细胞生长与增殖

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1、1第十一章 细胞生长与增殖第十一章 细胞生长与增殖细胞增殖（cell proliferation）：是通过细胞增殖（cell proliferation）：是通过细 胞分裂细 胞分裂(cell division)产生与母细胞(cell division)产生与母细胞遗传特 性相同遗传特 性相同的子细胞，使细胞的子细胞，使细胞数目增加数目增加的过程。的过程。张 岚 医学遗传与细胞生物教研室张 岚 医学遗传与细胞生物教研室概 论概 论 细胞的生长与增殖细胞的生长与增殖是生命得以延续的保证: 1、有机体的生长发育 2、成熟个体生命活动的维持：创伤 修复、更新与补充是生命得以延续的保证: 1、有机体的

2、生长发育 2、成熟个体生命活动的维持：创伤 修复、更新与补充 细胞增殖细胞增殖具有精密准确的调控机制具有精密准确的调控机制 异常：异常：增殖过渡?肿瘤；受到抑制?功能不 全或异常。增殖过渡?肿瘤；受到抑制?功能不 全或异常。细胞生长和增殖的全过程称为细胞生长和增殖的全过程称为细胞周期细胞周期（cell cycle），是指），是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂 结束开始到下一次分裂结束为止所经历连续分裂的细胞从一次有丝分裂 结束开始到下一次分裂结束为止所经历的过程的过程第一节 细胞周期与细胞增殖第一节 细胞周期与细胞增殖第一节 细胞周期与细胞增殖第一节 细胞周期与细胞增殖一.细胞周期概述一.细胞周

3、期概述细胞周期细胞周期间期有丝分裂期间期有丝分裂期（M期期）G1期（期（DNA合成前期）合成前期） S 期（期（DNA合成期）合成期） G2期（期（DNA合成后期）合成后期）前期 前中期 中期 后期 末期前期 前中期 中期 后期 末期G1SG2MTc=TG1+TS+TG2+TM细胞分化细胞分化G1早期: 早期: 染色质螺旋化程度较高，RNA和蛋白质含量较少染色质螺旋化程度较高，RNA和蛋白质含量较少G1晚期: 晚期: 染色质螺旋化程度较低，RNA和蛋白质含量较多染色质螺旋化程度较低，RNA和蛋白质含量较多G1SG2MG0(静止状态静止状态)G1早期早期G1晚期晚期G0G1早期早期G1晚期晚期当

4、当RNA与蛋白质含量与蛋白质含量达到达到一定阈值时一定阈值时 当当RNA与蛋白质含量与蛋白质含量未达到未达到一定阈值时如细胞合成一些特异性的一定阈值时如细胞合成一些特异性的RNA和蛋 白质，进入分化状态和蛋 白质，进入分化状态G1早期细胞走向:早期细胞走向: G2M细胞分化细胞分化G0期期S2继续增殖细胞：继续增殖细胞： 始终保持活跃的增殖能力的细胞。如始终保持活跃的增殖能力的细胞。如 表皮生发层细胞表皮生发层细胞、部分骨髓细胞部分骨髓细胞。暂不增殖细胞：暂不增殖细胞： 保持着增殖能力但处于暂不增殖状 态的细胞(G保持着增殖能力但处于暂不增殖状 态的细胞(G0 0期细胞),在适宜条件下又 可重

5、返细胞周期。如期细胞),在适宜条件下又 可重返细胞周期。如淋巴细胞、肝、肾 细胞淋巴细胞、肝、肾 细胞等。等。G G1 1期细胞的类型期细胞的类型永不增殖细胞：永不增殖细胞： 这类细胞丧失增殖能力，永远停留在G这类细胞丧失增殖能力，永远停留在G1 1 期，形态结构和功能高度分化的细胞，如期，形态结构和功能高度分化的细胞，如 红细胞、神经、肌肉、多形核红细胞、神经、肌肉、多形核细胞等。细胞等。细胞分化细胞分化永不增殖细胞永不增殖细胞G暂不增殖细胞暂不增殖细胞死亡死亡 继续增殖继续增殖二. 细胞周期各时相的特点二. 细胞周期各时相的特点（1）G（1）G1 1期是细胞周期中最长的一段时间期是细胞周期

6、中最长的一段时间 G G1 1期期时长在不同细胞中相差很大时长在不同细胞中相差很大 G G1 1期期的长短决定细胞周期的时间的长短决定细胞周期的时间 原因：原因：G G1 1期经过一个相当长的生长时间补充 子细胞的细胞质物质，使细胞体积增加， 核质比恢复平衡。期经过一个相当长的生长时间补充 子细胞的细胞质物质，使细胞体积增加， 核质比恢复平衡。1 G1期（DNA合成前期）1 G1期（DNA合成前期） 早期：早期：合成合成三种三种RNA（必要条件），（必要条件），组装核 糖体，合成组装核 糖体，合成结构蛋白结构蛋白、酶蛋白酶蛋白等等细胞体积 增加细胞体积 增加。 晚期晚期：为：为DNA复制做好物

7、质准备，合成各种复制做好物质准备，合成各种 RNA和蛋白质（DNA聚合酶、和蛋白质（DNA聚合酶、钙调蛋白钙调蛋白和细胞 周期蛋白等）。和细胞 周期蛋白等）。 多种蛋白质发生磷酸化作用，如组蛋白、非 组蛋白、蛋白激酶等。多种蛋白质发生磷酸化作用，如组蛋白、非 组蛋白、蛋白激酶等。（2）G（2）G1 1期细胞发生活跃的生化变化期细胞发生活跃的生化变化3 3 G2期（DNA合成后期）期（DNA合成后期）为为M期的细胞分裂作好物质和能量贮备加速合成RNA和期的细胞分裂作好物质和能量贮备加速合成RNA和有丝分裂相关的蛋白质（微管蛋白、与核膜崩解、染色体凝集相关的成熟促进因子等）有丝分裂相关的蛋白质（微

8、管蛋白、与核膜崩解、染色体凝集相关的成熟促进因子等） 4 4 M期(分裂期）期(分裂期）把复制好的染色体平均地分到两个子细胞中去把复制好的染色体平均地分到两个子细胞中去2 2 S 期（DNA合成期）期（DNA合成期） ?DNA复制复制为细胞分裂的先决条件为细胞分裂的先决条件 ?组蛋白组蛋白开始合成，非组蛋白大量合成开始合成，非组蛋白大量合成 ?中心粒中心粒的复制时期的复制时期（一） 无丝分裂（一） 无丝分裂（amitosis） 1、1、无丝分裂无丝分裂是不经过有丝分裂时期而直 接分裂为两个是不经过有丝分裂时期而直 接分裂为两个相似相似的子细胞的过程。的子细胞的过程。 2、特点: 2、特点: 分

9、裂时细胞体积增长，细胞核伸长呈 哑铃状缢断，同时细胞中部收缩直至完 全裂开成两个细胞分裂时细胞体积增长，细胞核伸长呈 哑铃状缢断，同时细胞中部收缩直至完 全裂开成两个细胞 简单、迅速简单、迅速 没有染色体、纺缍体的形成，没有核 膜、核仁的解体没有染色体、纺缍体的形成，没有核 膜、核仁的解体 是低等生物细胞增殖的主要方式是低等生物细胞增殖的主要方式动画动画三、细胞增殖的方式三、细胞增殖的方式3（二）有丝分裂（二）有丝分裂 (mitosis，M 期期)2n核分裂胞质分裂核分裂胞质分裂前、前中、中、后、末期前、前中、中、后、末期 间期：间期： DNA复制复制有丝分裂有丝分裂细胞通过细胞通过核分裂和胞

10、质分裂核分裂和胞质分裂，产生 两个与亲代，产生 两个与亲代相同相同的的子细胞核子细胞核的过程。的过程。2n2n有丝分裂的特点：有丝分裂的特点：1、细胞形态结构发生巨大变化： （1）染色质染色体 （2）出现1、细胞形态结构发生巨大变化： （1）染色质染色体 （2）出现有丝分裂器有丝分裂器和和收缩环收缩环 （3）核膜、核仁的消失和重建3、是真核细胞的主要的增殖方式。（3）核膜、核仁的消失和重建3、是真核细胞的主要的增殖方式。2、复制的染色体能平均地分给两个子细胞，、复制的染色体能平均地分给两个子细胞， 子细胞染色体数与母细胞相同。子细胞染色体数与母细胞相同。间期：间期：DNA复制 中心体组装DNA

11、复制 中心体组装中心粒复制中心粒复制间期细胞间期细胞中心体组装中心体组装中心体分离 染色质凝集中心体分离 染色质凝集前 期前 期有丝分裂的一般过程有丝分裂的一般过程 1、前期：、前期： 2、前中期：、前中期： 3、中期：、中期： 4、后期：、后期： 5、末期：、末期： 6、胞质分离：、胞质分离：SWF前期前期中期中期前中期前中期末期末期后期后期（三）减数分裂（三）减数分裂 (meiosis)在在生殖细胞生殖细胞形成过程中，使形成过程中，使子细 胞染色体数目减半子细 胞染色体数目减半的细胞分裂。的细胞分裂。42n性母细胞间期性母细胞间期: DNA复制复制减数分裂减数分裂前、中、后、末期前、中、后

12、、末期前、中、后、末期前、中、后、末期n nnn减数分裂减数分裂终变期 双线期 粗线期 偶线期 细线期终变期 双线期 粗线期 偶线期 细线期DNA复制一次复制一次，细胞，细胞分裂两次分裂两次，子细胞染色体数目，子细胞染色体数目减半减半。总特点总特点nnnn1 减数分裂的过程减数分裂的过程前间期：前间期：原始生殖细胞原始生殖细胞分化形成分化形成初级生殖母细胞初级生殖母细胞 DNA复制（S期很长），组装成染色体， 中心体和DNA复制（S期很长），组装成染色体， 中心体和单侧单侧动粒组装动粒组装着丝粒着丝粒单侧动粒单侧动粒姐妹染色单体姐妹染色单体一条染色单体没有动粒一条染色单体没有动粒减数分裂的前期

13、减数分裂的前期 I (prophase )：细线期偶线期粗线期终变期双线期细线期：细线期：染色质螺旋成细线状的染色体染色质螺旋成细线状的染色体偶线期：偶线期：同源染色体同源染色体联会联会，形成，形成二价体二价体。联会：联会：同源染色体配对，互相靠拢的现象同源染色体配对，互相靠拢的现象间期间期细线期细线期偶线期偶线期两条形态、大小和遗传功能相似的染色 体，其中一条来自父方，一条来自母方。两条形态、大小和遗传功能相似的染色 体，其中一条来自父方，一条来自母方。 姐妹染色单体姐妹染色单体非姐妹染色单体非姐妹染色单体非同源染色体非同源染色体?同源染色体：同源染色体：同源染色体（四分体）同源染色体（四分

14、体） 联会复合体联会复合体：由一长梯形的：由一长梯形的蛋白质蛋白质核心 组成。核心 组成。 侧生组分侧生组分 中央组分中央组分 横向排列的纤维横向排列的纤维 二价体二价体：联会的结果形成二价体，每个 二价体中含一对同源染色体。：联会的结果形成二价体，每个 二价体中含一对同源染色体。5粗线期（重组 期）：粗线期（重组 期）： 出现明显的出现明显的四分体四分体 同源染色体的非姐 妹染色单体的相对 应的片段发生同源染色体的非姐 妹染色单体的相对 应的片段发生交 叉、互换交 叉、互换-联会复 合体联会复 合体中形成的中形成的重组 节重组 节部位，出现部位，出现基因 重组基因 重组交叉交叉双线期：双线期

15、：同源染色体互相排斥分开 ，出现 交叉的端化同源染色体互相排斥分开 ，出现 交叉的端化 终变期终变期:染色体浓缩得更粗短，核膜、核仁消失染色体浓缩得更粗短，核膜、核仁消失双线期终变期双线期终变期中期中期(metaphase )：同源染色体（四 分体）排列在细胞中央的赤道面上同源染色体（四 分体）排列在细胞中央的赤道面上后期后期(anaphase )：同源染色体分离非同源染色体自由组合同源染色体分离非同源染色体自由组合 末期末期(telophase )：形成两个子 细胞形成两个子 细胞 末期I末期I后期I中期I后期I中期I中期：中期：姐妹染色单体（二分体）排列 在细胞的赤道面上姐妹染色单体（二分

16、体）排列 在细胞的赤道面上前期：前期：染色质逐渐螺旋形成染色体染色质逐渐螺旋形成染色体前期前期 II中期中期 II减数分裂间期：减数分裂间期：中心体组装，中心体组装，双侧双侧 动粒组装动粒组装末期：末期：形成4个子细胞，子细胞染色体 数目减半。形成4个子细胞，子细胞染色体 数目减半。后期：后期：姐妹染色单体分别向两极移动姐妹染色单体分别向两极移动后期后期 II末期末期 II 保持亲代与子代之间遗传物质的恒定性 增加后代遗传性状的多样性 保持亲代与子代之间遗传物质的恒定性 增加后代遗传性状的多样性同源染色体的非姐妹染色单体互换同源染色体的非姐妹染色单体互换非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合2n父亲母亲父亲母亲2nn减数分裂减数分裂 n精子卵子精子卵子2n受 精受 精2 减数分裂的特征和意义减数分裂的特征