细胞生长和增殖.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。,细胞生长,细胞分裂,生命的基本特征,细胞分裂、生长的周期,细胞周期,一切有机体建立的基础；,机体组织更新的需要；,机体对细胞增殖有精确的调节。,:细胞体积增大,:细胞数目的增多,最简单的一种，分裂过程中没,有染色体的组装，没有纺锤体,的形成，核仁首先分裂，向核,的两端移动，而后核的中部从,一面或两面向内陷进，胞质分裂，形成两个子细胞,。,高等真核生物细胞增殖的主要方式，细胞分裂过程中形成临时性细胞器-有丝分裂器，以确保复制好,的遗传物质均等地分配给两个子细胞。,又叫成熟分裂，是有性生殖,个体形成生殖细胞的一种特,有的分裂方式。其中在分裂,过程中，染色体复制一次，,而细胞连续分裂两次，子细,胞只含有母细胞染色体的1/2。,第一节 细胞分裂,细胞分裂的方式,无丝分裂,(amitosis),有丝分裂,(mitosis),减数分裂,(meiosis),一.无丝分裂,直接进行细胞核与细胞质的分裂方式。分裂过程中既无染色体、纺锤体的形成，也无核膜、核仁的解体。在低等生物、高等动物高度分化的细胞等中较为常见。,无丝分裂,（直接分裂）,：,又称间接分裂，是高等真核生物细胞分裂的主要方式。,有丝分裂,核分裂,胞质分裂,有丝分裂的主要特征是：有丝分裂装置的产生,有丝分裂器,二.有丝分裂,有丝分裂特点,概念,:是在有丝分裂中期由,染色体,(chromosome),、,中心体,(,centrosome),和,纺锤体,(spindle),共同组成的临时性结构。,功能,:,在维持染色体的平衡、运动、分配中起着极为重要作用。,有丝分裂器：,(,mitotic apparatus),中心体,星体微管,纺锤体微管,极间微管,横桥,动粒微管,着丝粒,极间微管,动粒微管,区间微管,是由,大量微管,纵向排列组成中间宽，两极缩小的纺锤状结构，是临时性细胞器，对细胞分裂及染色体分离有重要作用。,纺锤体,(spindle),有丝分裂过程,间 期,核 膜,核 仁,染色质,中心体,前 期,中 期,后 期,末 期,赤道板,收缩环造成的分裂沟,动物细胞的有丝分裂,根据分裂细胞形态和结构的变化，可将连续的有丝分裂过程人为地分为前、中、后、末四个时期：,前 期,染色质凝集，染色体列队；,分裂极确定，中心体移动；,核仁缩小解体；,核纤层降解，核膜破裂；,纺缍体形成。,主要事件,中 期,主要事件,染色体最大程度凝集，排列在赤道面上形成赤道板；,有丝分裂器形成。,后 期,主要事件,着丝粒分裂；,姐妹染色单体分离。,末 期,主要事件,1.染色体解聚，形成染色质；核孔重新组装，核纤层形成，子细胞核重建；,2.纺锤体解体，细胞质分裂,收缩环,。,nm,动物细胞有丝分裂过程,有丝分裂活动中的三个重要,特征,：,染色质凝集,纺锤体形成,收缩环形成,实质：,通过核分裂及胞质分裂两个过程，借助于细胞骨架的重排，有丝分裂的细胞实现了染色体及胞质在子代细胞中的均等分配。,有丝分裂的,分子基础,：,蛋白质磷酸化与去磷酸化是有丝分裂中染色质凝集与去凝集、核膜解聚与重建等变化产生的分子基础。,有丝分裂时细胞间及细胞与胞外基质间粘附性减弱、连接松弛，也与蛋白质磷酸化状态相关,三.减数分裂,减数分裂：,发生于有性生殖细胞的成熟过程中，特征是生殖细胞连续分裂两次，而DNA只复制一次,结果产生染色体数目减半的子代生殖细胞（如：精子或卵子）。,减数分裂过程：,减数分裂,第一次减数分裂,第二次减数分裂,前期,中期,后期,末期,前期,中期,后期,末期,细线期,偶线期,粗线期,双线期,终变期,减数分裂前间期,（G1，S，G2）,减数分裂间期,（不进行DNA复制）,减数分裂过程,（一）减数分裂 I,间期,前期I,(细线期：染色质凝集，核体积增大),前期I,(偶线期),1.同源染色体配对联会,2.二价体形成（四分体）,3.联会复合体完成,同源染色体：,大小形态相同、结构相似、一条来自父亲一条来自母亲，上面载有等位基因的一对染色体。,姐妹染色单体 1和2的染色质,姐妹染色单体 3和4的染色质,联会复合体SC,侧生成分,中间区,重组节,同源染色体配对过程中细胞临时生成的特殊结构，对于稳定二价体中同源染色体紧密的配对有重要意义,前期I,(粗线期),1.二价体变成四分体,2.非姐妹染色单体之间发生,交换。,同源染色体I的2条姐妹染色单体,同源染色体II的2条姐妹染色单体,同源染色体I的着丝粒,同源染色体II的着丝粒,四分体,前期I,(双线期),1.联会复合体消失。,2.同源染色体某些部分分离，出现,交叉,。,前期I,(终变期：交叉端化，核仁消失，染色体开始移向赤道面),中期I,交叉被认为是粗线期交换发生的细胞形态学证据。,随着双线期的进行，交叉开始远离着丝粒，逐渐向染色体臂的端部移动，此现象称为,交叉端化,。,中期I,后期I,1.同源染色体分离（四分体,二分体）,2.非同源染色体随机组合,末期I：,染色体去凝集，核仁核膜重新出现，胞质分裂，n,间期:,时间短，无DNA合成，无染色体复制,前期 II,中期 II,后期 II,1.姐妹染色单体分离（二分体,单分体）,2.非姐妹染色单体随机组合。,末期 II,（二）减数分裂 II,特点:,1.一次DNA复制和两次细胞分裂；2.子细胞与母细胞之间的遗传性具有差异；3.由1个母细胞形成4个子细胞,染色体的数目减半。,减数分裂的生物学意义,1,.,维持了遗传物质的稳定,（体细胞2n=46，生殖细胞 配子：精子和卵子 n=23，受精后受精卵为2n=46）,2.,是遗传学三大定律的细胞学基础,（分离律、自由组合律、连锁互换律）,3.,是遗传和变异的细胞学基础,（同源染色体上的非姐妹染色单体的交换；非同源染色体以及非同源染色体之间的非姐妹染色单体的自由组合。）,减数分裂和有丝分裂异同,相同点,：,1.,细胞核和细胞质的周期性变化是一致的；,2.,分裂过程中都分为前中后末期；,3.,形成,有丝分裂,器；,4.,染色体的螺旋化与去螺旋化的循环,;,着丝粒的结构和功能。,不同点,(Mi,有丝分裂；,Me,减数分裂,),1.,Mi,发生在所有的体细胞,Me,只存在于生殖细胞,;,2.,Mi,:,一次均等分裂,DNA,复制一次,其结果是两个子细胞得到与亲代细胞同样的染,色,体和等量的,DNA;,Me,一次减数分裂和一次均等分裂,DNA,只复制一次,其结果产生的四个子细胞都是单倍体，含有亲代细胞,DNA,量的一半,.,3.,Mi,:DNA合成发生在S期,接着就进入G2期;,Me,:DNA合成发生在Me之前,时间较Mi长得多,接着就进入有丝分裂期。,4.,Mi,中每条染色体都是独立的,不会产生联会和交换.,第一次,Me,有同源染色体的配对,非姊妹染色体单体之间发生交换;,5.,Mi,时间一般为1-2小时；,Me,是很长的过程,（人类男性要持续24天,女性可持续数年之久.）,6.两者最基本的区别是:,Mi,的结果,遗传物质保持恒定(仅在突变或染色体畸变时产生变化),而,Me,的主要结果之一是产生遗传的多样性。,第二节 细胞周期及其调控,概念,细胞周期，又称细胞生命周期或细胞增殖周期，是指细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的过程。,细胞周期,间期,分裂期（,M,期,）,DNA合成前期（,G,1,期,）,DNA合成期（,S期,）,DNA合成后期（,G,2,期,）,前期,中期,后期,末期,一.细胞周期各时相的动态变化,G,1,期,有丝分裂完成到DNA合成之前，此期合成大量,RNA、蛋白质以及DNA复制所需的多种酶等,。,G1,期是细胞生长的主要阶段，在周期时间中占的比例最大。,G1,期细胞能对多种环境信号进行综合、协调并作出反应，以确定细胞是否进入,S,期。,G1,期也是决定细胞增殖状态的关键阶段。,细胞周期时间的不同，主要差别在,G1,期的长短不一。,G,1,期的增殖状态,限制点（R,estriction,点）,(检验点)：控制细胞由静止状态的G,1,进入DNA合成,期，是细胞周期中最重要的检验点，也是决定细胞命运的主要阶段。主要检查DNA是否损伤、细胞外环境是否适宜、细胞体积是否足够大等因素。,与体积、营养、细胞接触、生长因子、DNA完整等因素有关,增殖周期,中的细胞,G,1,期,G,2,期,S期,M期,R,1）继续增殖细胞:始终保持旺盛的增殖活性，分化程度低，细胞代谢水平高，对环境信号敏感。如造血干细胞。,3）永不增殖细胞:无增殖能力的细胞，结构和功能高度分化，如哺乳类的成熟红细胞，神经元细胞等。,2）暂不增殖细胞（G0期细胞）：这类细胞在G1期合成具有特殊功能的RNA和蛋白质，使结构和功能发生分化，长期停留在G1期而不越过R点，但这种细胞并未失去增殖能力，在适当条件下可以恢复到增殖状态。如肝、肾的实质细胞。,S,期,S,期：,从DNA合成开始到DNA合成结束的全过程，是细胞增殖周期的关键阶段。,主要特点：,进行DNA的复制、组蛋白和非组蛋白合成、染色体复制、组蛋白磷酸化、中心粒的复制及分离形成子中心粒。,S,期活化因子：,为DNA合成时所需要的启动信号（DNA合成诱导者）。,G,1,S,交界时：,S,期活化因子开始合成。,S中期：,S,期活化因子含量最高。,S期结束：,S,期活化因子迅速消失。,S期检验点（DNA复制检验点）：检测DNA复制是否完整以及是否被多次复制，防止DNA受损和未完成DNA复制的细胞进入有丝分裂,DNA变化曲线,G,2,期,从DNA复制完成到有丝分裂开始前的时期，为有丝分裂进行物质和能量的条件准备（加速RNA、ATP及与有丝分裂相关蛋白的合成）。并合成有丝分裂调控的重要因子,MPF,（其成分为P34,cdc2,和cyclin，在卵细胞成熟、受精及受精卵分裂过程中起着核心的作用，它的活性的升高和降低决定着细胞分裂的进入和退出。）,G2/M期检验点（DNA损伤检验点）,M,期,染色质螺旋化变为染色体，并均匀分配到两个子细胞的过程。同时伴有核的一系列变化和胞质分裂。,细胞周期调控因子,1、MPF,maturation-promoting factor,2、细胞分裂周期基因CDC,：与细胞分裂和细胞周期调控相关的基因,3、细胞周期蛋白,cyclin,：随细胞周期进程周期性地出现及消失。哺乳动物包括cyclin AH.,Cyclin C,D,E-G1期蛋白，在G1向S期转化过程起调节作用。,Cyclin D细胞G1/S期转化所必需。,Cyclin AS期周期蛋白,Cyclin B始于S期，在G2/M时达到高峰，至M期结束而降解、消失,4、细胞周期蛋白依赖性激酶,（cyclin-dependent kinase,Cdk）：,必须与细胞周期蛋白结合后才具有激酶活性的蛋白激酶，已发现Cdk 18.,cyclin-Cdk 复合物是细胞周期调控体系的核心，其周期性的形成及降解，引发细胞周期进程中特定事件的发生，促成G1期向S期、G2期向M期、中期向后期等关键过程不可逆的转换。,5、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂CDKI,6、泛素,2001,年，美国人,LelandHartwell,、英国人,Paul Nurse,、,TimothyHunt,因对,细胞周期调控机理,的研究而获诺贝尔生理医学奖,。,思考题：,1.细胞分裂的种类？,2.有丝分裂和减数分裂的相同和不同点是什么？,3.细胞周期的基本概念以及各期的特点是什么？,4.简述有丝分裂4个时期的主要特点？,5.试述减数分裂有什么意义？,