医学细胞生物学细胞增殖课件.ppt

1、章医学细胞生物学细胞增殖（优选）章医学细胞生物学细胞增殖细胞以分裂的方式进行增殖细胞以分裂的方式进行增殖细胞增殖细胞增殖物质物质准备准备细胞细胞分裂分裂 第一节第一节 细胞增殖的意义细胞增殖的意义 细胞增殖的概念细胞增殖的概念细胞增殖（细胞增殖（Cell proliferation）：细胞通过生）：细胞通过生 长和分裂产生子代细胞，增加细胞长和分裂产生子代细胞，增加细胞 数目，并使子细胞获得与母细胞相同数目，并使子细胞获得与母细胞相同 或几乎相同遗传特性的过程。或几乎相同遗传特性的过程。前提条件：前提条件：遗传物质的复制遗传物质的复制 细胞器及各种大分子物质的倍增细胞器及各种大分子物质的倍增细

2、胞增殖的意义细胞增殖的意义u细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一,是是 生物繁育的基础。细胞增殖是通过生物繁育的基础。细胞增殖是通过细胞分裂细胞分裂 过程而实现的过程而实现的单细胞生物：单细胞生物：细胞分裂细胞分裂产生新个体产生新个体 多细胞生物：多细胞生物：细胞分裂细胞分裂 产生新细胞，补充产生新细胞，补充 衰老和死亡的细胞。衰老和死亡的细胞。受受 精精 卵：卵：细胞分裂细胞分裂和分化成多细胞新个体和分化成多细胞新个体 多细胞生物：多细胞生物：细胞分裂细胞分裂产生有性生殖细胞产生有性生殖细胞 第二节第二节 细胞增殖的方式细胞增殖的方式 细胞增殖的方式细胞增

3、殖的方式生物界存在四种细胞增殖的方式：生物界存在四种细胞增殖的方式：裂殖裂殖(fission):原核生物的繁殖方式原核生物的繁殖方式 无丝分裂无丝分裂(amitosis):常见于单细胞生物、常见于单细胞生物、原生生物及高度分化的动物细胞原生生物及高度分化的动物细胞 有丝分裂有丝分裂(mitosis):真核细胞的主要增殖方式真核细胞的主要增殖方式 减数分裂减数分裂(meiosis):有性生殖细胞特殊分裂方式有性生殖细胞特殊分裂方式RodShaped Bacterium,E.coli,dividing by binary fission(TEM x92,750).细菌的裂殖细菌的裂殖无丝分裂无丝分

4、裂u细胞分裂过程简单、迅速细胞分裂过程简单、迅速u没有一系列细胞核的变化没有一系列细胞核的变化u 没有纺锤体的形成和染色体的组装没有纺锤体的形成和染色体的组装u 遗传物质不能均等分配遗传物质不能均等分配特点：特点：提供了两个亲体的遗传物质得以结合的机会，保证了亲代与子代之间染色体数目的相对恒定，为后代的性状遗传和正常发育提供了物质基础cyclin1异常表达广泛存在于各种实体肿瘤和血液系统肿瘤中,并与很多肿瘤的组织分级、临床分期、预后和疗效有关。包括核分裂和胞质分裂两个过程细胞周期是一个相当复杂的过程,不同类型的细胞周期持续的时间不完全相同,而且,细胞的分裂状态也各有异。减数分裂(meiosis

5、):有性生殖细胞特殊分裂方式(1)形成有丝分裂器不分裂细胞:指不可逆地脱离细胞周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等2001年10月8日美国人Leland Hartwell、英国人Paul Nurse、Timothy Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝尔生理医学奖。不同周期蛋白的表达时期不同，与不同的CDK结合，调节不同CDK激酶的活性注意：有丝分裂中不存在有交叉互换现象生物繁育的基础。在诱导细胞分化过程中，常有CDK4表达的下调。数目，并使子细胞获得与母细胞相同粗线期（pachytene）着丝粒（centromere）遗传物质精确地分配到两个子细胞有丝分裂有丝

6、分裂u包括包括核分裂核分裂和和胞质分裂胞质分裂两个过程两个过程u细胞核形态发生显著变化细胞核形态发生显著变化u纺锤体的形成纺锤体的形成和和染色体的运动染色体的运动u 遗传物质复制，染色体倍增，各组分加倍遗传物质复制，染色体倍增，各组分加倍u 遗传物质精确地分配到两个子细胞遗传物质精确地分配到两个子细胞特点：特点：真核细胞的有丝分裂真核细胞的有丝分裂减数分裂减数分裂u有性生殖细胞形成时有性生殖细胞形成时特殊的有丝分裂特殊的有丝分裂方式方式uDNA复制一次复制一次，细胞连续，细胞连续分裂两次分裂两次u染色体数染色体数减少一半减少一半，一个二倍体的母细胞形，一个二倍体的母细胞形 成了成了4个单倍体子

7、细胞个单倍体子细胞特点：特点：第三节第三节 细胞周期细胞周期 细胞周期的概念细胞周期的概念 细胞周期细胞周期(Cell cycle)连续分裂的细胞从一次细胞连续分裂的细胞从一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程。分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程。分为分为4个期个期G1期期(gap1):指从有丝分裂完成到指从有丝分裂完成到DNA复制之前复制之前的间的间 隙时间。隙时间。S期期(synthesis phase):指指DNA复制的时期。复制的时期。G2期期(gap2):指指DNA复制完成到有丝分裂开始之复制完成到有丝分裂开始之前的一前的一 段时间。段时间。M期期(mitosis):

8、细胞分裂开始到结束。细胞分裂开始到结束。G0期是指细胞分裂后相对稳定的一段时期，也称为静止期（resting or quiescent phase）。称前减数分裂间期或前减数分裂期(premeiosis)。包括核分裂和胞质分裂两个过程SC主要由碱性蛋白质和RNA组成，并含有少量DNA细胞增殖（Cell proliferation）：细胞通过生D2和3异常表达在血液系统恶性肿瘤更多见。一个卵母细胞形成一个卵子及23个极体。无活性的促细胞成熟因子各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合，不同的周期蛋白框识别不同的CDK,组成不同的周期蛋白复合体，表

9、现不同的CDK激酶活性周期蛋白（cyclin)：周期蛋白是一类随细胞周期的进程而呈周期性变化的蛋白质，有G1期周期蛋白（cyclin C、D、E）及M期周期蛋白（cyclin A、B）。CIP/Kip(Kinase inhibition protein)：包括P21cip/waf1(cyclin inhibition protein 1)、P27kip1(kinase inhibition protein 1)、P57kip2等，能抑制大多数CDK的激酶活性，P21cip/waf1还能与DNA聚合酶的辅助因子PCNA（proliferating cell nuclear antigen）结合，

10、直接抑制DNA的合成。每条中期染色体有两个动粒，分别位于着丝粒两侧结果 产生2个子细胞 产生4个子细胞细胞周期有敏感点，确保细胞周期事件有序进行为生物变异提供了丰富的原材料，推动在自然选择作用下的生物进化M期(mitosis):细胞分裂开始到结束。S期(synthesis phase):指DNA复制的时期。细胞周期的长短随细胞的种类而异，短的仅为数小时，长的则可达几十年。A typical mammalian cell has a cell cycle time of 24 hours,with 12 hr G1,6-8 hr S,3-4 hr G2,and 1 hr M细胞分裂周期细胞分裂周

11、期A typical mammalian cell has a cell cycle time of 24 hours,with 12 hr G1,6-8 hr S,3-4 hr G2,and 1 hr M u细胞周期是一个相当复杂的过程细胞周期是一个相当复杂的过程,不同类型不同类型的细胞周期持续的时间不完全相同的细胞周期持续的时间不完全相同,而且而且,细细胞的分裂状态也各有异。胞的分裂状态也各有异。u根据光学显微镜所观察到的细胞分裂时的根据光学显微镜所观察到的细胞分裂时的活动活动,将细胞周期分为两个主要的时期将细胞周期分为两个主要的时期:M期期(M phase)和和分裂间期分裂间期(inte

12、rphase)。u分裂间期分裂间期是指上一次有丝分裂的终了到本次有丝分是指上一次有丝分裂的终了到本次有丝分裂的开始时间间隔，因此间期包括裂的开始时间间隔，因此间期包括G1期，期，S期和期和G2期。期。uM期期包括细胞的包括细胞的核分裂核分裂和和胞质分裂胞质分裂两个过程。两个过程。u在核分裂的过程中在核分裂的过程中,复制的染色体被分到两个细胞核复制的染色体被分到两个细胞核中中,u胞质分裂则是将整个细胞一分为二胞质分裂则是将整个细胞一分为二,形成两个子细胞。形成两个子细胞。uG0期期是指细胞分裂后相对稳定的一段时期，也称为是指细胞分裂后相对稳定的一段时期，也称为静止期（静止期（resting or

13、 quiescent phase）。）。G0不包括在不包括在细胞周期之内。细胞周期之内。u细胞周期的长短随细胞的种类而异，短的仅为数小细胞周期的长短随细胞的种类而异，短的仅为数小时，长的则可达几十年。细胞周期的长短主要取决时，长的则可达几十年。细胞周期的长短主要取决于是否进入于是否进入G0期，且期，且G0期有多长。期有多长。u某些不进入某些不进入G0期的细胞，期的细胞，G1期仅数小时，因而整个期仅数小时，因而整个细胞周期也较短；而像神经细胞这样的细胞周期也较短；而像神经细胞这样的“不育细不育细胞胞”，其，其G0期可长达几十年，甚至与整体的生命相期可长达几十年，甚至与整体的生命相伴随，常有人说脑

14、细胞死一个便少一个，即是依据伴随，常有人说脑细胞死一个便少一个，即是依据上述道理。上述道理。从增殖的角度来看，可将高等动物的细胞分从增殖的角度来看，可将高等动物的细胞分为三类为三类连续分裂细胞连续分裂细胞:在细胞周期中连续运转因而又在细胞周期中连续运转因而又称为周期细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓称为周期细胞，如表皮生发层细胞、部分骨髓细胞细胞休眠细胞休眠细胞:暂不分裂，但在适当的刺激下可重暂不分裂，但在适当的刺激下可重新进入细胞周期，称新进入细胞周期，称G0G0期细胞，如淋巴细胞、期细胞，如淋巴细胞、肝、肾细胞等肝、肾细胞等不分裂细胞不分裂细胞:指不可逆地脱离细胞周期，不再指不可逆地脱离细胞

15、周期，不再分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、分裂的细胞，又称终端细胞，如神经、肌肉、多形核细胞等多形核细胞等细胞周期同步化细胞周期同步化细胞同步化细胞同步化(synchronization)是指在自然过程中发生是指在自然过程中发生 或经人为处理造成的细胞周期同步化，前者称自然同步或经人为处理造成的细胞周期同步化，前者称自然同步化，后者称为人工同步化。化，后者称为人工同步化。自然同步化自然同步化 一种粘菌的变形体一种粘菌的变形体plasmodia如粘菌只进行核分裂，而如粘菌只进行核分裂，而不发生胞质分裂，形成多核体。数量众多的核处于同一不发生胞质分裂，形成多核体。数量众多的核处于同一细胞质

16、中，进行同步化分裂，使细胞核达细胞质中，进行同步化分裂，使细胞核达108，体积达，体积达56cm。疟原虫也具有类似的情况。疟原虫也具有类似的情况。人工同步化人工同步化u有丝分裂选择法有丝分裂选择法u 使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃，使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃，其中处于有丝分裂其中处于有丝分裂M期的细胞变圆隆起，与培养皿的附期的细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低，此时轻轻振荡，着性低，此时轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培期细胞脱离器壁，悬浮于培养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收集，则可获得一定数量的中

17、期细胞。其优点是，操作简集，则可获得一定数量的中期细胞。其优点是，操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点是获得的单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点是获得的细胞数量较少。细胞数量较少。u密度梯度离心法密度梯度离心法u 不同时期的细胞体积不同，而细胞在给定离心场中不同时期的细胞体积不同，而细胞在给定离心场中沉降的速度与其半径的平方成正比，因此可用离心的方沉降的速度与其半径的平方成正比，因此可用离心的方法分离。其优点是可用于任何悬浮培养的细胞，缺点是法分离。其优点是可用于任何悬浮培养的细胞，缺点是同步化程度较低。同步化程度较低。药物诱导法药物诱导法uDNA合成阻断法合成阻断法 u 选用

18、选用DNA合成的抑制剂，可逆地抑制合成的抑制剂，可逆地抑制DNA合成，合成，而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻而不影响其他时期细胞的运转，最终可将细胞群阻断在断在S期或期或G/S交界处。交界处。5氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿氟脱氧尿嘧啶、羟基脲、阿糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度糖胞苷、氨甲蝶呤、高浓度ADR、GDR和和TDR，均，均可抑制可抑制DNA合成使细胞同步化。优点是同步化程度合成使细胞同步化。优点是同步化程度高，适用于任何培养体系。可将几乎所有的细胞同高，适用于任何培养体系。可将几乎所有的细胞同步化。缺点是产生非均衡生长，个别细胞体积增大。步化。缺点是产生非均衡生长，个别细胞体积增大。

19、u分裂中期阻断法分裂中期阻断法u 通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成，将通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。优点是操作简便，效率细胞阻断在细胞分裂中期。优点是操作简便，效率高。缺点是这些药物的毒性相对较大。高。缺点是这些药物的毒性相对较大。对各时期的细胞周期时间进行检测和修复，包括M期(mitosis):细胞分裂开始到结束。缺点是这些药物的毒性相对较大。变，细胞增殖就可能失控，发生癌变。CDK4可能是TGF介导生长抑制的靶蛋白。(2)细胞核产生一系列复杂的形态变化CDI表达不足、突变与肿瘤或几乎相同遗传特性的过程。通常减数分裂I分离的是同源染色体，所以称为异型

20、分裂（heterotypic division）或减数分裂（reductional division）。CDK4可能是TGF介导生长抑制的靶蛋白。或几乎相同遗传特性的过程。一个卵母细胞形成一个卵子及23个极体。是遗传基本规律的细胞学基础通过抑制微管聚合来抑制细胞分裂器的形成，将细胞阻断在细胞分裂中期。某些不进入G0期的细胞，G1期仅数小时，因而整个细胞周期也较短；进入M期之前进行了复制，形成两对中心粒各类周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合，不同的周期蛋白框识别不同的CDK,组成不同的周期蛋白复合体，表现不同的CDK激酶活性(1)形成有丝分裂器

21、衰老和死亡的细胞。细胞周期各时相的动态及特点细胞周期各时相的动态及特点（一）分裂间期（一）分裂间期G1G1期期 (1)(1)为为S S期期DNADNA合成作物质、能量准备；合成作物质、能量准备；(2)(2)具有控制点具有控制点(R(R点点)指细胞在周期运指细胞在周期运行的行的 过程中所具有的控制点，以调节过程中所具有的控制点，以调节细胞是细胞是 继续沿周期运行，还是停止于某继续沿周期运行，还是停止于某一阶段一阶段（3）染色质处于复制前感受态状态染色质处于复制前感受态状态（4）进行）进行DNA损伤修复的检验损伤修复的检验（5）对药物等理化因素作用的敏感）对药物等理化因素作用的敏感（6）不同类型细

22、胞时间变化最大）不同类型细胞时间变化最大（一）分裂间期（一）分裂间期G1期期 细胞周期有敏感点，确保细胞周期事件有序进行细胞周期有敏感点，确保细胞周期事件有序进行功能：功能：对各时期的细胞周期时间进行对各时期的细胞周期时间进行检测和修复检测和修复，包括，包括 （1）DNA损伤检查点损伤检查点 （2）DNA复制检查点复制检查点 （3）纺锤体组装检查点纺锤体组装检查点限制点限制点（Checkpoint）G1-S G1-S DNA损伤、复制错误损伤、复制错误,不能进入不能进入S期期 G2MG2M DNA复制错误，完整精确修复后可通过复制错误，完整精确修复后可通过 MM中期中期-M-M后期后期 纺缍丝

23、组装纺缍丝组装/动粒连接错误时，细胞不能进入后期动粒连接错误时，细胞不能进入后期 控制失调时即可引起各种染色体畸变，基因扩增、突变等控制失调时即可引起各种染色体畸变，基因扩增、突变等 S期期（1）DNA复制复制（2）组蛋白和非组蛋白合成）组蛋白和非组蛋白合成（3）染色质的装配）染色质的装配（4）中心粒复制）中心粒复制AA染色体复制染色体复制_个个DNA_个染色体个染色体_个姐妹染色单体个姐妹染色单体_个个DNA_个染色体个染色体_个姐妹染色单体个姐妹染色单体110212染色体复制染色体复制DNA的复制和有关蛋白质的合成的复制和有关蛋白质的合成 G2期期 细胞进入有丝分裂的准备阶段。细胞进入有丝

24、分裂的准备阶段。（1）染色质螺旋化，产生凝集）染色质螺旋化，产生凝集（2）合成与有丝分裂有关的特殊蛋白质，如微管蛋白）合成与有丝分裂有关的特殊蛋白质，如微管蛋白（3）合成使核膜解体的可溶性因子）合成使核膜解体的可溶性因子（4）合成促使细胞从）合成促使细胞从G2期进入期进入M期的期的可溶性蛋白激酶可溶性蛋白激酶（5）具有控制点（具有控制点（R点）点）（二）有丝分裂期（二）有丝分裂期特点特点(1)形成有丝分裂器形成有丝分裂器(2)细胞核产生一系列复杂的形态变化细胞核产生一系列复杂的形态变化(3)由核分裂和胞质分裂组成，是一个连续的由核分裂和胞质分裂组成，是一个连续的 分裂过程分裂过程(4)时间最短

25、，形态变化最大时间最短，形态变化最大(1)染色质形成染色体染色质形成染色体,每每条染色体含两条姊妹染条染色体含两条姊妹染色单体色单体(2)核膨大核膨大(3)分裂极确定分裂极确定(4)核仁解体核仁解体(5)核膜消失核膜消失 有丝分裂各期的主要特征有丝分裂各期的主要特征1.前期（前期（prophase）染色质开始凝集染色质开始凝集核膜破裂核膜破裂核分裂核分裂(1)纺锤体形成纺锤体形成(2)有丝分裂器有丝分裂器形成形成(3)染色体向赤道面运动染色体向赤道面运动和排列和排列(4)中期染色体结构典型，中期染色体结构典型，清晰可数，适合作分清晰可数，适合作分析析2.中期（中期（metaphase）核膜解体

26、核膜解体有丝分裂器形成有丝分裂器形成与有丝分裂相关的亚细胞器与有丝分裂相关的亚细胞器 1.中心粒中心粒（cenreosome）每个中心粒为一圆筒状结构，筒壁是三联微管每个中心粒为一圆筒状结构，筒壁是三联微管 进入进入M期之前进行了复制，形成两对中心粒期之前进行了复制，形成两对中心粒2.2.着丝粒着丝粒（centromere）着丝粒是指染色体主缢痕部位的染色质着丝粒是指染色体主缢痕部位的染色质3.3.动粒动粒 动粒是附着于着丝粒上的一种细胞器，外侧有纺锤体动粒是附着于着丝粒上的一种细胞器，外侧有纺锤体微管附着，内侧与着丝粒相互交织微管附着，内侧与着丝粒相互交织 每条中期染色体有两个动粒，分别位于

27、着丝粒两侧每条中期染色体有两个动粒，分别位于着丝粒两侧着丝粒着丝粒动粒动粒与有丝分裂相关的亚细胞器与有丝分裂相关的亚细胞器有丝分裂器有丝分裂器染色体两侧动粒染色体两侧动粒动粒微管动粒微管极间微管极间微管星体微管星体微管中心体中心体中心粒中心粒 中心粒中心粒 无定形基质无定形基质 中心体中心体星星 体体 星体微管星体微管中期的标志中期的标志 染色体排列在赤道面上染色体排列在赤道面上。细胞侧面观细胞侧面观 “线状线状”细胞极面观细胞极面观 “单星单星”(1)染色体着丝粒纵裂，染色体着丝粒纵裂，姐妹染色单体彼此分姐妹染色单体彼此分开；开；(2)全部染色体平均地全部染色体平均地分成两组，分别向细分成两

28、组，分别向细胞两极移动。胞两极移动。3.后期（后期（anaphase）姐妹染色单体开始分离姐妹染色单体开始分离染色体到达两极染色体到达两极(1)(1)染色体染色体染色质染色质(2)(2)核仁重新出现核仁重新出现(3)(3)核膜重新形成核膜重新形成4.末期（末期（telophase）染色体到达两极染色体到达两极子细胞形成子细胞形成(2)全部染色体平均地分成两组，分别向细胞两极移动。Minimum number of gamete types=2n,In humans,n=23是遗传基本规律的细胞学基础变，细胞增殖就可能失控，发生癌变。同源染色体随机分向两极，染色体重组，人类染色体重组概率有223

29、个。对各时期的细胞周期时间进行检测和修复，包括终变期（diakinesis）胞质分裂是细胞分裂的最后一个环节，细胞中部缢缩，使细胞膜在此处断裂，形成两个子细胞。为生物变异提供了丰富的原材料，推动在自然选择作用下的生物进化没有纺锤体的形成和染色体的组装每条中期染色体有两个动粒，分别位于着丝粒两侧没有一系列细胞核的变化通常减数分裂I分离的是同源染色体，所以称为异型分裂（heterotypic division）或减数分裂（reductional division）。疟原虫也具有类似的情况。子细胞遗传成分 相同 不同癌基因、抑癌基因：癌基因编码的蛋白直接参与了M期包括细胞的核分裂和胞质分裂两个过程。

30、可将几乎所有的细胞同步化。G1期(gap1):指从有丝分裂完成到DNA复制之前的间胞质分裂胞质分裂u将细胞膜、细胞骨架、细胞器以及可溶性蛋将细胞膜、细胞骨架、细胞器以及可溶性蛋白质等分配给两个子细胞称为胞质分裂。白质等分配给两个子细胞称为胞质分裂。u动物细胞的胞质分裂是以缢缩和起沟的方式动物细胞的胞质分裂是以缢缩和起沟的方式完成的肌动蛋白和肌球蛋白装配成收缩环，完成的肌动蛋白和肌球蛋白装配成收缩环，通过滑动模式，使肌动蛋白收缩环紧缩，最通过滑动模式，使肌动蛋白收缩环紧缩，最终将细胞质一分为二。终将细胞质一分为二。胞质分裂是细胞分裂的最后一个环节，细胞中部缢胞质分裂是细胞分裂的最后一个环节，细胞

31、中部缢缩，使细胞膜在此处断裂，形成两个子细胞。缩，使细胞膜在此处断裂，形成两个子细胞。胞质分裂胞质分裂Dividing Muscle Myoblast(primative muscle cell)(SEM x8,000)u植物细胞的植物细胞的胞质分裂胞质分裂是靠细胞内新细胞壁的形成。是靠细胞内新细胞壁的形成。新细胞壁的装配受一种称为成膜体新细胞壁的装配受一种称为成膜体(phragmoplastphragmoplast)的结构引导。的结构引导。u来自高尔基体的膜泡来自高尔基体的膜泡(其内充满细胞壁基质所需的其内充满细胞壁基质所需的多糖和糖蛋白多糖和糖蛋白),),沿着微管运向成膜体的赤道沿着微管运

32、向成膜体的赤道,相相互融合形成圆盘状的结构互融合形成圆盘状的结构,并不断向两侧扩大直到并不断向两侧扩大直到与原有的细胞质膜和细胞壁结合与原有的细胞质膜和细胞壁结合,同时也将细胞质同时也将细胞质分成两半。分成两半。减数分裂（减数分裂（Meiosis）u由连续两次分裂构成由连续两次分裂构成u通常减数分裂通常减数分裂I分离的是同源染色体，所以称为异型分裂分离的是同源染色体，所以称为异型分裂（heterotypic division）或减数分裂（）或减数分裂（reductional division）。）。u减数分裂减数分裂II分离的是姊妹染色单体，类似于有丝分裂，所分离的是姊妹染色单体，类似于有丝分

33、裂，所以称为同型分裂（以称为同型分裂（homotypic division）或均等分裂）或均等分裂（equational division）。）。u为了描述方便将减数分裂分为几个期和亚期。为了描述方便将减数分裂分为几个期和亚期。分期分期减减数数分分裂裂第第一一次次第第二二次次前间期前间期分裂期分裂期前期前期中期中期后期后期末期末期分裂期分裂期间期间期前期前期中期中期后期后期末期末期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u称称前减数分裂间期前减数分裂间期或或前减数分裂期前减数分裂期(premeiosis)。u间期也可分为间期也可分为G1期、期、S期和期和G2期。期。uG2期

34、是有丝分裂向减数分裂转化的关键时期期是有丝分裂向减数分裂转化的关键时期。u减数分裂的减数分裂的S期时间较长，部分期时间较长，部分DNA（约（约0.3%左左右）是在合线期合成的右）是在合线期合成的一、间期一、间期二、分裂期二、分裂期（一）减数分裂（一）减数分裂I1、前期、前期I 减数分裂的特殊过程主要发生在前期减数分裂的特殊过程主要发生在前期I，通常分为，通常分为5个时期个时期细线期（细线期（leptotene），偶线期（），偶线期（zygotene），粗线），粗线期（期（pachytene），双线期（），双线期（diplotene），终变期），终变期（diakinesis）。）。减数分裂各期特

35、点：减数分裂各期特点：u第一次减数分裂：第一次减数分裂：（1 1）前期）前期细线期细线期（leptoteneleptotene）染色质呈细丝状，且每染色质呈细丝状，且每条染色体已经过复制；条染色体已经过复制；核、核仁增大核、核仁增大偶线期偶线期（zygotene）同源染色体配对、联会，每对染色体形成同源染色体配对、联会，每对染色体形成一个二价体。一个二价体。同源染色体同源染色体：一条来自父本，：一条来自父本，一条来自母本，其形态、大小一条来自母本，其形态、大小相同的一对染色体。相同的一对染色体。联会联会：同源染色体的配对。配：同源染色体的配对。配对是沿染色体纵长的各个不同对是沿染色体纵长的各个

36、不同部位开始，最后扩展到染色体部位开始，最后扩展到染色体的全长。的全长。uSC由两条同源染色体沿纵轴形成，外观呈梯子状由两条同源染色体沿纵轴形成，外观呈梯子状uSC帮助交换的完成，帮助交换的完成，SC上有重组节上有重组节(recombination nodules)，是交换发生的部位是交换发生的部位uSC主要由碱性蛋白质和主要由碱性蛋白质和RNA组成，并含有少量组成，并含有少量DNAuSC形成于合线期，成熟于粗线期，消失于双线期形成于合线期，成熟于粗线期，消失于双线期u在细线期或合线期加入在细线期或合线期加入DNA合成抑制剂，则抑制合成抑制剂，则抑制SC的形成的形成 联会复合体联会复合体粗线期

37、（粗线期（pachytene）染色体明显变粗变短；染色体明显变粗变短；同源染色体同源染色体非姊妹染色非姊妹染色单体单体间发生间发生DNADNA片断互换片断互换，光镜下可见交叉现象，光镜下可见交叉现象，产产生新的等位基因组合。生新的等位基因组合。四分体形成。四分体形成。成了4个单倍体子细胞着丝粒是指染色体主缢痕部位的染色质当HBV与cyclin整合时,cyclin的末端至“cyclin盒”的序列被HBV的蛋白取代。成了4个单倍体子细胞这种HBVcyclin嵌合蛋白丧失了cyclin本身的降解结构而不能降解。某些不进入G0期的细胞，G1期仅数小时，因而整个细胞周期也较短；有丝分裂各期的主要特征各类

38、周期蛋白均含有一段约100个氨基酸的保守序列，称为周期蛋白框，介导周期蛋白与CDK结合，不同的周期蛋白框识别不同的CDK,组成不同的周期蛋白复合体，表现不同的CDK激酶活性其优点是，操作简单，同步化程度高，细胞不受药物伤害，缺点是获得的细胞数量较少。SC帮助交换的完成，SC上有重组节(recombination nodules)，是交换发生的部位着丝粒（centromere）（1）染色质螺旋化，产生凝集后期（anaphase）粗线期（pachytene）使单层培养的细胞处于对数增殖期，此时分裂活跃，其中处于有丝分裂M期的细胞变圆隆起，与培养皿的附着性低，此时轻轻振荡，M期细胞脱离器壁，悬浮于培

39、养液中，收集培养液，再加入新鲜培养液，依法继续收集，则可获得一定数量的中期细胞。（3）合成使核膜解体的可溶性因子减数分裂（Meiosis）终变期（diakinesis）缺点是产生非均衡生长，个别细胞体积增大。（5）具有控制点（R点）细胞周期是一个相当复杂的过程,不同类型的细胞周期持续的时间不完全相同,而且,细胞的分裂状态也各有异。四分体四分体u 联会后的一对同源染色体联会后的一对同源染色体1 2 3 4A A a aB B b b1 4 2 3A A a aB B b bu注意：注意：有丝分裂中不存在有交叉互换现象有丝分裂中不存在有交叉互换现象 出现出现染色体重组染色体重组(1)双线期双线期（

40、diplotene）同源染色体开始逐渐分开，交叉端同源染色体开始逐渐分开，交叉端化现象；联会复合体消失。化现象；联会复合体消失。终变期终变期（diakinesis）染色体进一步浓缩，核膜、核仁消失染色体进一步浓缩，核膜、核仁消失2、中期、中期I核膜破裂是前期核膜破裂是前期I向中期向中期I转化的标志转化的标志3、后期、后期I二价体的两条同源染色体分开，分别向两极移动。二价体的两条同源染色体分开，分别向两极移动。同源染色体随机分向两极，染色体重组，人类染色体重组概率有同源染色体随机分向两极，染色体重组，人类染色体重组概率有223个。个。4、末期、末期I5、减数分裂间期。、减数分裂间期。（二）减数分

41、裂（二）减数分裂II可分为前、中、后、末四个四期，与有丝分裂相似。可分为前、中、后、末四个四期，与有丝分裂相似。一个精母细胞形成一个精母细胞形成4个精子；一个卵母细胞形成一个卵子及个精子；一个卵母细胞形成一个卵子及23个极体。个极体。Minimum number of gamete types=2n,In humans,n=23染色体重组染色体重组(2)女性女性男性男性精子精子卵细胞卵细胞受精卵受精卵（4646）（4646）（2323）（2323）（4646）（4646）有丝分裂有丝分裂人人发育发育受精作用受精作用减数分裂减数分裂精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞

42、精细胞精细胞精子精子变形变形精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞偶线期（zygotene）成了4个单倍体子细胞(2)全部染色体平均地分成两组，分别向细胞两极移动。自发现周期蛋白后，在不长的时间里有数十种周期蛋白被克隆和分离结果 产生2个子细胞 产生4个子细胞称前减数分裂间期或前减数分裂期(premeiosis)。不同周期蛋白的表达时期不同，与不同的CDK结合，调节不同CDK激酶的活性减数分裂(meiosis):有性生殖细胞特殊分裂方式RodShaped Bacterium,E.Timothy(Tim)Hunt着

43、丝粒是指染色体主缢痕部位的染色质M期包括细胞的核分裂和胞质分裂两个过程。遗传物质不能均等分配注意：有丝分裂中不存在有交叉互换现象有性生殖细胞形成时特殊的有丝分裂方式（2）合成与有丝分裂有关的特殊蛋白质，如微管蛋白减数分裂的特殊过程主要发生在前期I，通常分为5个时期细线期（leptotene），偶线期（zygotene），粗线期（pachytene），双线期（diplotene），终变期（diakinesis）。或几乎相同遗传特性的过程。减数分裂（Meiosis）精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细

44、胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细

45、胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精

46、母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞精原细胞精原细胞初级精母细胞初级精母细胞次级精母细胞次级精母细胞精细胞精细胞精子精子变形变形减数分裂的生物学意义减数分裂的生物学意义u使生殖细胞染色体数目从使生殖细胞染色体数目从2nn2nn，精卵结合后受精卵结合后受 精卵恢复精卵恢复2n2n。提供了两个亲体的遗

47、传物质得以结提供了两个亲体的遗传物质得以结合的机会，保证了亲代与子代之间染色体数目的合的机会，保证了亲代与子代之间染色体数目的相对恒定，为后代的性状遗传和正常发育提供了相对恒定，为后代的性状遗传和正常发育提供了物质基础物质基础u同源染色体的分离和非同源染色体之间自由组合同源染色体的分离和非同源染色体之间自由组合进入不同的配子，使后代个体表现出多样性。为进入不同的配子，使后代个体表现出多样性。为生物变异提供了丰富的原材料，推动在自然选择生物变异提供了丰富的原材料，推动在自然选择作用下的生物进化作用下的生物进化u是遗传基本规律的细胞学基础是遗传基本规律的细胞学基础有丝分裂与减数分裂比较有丝分裂与减

48、数分裂比较 比较比较 有丝分裂有丝分裂 减数分裂减数分裂 生长组织生长组织 所有正在生长的组织所有正在生长的组织 有性繁殖有性繁殖组织组织联会与互换联会与互换 无无 有有染色体分离染色体分离 姐妹染色单体分离姐妹染色单体分离 减减1 1同同源染色体分离源染色体分离 减减2 2姐妹染姐妹染色单体分离色单体分离结果结果 产生产生2 2个子细胞个子细胞 产生产生4 4个个子细胞子细胞子细胞遗传成分子细胞遗传成分 相同相同 不同不同子代与亲代染色体数子代与亲代染色体数 相同相同 亲代细胞亲代细胞的一半的一半 第四节第四节 细胞周期的调控细胞周期的调控 细胞增殖主要包括细胞增殖主要包括3个方面，即细胞生

49、个方面，即细胞生长、染色质复制和细胞分裂。细胞增殖长、染色质复制和细胞分裂。细胞增殖调控包括环境因素及细胞内与细胞增殖调控包括环境因素及细胞内与细胞增殖有关的基因及其产物相互作用的结果有关的基因及其产物相互作用的结果生长因子与生长因子受体调节生长因子与生长因子受体调节信号转导调节信号转导调节周期蛋白和周期蛋白激酶的调节周期蛋白和周期蛋白激酶的调节细胞周期有关基因及其产物调节细胞周期有关基因及其产物调节u生长因子生长因子是一类通过与特异的高亲和性的细是一类通过与特异的高亲和性的细胞受体结合，发生一系列生化反应，最终引胞受体结合，发生一系列生化反应，最终引起细胞增殖和生物学效应的多肽类物质。起细胞

50、增殖和生物学效应的多肽类物质。u生长因子与其受体结合后，可诱导多种基因生长因子与其受体结合后，可诱导多种基因的转录。在的转录。在G0期细胞加入生长因子，根据期细胞加入生长因子，根据mRNA出现快慢将这些基因分为早反应基因出现快慢将这些基因分为早反应基因和迟反应基因和迟反应基因(编码各种编码各种cyclin、CDK激酶激酶等）。早反应基因对迟反应基因的活化作用等）。早反应基因对迟反应基因的活化作用是细胞由是细胞由G1期向期向S期转变的关键。期转变的关键。生长因子与生长因子受体生长因子与生长因子受体生长因子对细胞周期的控制生长因子对细胞周期的控制 If growth factors are not