第17頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三2.人工同步化(2)藥物誘導(dǎo)法DNA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)過程可造成細(xì)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(xì)胞分裂器的形成，將細(xì)胞阻斷在細(xì)胞分裂中期。優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，效率高。缺點(diǎn)是這些藥物的毒性相對較大.第18頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第19頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三六、特異的細(xì)胞周期1.爪蟾早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞周期細(xì)胞在成熟過程已經(jīng)積累了大量的物質(zhì)，不需要臨時(shí)合成物質(zhì)。

G1期、G2期非常短，以至于認(rèn)為細(xì)胞周期只有S期和M期。子細(xì)胞在G1期、G2期不生長，越分裂體積越小。參與細(xì)胞周期的調(diào)控因子和調(diào)控機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期比較一致。第20頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第21頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三2.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。特點(diǎn)：細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間短；封閉式細(xì)胞分裂，即細(xì)胞分裂時(shí)核膜不解聚；紡錘體位于細(xì)胞核內(nèi)；在一定的環(huán)境下可以進(jìn)行有性繁殖。第22頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三

裂殖酵母細(xì)胞周期第23頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三芽殖酵母細(xì)胞周期第24頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三3.植物細(xì)胞的細(xì)胞周期植物細(xì)胞周期的時(shí)相和動物細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞周期相似，都含有G1、G2、S、M期。植物細(xì)胞沒有中心體，但細(xì)胞分裂時(shí)可以正常組裝紡錘體；植物細(xì)胞的形態(tài)不發(fā)生變化，以形成中間板的形式進(jìn)行胞質(zhì)分裂。第25頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三植物細(xì)胞成膜體的形成

第26頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三4.細(xì)菌的細(xì)胞周期慢生長細(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。其DNA復(fù)制之前的準(zhǔn)備時(shí)間與G1期類似。分裂之前的準(zhǔn)備時(shí)間與G2期類似。再加上S期和M期，細(xì)菌的細(xì)胞周期也基本具備四個(gè)時(shí)期。細(xì)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(fù)制速度之間的矛盾。第27頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)細(xì)胞分裂一、細(xì)胞分裂的類型二、有絲分裂三、減數(shù)分裂第28頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三一、細(xì)胞分裂的類型細(xì)胞分裂分為無絲分裂（amitosis）、有絲分裂（mitosis）和減數(shù)分裂（meiosis）三種類型。無絲分裂（amitosis）又稱為直接分裂（directdivision），由雷馬克（R.Remark）1841年首次發(fā)現(xiàn)于雞胚血細(xì)胞。主要表現(xiàn)為細(xì)胞核伸長，從中部縊縮，然后細(xì)胞質(zhì)分裂，期間不涉及紡錘體形成及染色體變化，因此稱為無絲分裂。第29頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三

有絲分裂（mitosis）又稱為間接分裂（indirectdivision），由W.Fleming（1882）年首次發(fā)現(xiàn)于動物及E.Strasburger（1880）年發(fā)現(xiàn)于植物。特點(diǎn)是有紡錘體的出現(xiàn)和染色體的變化，最終子染色體被平均分配到子細(xì)胞，這種分裂方式普遍見于高等動植物。

減數(shù)分裂（meiosis）是指染色體復(fù)制一次而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次的分裂方式，是高等動植物配子體形成的分裂方式。第30頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三二、有絲分裂有絲分裂是體細(xì)胞分裂的主要方式，保證了攜帶遺傳信息的染色體一代代以相同的染色體數(shù)目傳遞下去，從而維持了遺傳的穩(wěn)定性。有絲分裂的整個(gè)過程人為地劃分成分裂間期和分裂期，其中分裂期包括前期、前中期、中期、后期、末期、胞質(zhì)分裂期6個(gè)階段。分裂間期(interphase)，包括G1期、S期和G2期，主要進(jìn)行DNA復(fù)制等準(zhǔn)備工作。第31頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三前中期

胞質(zhì)分裂期第32頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第33頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三(一)有絲分裂的過程1.前期（prophase）染色質(zhì)凝縮：H1組蛋白的磷酸化誘導(dǎo)染色質(zhì)由線形經(jīng)過螺旋化，折疊和包裝等過程形成早期染色體結(jié)構(gòu)。前期末動粒形成。有絲分裂器開始裝配，分裂極確定：中心體復(fù)制完成，移向兩極，參與紡錘體的裝配。核仁解體：核仁在前期末縮小并消失，rDNA縮回染色體的次縊痕處。第34頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三前期兩個(gè)中心體向兩極移動

第35頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三2.前中期（premetaphase）前中期（premetaphase）是指核膜破裂到染色體排列到赤道板之前的這段時(shí)間。染色體凝集變粗，形成X形染色體結(jié)構(gòu)，染色體作旋轉(zhuǎn)，震蕩等劇烈運(yùn)動。核膜破裂，以小膜泡的形式分散在細(xì)胞質(zhì)中；核纖層蛋白的磷酸化使核纖層解聚成核纖層蛋白；前期紡錘體形成：細(xì)胞核周圍的紡錘體侵入到細(xì)胞的中心區(qū)，部分紡錘體微管結(jié)合到染色體的動粒上。第36頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第37頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三3.中期（metaphase）

中期是指染色體排列到赤道面上，到姊妹染色單體開始分向兩極的一段時(shí)間，動物染色體呈輻射狀排列。染色體兩邊的牽引力達(dá)到平衡。

主要特征：形成典型的紡錘體（spindle）；染色體排列在赤道板上。第38頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第39頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三4.后期（anaphase）標(biāo)志：兩個(gè)染色單體完全分開，向兩極移動。當(dāng)染色單體到達(dá)兩極，標(biāo)志后期結(jié)束。后期A，動粒微管變短，兩個(gè)染色單體向兩極運(yùn)動。后期B，極間微管長度增加，紡錘體兩極之間的距離逐漸拉長。第40頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第41頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三5.末期

染色體到達(dá)兩極；動粒微管消失，極性微管繼續(xù)加長；核膜、核仁和部分細(xì)胞器重新裝配。第42頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三6.胞質(zhì)分裂（cytokinisis）胞質(zhì)分裂開始于細(xì)胞分裂的后期，完成于細(xì)胞分裂的末期。胞質(zhì)分裂開始時(shí)，在赤道板周圍細(xì)胞膜及相應(yīng)的胞質(zhì)開始下陷，形成環(huán)形縊縮，稱為分裂溝(furrow)。分裂溝逐漸加深，直至兩個(gè)子代細(xì)胞完全分開。胞質(zhì)分裂可簡單歸納為4個(gè)步驟：分裂溝位置確定、肌動蛋白聚集和收縮環(huán)形成、收縮環(huán)收縮、收縮環(huán)處細(xì)胞膜融合形成兩個(gè)子細(xì)胞。第43頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三(二)、參與細(xì)胞分裂的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)1.中心體(centrosome)2.動粒(kinetochore)與著絲粒(centromere)3.紡錘體(splindle)第44頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三中心體（centrosome）中心體是動物細(xì)胞中的主要的微管組織中心。它由一對相互垂直的中心粒（centrioles）及其周圍的基質(zhì)構(gòu)成。中心粒由微管構(gòu)成，呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，外圍基質(zhì)的主要成分是γ微管蛋白。中心體和外圍的微管合成為星體，星體參與紡錘體的裝配。中心體周期（centrosomecycle）：G1期末復(fù)制；G2期移向細(xì)胞兩極，并組織星體和紡錘體；細(xì)胞分裂結(jié)束，分布在兩個(gè)子細(xì)胞中。

第45頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三Centrosomecycle第46頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三動粒與著絲粒

著絲粒：是指染色體主縊痕部位的染色質(zhì)，它把姊妹染色體單體連接在一起，并把染色體分成兩個(gè)臂。動粒：是位于著絲粒兩側(cè)由蛋白質(zhì)構(gòu)成的三層盤狀或球狀結(jié)構(gòu)。和紡錘體相連，與染色體的向極移動有關(guān)。動粒的結(jié)構(gòu)：內(nèi)層（著絲粒染色質(zhì)）中層（細(xì)纖維橫跨）外層（微管）第47頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第48頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三紡錘體（spindle）

概念（concept）：由微管和微管蛋白組成的參與染色體向極移動的紡錘式的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)組成：動粒微管：一端和中心體相連，另一端和動粒相連。極性微管：一端和中心體相連，另一端游離或者是相互搭橋。裝配：微管在中心體周圍的裝配：γ微管蛋白中心體的分離：移動素類蛋白（KRPs）胞質(zhì)動力蛋白（dynein）第49頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三紡錘體的形態(tài)結(jié)構(gòu)第50頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三紡錘體的裝配第51頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三(三)、細(xì)胞分裂過程中染色體運(yùn)動的動力機(jī)制1.染色體列隊(duì)牽拉假說：染色體向赤道板方向運(yùn)動，是由于動粒微管牽拉的結(jié)果。動粒微管越長，拉力越大，當(dāng)來自兩極的動粒微管的拉力相等時(shí)，染色體被穩(wěn)定在赤道板上。外推假說：染色體向赤道板方向的移動，是由于星體的排斥力將染色體外推的結(jié)果。染色體距離中心體越近，星體對染色體的外推力越強(qiáng)，當(dāng)來自兩極的推力達(dá)到平衡時(shí)，染色體被穩(wěn)定在赤道板上。第52頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三正端正端第53頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三2.染色體的分離(1)后期A，微管去聚合假說

動粒微管不斷解聚縮短,造成將染色體拉向兩極。微管的正端插入動粒的外層,微管蛋白分子與動粒蛋白分子有親和性,微管蛋白在此端去組裝。在動粒中,ATP分子水解可以提供能量,驅(qū)動微管上的馬達(dá)分子向極部移動,拉動染色體向極移動。(2)后期B，紡錘體微管滑動假說極-極分離是由極微管的兩種不同類型的變化引起的。首先,極微管在+端添加微管二聚體進(jìn)行聚合延長，使兩極的極微管產(chǎn)生重疊的帶(overlapzone)。然后極微管產(chǎn)生滑動，產(chǎn)生將兩極分開的力。第54頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第55頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第56頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第57頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三概念：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)目減半的一種特殊的有絲分裂發(fā)生分裂的細(xì)胞：生殖細(xì)胞進(jìn)行的產(chǎn)生配子的分裂過程，其結(jié)果是產(chǎn)生了染色體組數(shù)目減半的配子三、減數(shù)分裂第58頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三減數(shù)分裂間期：S期持續(xù)的時(shí)間比較長，并且DNA進(jìn)行不完全復(fù)制，復(fù)制總量的99.7%—99.9%。減數(shù)分裂分裂期：減數(shù)分裂期Ⅰ：前期Ⅰ、前中期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ和胞質(zhì)分裂期Ⅰ等6個(gè)階段。減數(shù)分裂期Ⅱ：前期Ⅱ、前中期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ和胞質(zhì)分裂期Ⅱ等6個(gè)階段。(一)減數(shù)分裂的過程第59頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三前期Ⅰ所發(fā)生的主要變化主是合成一定量的RNA和蛋白質(zhì)，并進(jìn)行染色體配對和基因重組。根據(jù)細(xì)胞形態(tài)的變化分為：細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期、終變期5個(gè)階段。前期I第60頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第61頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三(1)細(xì)線期染色質(zhì)凝集，顯微鏡下呈細(xì)絲狀，分辨不出兩條染色單體，細(xì)纖維狀的染色體上分布有念珠狀的染色粒。在這個(gè)時(shí)期，由于染色體細(xì)線交織在一起，偏向核的一方，所以又稱為凝線期（synizesis）。染色體端粒通過接觸斑和核膜相連，而其它部分以半環(huán)狀延伸到核基質(zhì)中，對于接觸斑位于細(xì)胞核一側(cè)的物種來說形似花束，稱為花束期（bouquetstage）。(2)偶線期（zygotenen）

同源染色體配對，形成聯(lián)會復(fù)合體。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。合成偶線期DNA（zygDNA）。第62頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第63頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第64頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三(3)粗線期（pachytene）染色體進(jìn)一步濃縮，變粗變短，結(jié)合緊密，在光鏡下只在局部可以區(qū)分同源染色體。重組節(jié)形成，染色體發(fā)生交換和重組。合成一小部分未合成的DNA（P-DNA），保持染色體的完整性，防止斷裂。合成減數(shù)分裂期專用的組蛋白，并把體細(xì)胞類型的組蛋白部分或全部置換下來。第65頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三(4)雙線期（diplotene）聯(lián)會的同源染色體相互排斥、開始分離，但在交叉點(diǎn)（chiasma）上還保持著聯(lián)系。染色體進(jìn)一步縮短，在電鏡下看不到聯(lián)會復(fù)合體。(5)終變期（diakinesis）

交叉向端部移動，發(fā)生端化，二價(jià)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(shí)期。核仁消失，核膜解體。中心體復(fù)制完成，并開始移向兩極。第66頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三中期Ⅰ同源染色體的每一對姊妹染色單體在著絲粒處并連在一起，1對動粒朝向同一極，同源染色體的兩個(gè)染色體通過動粒微管分別連向不同的極。四分體逐漸向赤道方向移動，最終排列在赤道面上。第67頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三后期Ⅰ同源染色體的兩個(gè)染色體分離，分別移向一極。每極的染色體數(shù)比親代細(xì)胞減少了一半，為1n。第1染色體為1二分體，仍由2條染色單體組成，因而每極的DNA含量仍是2C（C代表1個(gè)基因組或單倍的DNA量）。第68頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三末期Ⅰ，胞質(zhì)分裂和減數(shù)分裂間期細(xì)胞進(jìn)一步的變化主要有兩種類型：①染色體到達(dá)兩極，并逐漸進(jìn)行去凝集。核被期重新裝配，形成兩個(gè)子細(xì)胞核。此時(shí)的間期細(xì)胞不再進(jìn)行DNA復(fù)制，稱為減數(shù)分裂間期；②細(xì)胞進(jìn)入末期后，不是完全回復(fù)到間期階段，而是立即準(zhǔn)備進(jìn)行第二次減數(shù)分裂。第一次分裂后，產(chǎn)生2個(gè)細(xì)胞。有的生物細(xì)胞質(zhì)不分裂。第69頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第70頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第71頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三遺傳物質(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S期持續(xù)時(shí)間較長同源染色體在減數(shù)分裂期I(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(shí)，同源染色體分開(二)減數(shù)分裂的特點(diǎn)第72頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三(三)減數(shù)分裂和有絲分裂的比較有絲分裂是體細(xì)胞的分裂方式，減數(shù)分裂主要是產(chǎn)生配子的過程;有絲分裂是一次細(xì)胞周期，DNA復(fù)制一次，分裂一次，染色體由2n→2n；減數(shù)分裂是兩次細(xì)胞周期，DNA復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次,，染色體由2n→1n；有絲分裂中，每個(gè)染色體是獨(dú)立活動；減數(shù)分裂,染色體要配對、聯(lián)會、交換和交叉。有絲分裂之前，經(jīng)DNA合成，進(jìn)入G2期，才進(jìn)行有絲分裂；減數(shù)分裂之前，DNA合成時(shí)間很長(99.7%合成,0.3%未合成)，一旦合成，即進(jìn)入減數(shù)分裂期，G2期短或沒有；有絲分裂時(shí)間短，1-2小時(shí)；減數(shù)分裂時(shí)間長，20多小時(shí)至幾年。第73頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三(四)減數(shù)分裂的生物學(xué)意義有絲分裂確保世代間遺傳的穩(wěn)定性；增加變異機(jī)會，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。第74頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)細(xì)胞周期的調(diào)控一、細(xì)胞周期中的檢驗(yàn)點(diǎn)二、MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用三、細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)控第75頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三一、細(xì)胞周期中的檢驗(yàn)點(diǎn)1.G1/S檢驗(yàn)點(diǎn)：start點(diǎn)或R點(diǎn)，控制細(xì)胞由靜止?fàn)顟B(tài)的G1進(jìn)入DNA合成期，檢查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？2.S期檢驗(yàn)點(diǎn)：DNA復(fù)制是否完成？3.G2/M檢驗(yàn)點(diǎn)：是決定細(xì)胞一分為二的控制點(diǎn)，檢查DNA是否損傷？細(xì)胞體積是否足夠大？

4.中-后期檢驗(yàn)點(diǎn)（紡錘體組裝檢驗(yàn)點(diǎn)）第76頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三Fourcheckpoints第77頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三二、MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用1.概念：成熟促進(jìn)因子(maturationpromotingfactor，MPF）,早期稱為M-期促進(jìn)因子(M-phasepromotingfactor,MPF)，是指M期細(xì)胞中存在的促進(jìn)細(xì)胞分裂的因子。2.MPF的發(fā)現(xiàn)第78頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三一、MPF的發(fā)現(xiàn)及組成把M期細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)注射到卵細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)卵細(xì)胞成熟分裂，繼續(xù)用該卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)誘導(dǎo)新的卵細(xì)胞，仍然可以促進(jìn)卵細(xì)胞成熟分裂。因而他們推測M期細(xì)胞中必然有一種物質(zhì)可以誘導(dǎo)卵細(xì)胞成熟分裂，即促細(xì)胞成熟因子（maturationpromotingfactor,MPF）。第79頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三cdc基因第80頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三第81頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三周期蛋白（cyclin）第82頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三CyclinsA2B1CDECln3FGDestructionBox

R

42PESTPESTPEST

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48kDa48kDa33kDa32kDa44kDa66kDa87kDa29kDathemolecularfeaturesofCyclinsCYCLINBOX第83頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三3.MPF的結(jié)構(gòu)組成是由兩個(gè)不同的亞基組成的異質(zhì)二聚體:催化亞基：是絲氨酸/蘇氨酸型蛋白激酶，其活性有賴于周期蛋白，故蛋白稱為周期依賴性蛋白激酶(cyclin-dependentproteinkinases,Cdks);調(diào)節(jié)亞基：周期蛋白(cyclin)。第84頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三不同類型的周期蛋白激酶復(fù)合體脊椎動物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclinD*CDK4、6Cln3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclinECDK2Cln1、2CDK1(CDC28)S-CDKCyclinACDK2Clb5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclinBCDK1(CDC2)Clb1-4CDK1(CDC28)周期蛋白的結(jié)構(gòu)第85頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三

不同的周期蛋白與不同的CDK結(jié)合，調(diào)節(jié)不同的CDK激酶的活性。第86頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三三、細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)控G2/M期轉(zhuǎn)化與CDK1激酶的關(guān)鍵性調(diào)控作用首先依賴于周期蛋白B含量的積累。第87頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三MPFCdk=M-CdK=CdK1(CDK1)=cdc2kinaseMPFcyclin=M-cyclin=CyclinB,濃度隨細(xì)胞周期變化而變化CAK=CDK1-ActivitingKinase,①

細(xì)胞進(jìn)入G2

期，CyclinB濃度及活性升高，它與CDK1結(jié)合，使CDK1的活性位點(diǎn)暴露出來，此時(shí)CAK進(jìn)一步磷酸化CDK1，但是由于CDK分子內(nèi)尚有另外兩個(gè)抑制性位點(diǎn)被Wee1磷酸化，使CDK1仍處于抑制狀態(tài)，屬于負(fù)調(diào)控。第88頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三②

到G2

期末，磷酸酶cdc25使CDK1的兩個(gè)抑制性位點(diǎn)去磷酸化，解除了Wee1的抑制作用，使CDK1有活性，屬于正調(diào)控。CAKWeelcdc25第89頁，講稿共102頁，2023年5月2日，星期三調(diào)節(jié)性激