《细胞生物学》教案（第20次课2学时）一、授课题目第十一章细胞增殖及其调控（CellproliferationandControl)二、教学目的和要求1.熟练掌握有丝分裂和减数分裂各自的过程以及区别：2.理解细胞周期不同时相在形态上和生物化学上的变化：3.掌握细胞周期的调控4.了解细胞周期的时间测定三、教学重点和难点教学重点：1有丝分裂、减数分裂2各种调控因子的作用教学难点：细胞周期调控的机理四、主要参考资料翟中和细胞生物学，第三版：北京：高等教育出版社，2007五、教学过程细胞结构与功能（生物膜、遗传信息和表达系统、细胞骨架）→细胞重大生命活动及其分子调控机制（细胞衰老、细胞分化、细胞社会的联系）1858年德国病理学家威尔肖提出，细胞只能来自已有的细胞，正如植物只能来自植物，动物只能来自动物“Whereacellarises,theremustbeapreviouscell,justasanimalscanonlyarisefromanimalsandplantsfromplants"，导致整个细胞学说的完整性。细胞是通过细胞分裂来的，细胞分裂又是通过细胞周期，通过一个有序的、细胞不断增殖、分裂，从而导致在数量上的增加这样一个过程。细胞增殖的意义：1.子代产生、个体生长和发育的基础(Forthegrowthanddevelopmentofamulticellularorganism, and for thegeneration ofoffspring,)
《细胞生物学》教案 （第 20 次课 2 学时） 一、授课题目 第十一章 细胞增殖及其调控（Cell proliferation and Control） 二、教学目的和要求 1.熟练掌握有丝分裂和减数分裂各自的过程以及区别； 2.理解细胞周期不同时相在形态上和生物化学上的变化； 3.掌握细胞周期的调控 4.了解细胞周期的时间测定. 三、教学重点和难点 教学重点：1 有丝分裂、减数分裂 2 各种调控因子的作用 教学难点：细胞周期调控的机理 四、主要参考资料 翟中和． 细胞生物学， 第三版．北京：高等教育出版社，2007 五、教学过程 细胞结构与功能（生物膜、遗传信息和表达系统、细胞骨架）→细胞重大生命活动 及其分子调控机制（细胞衰老、细胞分化、细胞社会的联系） 1858 年德国病理学家 威尔肖提出，细胞只能来自已有的细胞，正如植物只能来自植 物，动物只能来自动物“Where a cell arises, there must be a previous cell, just as animals can only arise from animals and plants from plants”，导致整个细胞学说的完整性。 细胞是通过细胞分裂来的，细胞分裂又是通过细胞周期，通过一个有序的、细胞不断增 殖、分裂，从而导致在数量上的增加这样一个过程。 细胞增殖的意义： 1. 子代产生、个体生长和发育的基础(For the growth and development of a multicellular organism, and for the generation of offspring; )
6weeks12weeks16weeks2.单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加；多细胞生物由一个单细胞即受精卵分裂发育而来，细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。成体生物仍然需要细胞增殖，主要取代衰老死亡的细胞，维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。Produceneworganismsinunicellularspecies个受精卵发育为初生婴儿，细胞数目增至10个，长至成年有1014个。3.机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞增殖。Renew the aging, apoptotic cells, and damaged tissue,1个人的个体大概有1014个细胞构成；红细胞每天死亡101个（平均寿命120天)；每秒钟有2百万个造血干细胞在分裂增殖：皮肤干细胞：（在皮肤基底层，皮肤干细胞逐渐分裂特化，变成脱落鳞片细胞；以色列研究人员在实验室内首次成功地把心脏衰竭患者的皮肤细胞培养成健康、跳动的心脏组织）紧福甜需华福号基鹿屏墙络维织皮肤干细胞小肠干细胞（人类和啮齿类动物的小肠上皮终生更新不断，这种更新是由位于小肠隐窝底部的多潜能干细胞驱动的。小肠上皮细胞的凋亡脱落及受损坏死与干细胞增殖、分化之间的动态平衡，在维持肠道屏障结构和功能的完整以及损伤后的修复中扮演着重要角色。小肠上皮是单层柱状上皮结构，在人类、小鼠和大鼠，肠上皮在从功能上可分为两个不连续的单位一一绒毛分化单位和隐窝增殖单位，干细胞增殖、分化移行路线清晰，使之成为研究成体于细胞体内分化机制的良好模型。）
2. 单细胞生物细胞增殖导致生物个体数量的增加；多细胞生物由一个单细胞即受精卵 分裂发育而来， 细胞增殖是多细胞生物繁殖基础。成体生物仍然需要细胞增殖，主要取 代衰老死亡的细胞， 维持个体细胞数量的相对平衡和机体的正常功能。 Produce new organisms in unicellular species; 一个受精卵发育为初生婴儿，细胞数目增至 10 个，长至成年有 1014 个。 3. 机体创伤愈合、组织再生、病理组织修复等，都要依赖细胞增殖。 Renew the aging, apoptotic cells, and damaged tissue; 1 个人的个体大概有 1014 个细胞构成；红细胞每天死亡 1011 个(平均寿命 120 天)；每秒钟 有 2 百万个造血干细胞在分裂增殖； 皮肤干细胞；(在皮肤基底层，皮肤干细胞逐渐分裂特化，变成脱落鳞片细胞；以色列研究 人员在实验室内首次成功地把心脏衰竭患者的皮肤细胞培养成健康、跳动的心脏组织) 小肠干细胞（人类和啮齿类动物的小肠上皮终生更新不断，这种更新是由位于小肠隐窝底部的多潜能 干细胞驱动的。小肠上皮细胞的凋亡脱落及受损坏死与干细胞增殖、分化之间的动态平衡，在维持肠道 屏障结构和功能的完整以及损伤后的修复中扮演着重要角色。小肠上皮是单层柱状上皮结构，在人类、 小鼠和大鼠，肠上皮在从功能上可分为两个不连续的单位——绒毛分化单位和隐窝增殖单位，干细胞增 殖、分化移行路线清晰，使之成为研究成体干细胞体内分化机制的良好模型。）
第一节细胞周期、细胞周期（Cellcycle）概述细胞周期亦称有丝分裂周期（mitosiscycle），细胞生长到一定程度，不是繁殖就是死亡。细胞分裂后产生的新细胞生长增大，随后又平均地分裂成两个和原来母细胞“一样”的子细胞，细胞这种生长与分裂的循环称细胞周期。（一）细胞周期的概念具体地说，细胞周期是指细胞从一次分裂结束开始生长，到下一次分裂终了所经历的过程。又叫细胞的一个生活周期，是一个细胞物质积累与细胞分裂的循环过程。一个周期所占用的时间，即为细胞的一个世代（generationtime）。?OriginalOcellDaughterOcellsStages of the cell cycleM=mitosisMS=DNAsynthesisG=gapG2G1S（二）细胞周期的划分最早划分细胞周期的是Howard&Pelc（1951一1953），从细胞形态的变化考虑，将细胞周期划分为间期（interphase）和分裂期（mitosisphase或divisionphase），间期是物质准备和积累阶段，分裂期则是细胞增殖的实施过程。间期难以靠形态学指标划分，Howard发现DNA是在间期的一定时间合成的，于是，他将间期划分为DNA合成前期（G1），DNA合成期（S）和DNA合成后期（G2）。M期依形态学指标分为前、中、后、未四个时期，各个时期又称为时相。整个周期表示为：G1一S-G2→M
第一节 细胞周期 一、细胞周期（Cell cycle）概述 细胞周期亦称有丝分裂周期（mitosis cycle），细胞生长到一定程度，不是繁殖就是死亡。 细胞分裂后产生的新细胞生长增大，随后又平均地分裂成两个和原来母细胞“一样”的子 细胞，细胞这种生长与分裂的循环称细胞周期。 （一）细胞周期的概念 具体地说，细胞周期是指细胞从一次分裂结束开始生长，到下一次分裂终了所经历的过程。 又叫细胞的一个生活周期，是一个细胞物质积累与细胞分裂的循环过程。一个周期所占用 的时间，即为细胞的一个世代（generation time）。 （二）细胞周期的划分 最早划分细胞周期的是 Howard ＆ Pelc （1951—1953），从细胞形态的变化考虑，将细 胞周期划分为间期（interphase）和分裂期（mitosis phase 或 division phase），间期是物质 准备和积累阶段，分裂期则是细胞增殖的实施过程。 间期难以靠形态学指标划分，Howard 发现 DNA 是在间期的一定时间合成的，于是，他将 间期划分为 DNA 合成前期（G1），DNA 合成期（S）和 DNA 合成后期（G2）。M 期依 形态学指标分为前、中、后、未四个时期，各个时期又称为时相。整个周期表示为：G1→ S→G2→M
间期?分裂期实验：用32P标记DNA合成前体物，发现在间期中有一段时间能标记上（有同位素的放射自显影颗粒），此时就是DAN复制的时候，称为S期（sythesis）；在S期前后，分别是G1期（gap1）和G2期：因此，细胞要完成一次增殖，从一个细胞变成两个细胞，就要经历这四个不同的时相：G1SInterphase间期Cell cycleG2RMphase分裂期G1期：要合成大量蛋白质，为细胞进入S期做准备：G2期仍然要表达一些蛋白质，为细胞进入M期做准备：M期主要是核分裂和细胞的分裂：
实验：用 32P 标记 DNA 合成前体物，发现在间期中有一段时间能标记上（有同位素的放 射自显影颗粒），此时就是 DAN 复制的时候，称为 S 期（sythesis）；在 S 期前后，分别 是 G1 期（gap1）和 G2 期；因此，细胞要完成一次增殖，从一个细胞变成两个细胞，就 要经历这四个不同的时相； G1 期：要合成大量蛋白质，为细胞进入 S 期做准备；G2 期仍然要表达一些蛋白质，为细 胞进入 M 期做准备；M 期主要是核分裂和细胞的分裂；
DIVISION24hourHASESomeeukaryoticcell cycletimes（当一个细胞经历M期后，它从一个子细胞变成两个子细胞：这两个子细胞要进入下一个细胞周期进行增殖，G1-→S→G2-→M，例如大约要经历24小时，间期经历的时间占大部分，S期大约需要10小时，M期大约是半小时）（因此，无论是观察骨髓细胞分裂相，还是通过血细胞培养观察分裂相，都需要用秋水仙素来处理（富集作用），使细胞停留在有丝分裂中期）（G1→S→G2这个过程中细胞不断生长，生长到一定程度才进入M期，一分为二；因此，间期不仅仅是合成DNA，而且细胞还要生长；生长、增殖还需要生长因子的刺激：很多高度分化的体细胞是不增殖的：）补充：秋水仙素的作用机理：当细胞进行分裂时，一方面能使染色体的着丝点延迟分裂，于是已复制的染色体两条单体分离，而着丝点仍连在一起，形成X"形染色体图象（称为C-有丝分裂，即秋水仙效应有丝分裂）：另一方面是引起分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制纺锤体的形成，结果到分裂后期染色体不能移向两极，而重组成一个双倍性的细胞核。这时候，细胞加大而不分裂，或者分裂成一个无细胞核的子细胞和一个有双倍性细胞核的子细胞。经过一个时期以后，这种染色体数目加倍了的细胞再分裂增长时，就构成了双倍性的细胞和组织
Some eukaryotic cell cycle times （当一个细胞经历 M 期后，它从一个子细胞变成两个子细胞；这两个子细胞要进入下一 个细胞周期进行增殖，G1→S→G2→M，例如大约要经历 24 小时，间期经历的时间占大 部分，S 期大约需要 10 小时，M 期大约是半小时） （因此，无论是观察骨髓细胞分裂相，还是通过血细胞培养观察分裂相，都需要用秋水 仙素来处理（富集作用），使细胞停留在有丝分裂中期） （G1→S→G2 这个过程中细胞不断生长，生长到一定程度才进入 M 期，一分为二；因 此，间期不仅仅是合成 DNA，而且细胞还要生长；生长、增殖还需要生长因子的刺激； 很多高度分化的体细胞是不增殖的；） 补充：秋水仙素的作用机理：当 细 胞 进行分 裂时，一方面能使染色体的着丝点延迟分裂，于是已 复 制 的 染色体两 条单体分离，而着丝点仍连在一 起，形成“X”形染色体图象（称为 C-有丝分 裂 ， 即 秋水仙效 应有丝分裂）；另一方面是引起 分裂中期的纺锤丝断裂，或抑制 纺锤体的形 成 ， 结 果到分裂 后期染色体不能移向两极，而重 组成一个双倍性的细胞核。这时 候，细胞加大 而 不 分 裂，或者 分裂成一个无细胞核的子细胞和 一个有双倍性细胞核的子细胞。 经过一个时期 以后，这种染色 体数目加倍了的细胞再分裂增长 时，就构成了双倍性的细胞和组 织