第八章 细胞增殖和细胞周期

细胞增殖（cell proliferation） ----- 是细胞生命活动的重要特征之一

概念：细胞通过生长和分裂，产生与母细胞具有相同遗传特性的子细胞，使细胞数目增加的过程。 方式：无丝分裂 --- amitosis 有丝分裂 --- mitosis 减数分裂 --- meiosis

第一节 细胞分裂(Cell division)

一、无丝分裂（amitosis）：指细胞核与细胞质的直接分裂，细胞核拉长呈哑铃形，中央变细断开，细胞分裂成

两个。鸡胚血细胞、低等生物常见。

二、有丝分裂（mitosis）：又称间接分裂，特点是细胞通过有丝分裂装置或纺锤体将遗传物质精确的等分到两个

细胞中，以保证细胞增殖过程中的遗传稳定性。

1、前期prophase：①染色质凝集成染色体 ②核膜破裂和核仁消失

③确定分裂极，形成早期纺锤体 有丝分裂器(mitotic apparatus)：由两端星体、星体微管、极间微管和动粒微管组合形成

的临时性纺锤形结构，能确保将已复制好的两套遗传物质平均分配给两个子细胞。

2、中期metaphase：染色体排列在赤道面 ，形成完整的纺锤体

3、后期anaphase：着丝粒一分为二，姐妹染色单体分离,并移向两极 4、末期telophase：形成两个子核，胞质分裂（cytokinesis）

有丝分裂过程中染色体的动力机制： 1、染色体整列（排队）：指染色体整齐的排列到赤道板上的过程，是启动染色体分离并向两个子细

胞中平均分配的先决条件。

解释染色体向赤道板排列的两种假说：牵拉假说、外推假说

2、染色体分离：后期染色单体分离和向两极移动的运动机制，后期A和后期B两个阶段假说P217

三、减数分裂（meiosis）：减数分裂是特殊的有丝分裂，仅发生于有性生殖细胞形成过程中的某个阶段，细胞仅

进行一次DNA复制，随后进行两次细胞分裂

1、减数分裂前间期：G1期、S期（特别长）、G2期 2、第一次分裂：

（1）前期I（prophase I）：①细线期：染色质凝集和同源染色体开始配对

②偶线期：同源染色体配对和联会，形成二价体（配对后，两条同源染

色体紧密结合在一起形成的复合结构）和联会复合体（同源 染色体在联会的部位形成的特殊复合结构）。

③粗线期：染色体缩短变粗, 出现四分体；

在联会复合体（SC）中部出现球状椭圆形重组结； 非姐妹染色单体发生重组和交换；

合成一小部分P-DNA，编码一些与DNA点切和修复有关的酶； 合成减数分裂期专有的组蛋白。

④双线期：重组结束，同源染色体开始分离，同源染色体间的联会复合

体消失，大部分片断分开，仅留一些连接点，称交叉。RNA合成活跃，持续时间一般较长，其长短变化很大

⑤终变期：染色体继续缩短变粗,同源染色体重组完成； 核仁、核膜消失，纺锤体形成； 四分体较均匀的分布在细胞核中。

（2）中期I（metaphase I）：同源染色体没有完全分开，仍有交叉；

成对的同源染色体排列于赤道面上

（3）后期I（anaphase I）：同源染色体分开并向两极移动，染色体数目减半 （4）末期I（telophase I）：①子细胞核重建，胞质分裂，形成两个间期子细胞； ②立即准备减数第二次分裂

3、减数分裂间期：短暂，没有DNA复制，只有中心体的复制

4、第二次分裂：

（1）前期II：形成染色体和纺锤体，核膜核仁消失 （2）中期II：各染色体排列在赤道面上

（3）后期II：姐妹染色单体分开，并向两极移动 （4）末期II：形成四个子细胞（遗传物质减半）

减数分裂的意义:是生物有性生殖的基础.

确保世代间遗传的稳定性.

增加变异机会,确保生物的多样性并增强生物适应环境变化的能力. 是生物遗传、进化和多样性的重要基础保证.

有丝分裂与减数分裂的区别：

所发生的细胞 DNA复制次数 细胞分裂次数 分裂过程中染色体行为变化 是否联会 是否出现四分体 同源染色体变化 着丝点何时分裂 子细胞染色体数 子细胞个数

减数分裂 生殖细胞 1 2 是 是 同源染色体分离 后期II 减半 4个 有丝分裂 体细胞 1 1 否 否 不分离 后期 与母细胞一样 2个 第二节 细胞周（cell cycle）

一、概念：

从一次细胞分裂结束开始，经过物质积累过程，直到下一次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期(cell cycle) 又称细胞生活周期或细胞增殖周期

G1期（gap1 phase）：DNA合成前期 间期（interphase） S期 （synthesis phase）：DNA合成期 G2期（gap2 phase）：DNA合成后期 细胞周期 前期（prophase） 有丝分裂期--M期 中期 (metaphase)

（mitotic phase） 后期 (anaphase)

末期 (telophase)

细胞在体内的增殖特性：

G0期细胞：长期停留在G0期，暂不增殖 终末分化细胞：失去了增殖能力 周期性细胞：连续不断分裂

G1期 (gap1 phase): 细胞周期中时间最长,变化最大

G1早期: 细胞的生长,主要是RNA、蛋白质、脂类和糖类的合成 G1晚期: 为DNA合成作准备 存在检查点(checkpoint, R)

S期 (synthesis phase):进行DNA复制，DNA含量增加一倍

合成组蛋白和非组蛋白,进行中心体的复制

G2期 (gap2 phase):合成新的RNA和蛋白质分子、成熟促进因子MPF，

合成微管蛋白 ，合成剩余的0.3%染色体DNA

M期 (mitotic phase) ：时间最短，但形态结构变化最大; 包括核分裂和胞质分裂;

将遗传物质均等地分到两个子细胞中; 分为前期、中期、后期、末期.

(难点，了解)细胞周期调控: 细胞周期关键事件:DNA复制、细胞分裂 细胞周期的运行是在严格的调控下进行的，这是一个精细而复杂的过程

细胞周期调控蛋白----成熟促进因子(maturation promoting factor, MPF) Cyclin 细胞周期蛋白 （调节亚基）

---使 CDK磷酸化和活化的蛋白

Cdk 细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶（催化亚基） ---以磷酸化的形式作用于细胞周期事件 CKI CDK抑制因子

---抑制CDK 活性,阻断或延迟细胞周期的进行

MPF是控制细胞进入M期的关键因素

G1/S期的转化：G1早期: Cyclin-CDK保持灭活状态 G1晚期:G1期 Cyclin转录活性逐渐升高

进出S期的调控：S-CdK通过控制DNA复制的启动以防止重复复制 在一个S期内，Pre-RC只行使一次功能

G2/M期的转化：M期 cyclin的合成及活性升高并与M-CDK结合

M-CdK启动M期的开始：活化的M-CdK：1、核膜破裂---核纤层蛋白磷酸化 2、染色体凝集---染色体凝集蛋白磷酸化 3、纺锤体形成---GM130磷酸化 4、高尔基体内质网重排---微管结合蛋白磷酸化 ----M期开始

M中期向M后期的转化：APC（anaphase promoting complex）促后期蛋白复合体 ----通过泛素化途径使M期cyclin降解，促使染色体的两个单体分开

细胞周期检查点（checkpoint，R）：是细胞周期调控的一种机制，主要是确保细胞周期中每一事件都按严格的先

后顺序进行并与外界环境因素相联系。

细胞增殖异常疾病：细胞增殖抑制性疾病---贫血、艾滋病等 细胞增殖失控性疾病---肿瘤

★第三章 细胞分化

细胞分化（cell differentiation）

--- 从受精开始的个体发育过程中细胞之间逐渐产生稳定性差异的过程 实质：基因选择性的表达 特征：1、相对稳定，不可逆

2、细胞决定早于细胞分化

细胞决定：个体发育过程中，细胞在发生可识别的分化特征之前，就已经决定了未来发育的命运，并

向特定的方向分化，细胞预先作出的分化决定。

3、细胞分化具有时空性

4、细胞分化过程中可产生转分化与去分化。

细胞分化的潜能：

1、在发育过程中细胞潜能逐渐变窄：

全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。 多能性：失去发育成完整个体的能力，但仍具有发育成多种表型的能力。 单能性：仅有分化成一种细胞的能力

2、分化细胞细胞核的全能性：分化的细胞DNA含量没有发生变化 分化细胞中染色体数目没有发生变化 分化细胞的基因数目没有发生变化

分化细胞具有同种全部基因的直接证据---分子杂交实验 细胞核移植实验

细胞分化基因：管家基因---维持细胞生存所必需的基因，所有细胞中均表达，对细胞只起协助作用。 奢侈基因---存在于各种组织，具有不同选择表达的基因。

细胞分化调控的不同水平：转录水平、翻译水平、蛋白质形成后活性调节水平等

肿瘤细胞的基本特征：癌细胞核大、核仁数目多，核膜和核仁轮廓清楚。 1、细胞生长和分裂失去控制 2、具有浸润性和扩散性 3、细胞间互相作用改变

4、蛋白表达谱系或蛋白活性改变 5、mRNA转录谱系发生改变

6、体外培养的恶性转化细胞（不具接触抑制）