生物竞赛南京大学夏令营细胞课件.ppt

细胞的生命历程 50年代以来诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家。 细胞的发现: 显微镜之于生物学，犹如望远镜之于天文学，细胞生物学的变革无不和显微技术的改进息息相关。 1604年，荷兰眼镜商Janssen发明了第一台显微镜，放大倍数不超过10倍，只能观察小昆虫。 1665年，英国人Robert Hooke，发表《显微图谱》，用自制显微镜（30倍）来观察软木，首次用cells描述“细胞”。 细胞学说的创立 Cell Theory是19世纪的重大发现之一， 基本内容有三条： ①有机体是由细胞构成的； ②细胞是构成有机体的基本单位； ③新细胞来源于已存在细胞的分裂。 细胞的形态：细胞的形态与功能相适应 细胞的大小 直径 原核细胞的直径1～10μm 真核细胞的直径3～30μm B.细胞体积相对恒定 细胞对其体积的增大的限制因素： 其一：体积与表面积的关系 其二：细胞内关键分子的浓度 对其体积减小也有限制： 一个生活细胞要维持正常的独立生活功能，最低限度需要500～1000种不同类型的酶和蛋白质。 最小的细胞:支原体 细胞的寿限 各类细胞的寿命 一般可以分为3类： I. 细胞的寿命接近动物的整体寿命：如神经元、脂肪细胞、肌细胞等，随机体的生长，体积可以增大，但数量不会增加。 一、细胞增殖与分裂 细胞通过分裂进行增殖，分裂形成的新细胞必须具有 与亲代相似的遗传性。 1、爪蟾卵母细胞发育 2、生长的细胞 ?细胞类群 ◆持续分裂细胞: 如造血干细胞、性细胞 ◆终端分化细胞：如红细胞、神经细胞等永久性失去了分裂能力的细胞。 ◆G0细胞 又称休眠细胞。暂时脱离细胞周期,不进行增殖,也叫静止细胞群,如某些免疫淋巴细胞, 肝,肾细胞等。 二、细胞周期 细胞周期是指连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束后开始生长到下次 有丝分裂终止所经历的全过程。 细胞周期时相图 细胞周期时相及类型 ?Phases of the cell cycle ◆G1期, 从M期结束到S期开始前的一段间歇期; ◆S期, DNA合成期; ◆G2期, DNA合成后(S期)到有丝分裂前的一个 间歇期; ◆M期, 即有丝分裂期。 Embryonic cell cycles 几类不同细胞周期比较 细胞周期各时相的合成活动 ◆G1期 (Gap1 phase) ◆S 期 (synthesis phase) ◆G2 期(Gap 2 phase) ◆ M期 G1期：DNA合成前期，合成大量的蛋白质、脂类和糖类，细胞快速生长，体积增大。 S期：DNA合成期，进行DNA复制，使DNA含量倍增，并合成蛋白质，组成新的染色体。 G2期：DNA合成后期，主要合成大量ATP、RNA和蛋白质为有丝分裂作准备。 M期：RNA合成停止，蛋白质合成减少，染色体高度螺旋，DNA减半 细胞周期的表示方法 习题 下列关于细胞分裂周期的叙述正确的是（） 间期只包括G1和G2期 B. M期发生DNA复制 G1期和G2期都能合成蛋白质 S期进行DNA复制使染色体数目增加 2. 下图中a-d表示连续分裂的两个细胞周期，下面叙述正确的是（） A. a和b为一个细胞周期 B. c段结束时，DNA含量增加一倍 C. 遗传物质平分一般发生在d D. b和c为一个细胞周期 细 胞 周 期 的 控 制 系 统 ?细胞融合实验 ◆研究者：1970年，Rao 和 Johnson ◆研究思路： 细胞质中是否含有影响细胞周期活性的调节因子？ ◆研究方法： 不同阶段的同步化细胞进行融合 ◆预测结果： G1期细胞与M期细胞融合 S期细胞与M期细胞融合 G2期细胞与M期细胞融合 ?MPF的发现 成熟促进因子(maturation promoting factor，MPF）, 是指M期细胞中存在的促进细胞分裂的因子 ?细胞周期蛋白的鉴定 ◆研究思路 ◆实验设计 ●获得同步化的受精的海胆卵细胞 ●在有放射性氨基酸的培养液中培养 ●每10分钟取一次样分离纯化蛋白质进行分析 ◆实验结果 ●发现了周期蛋白B(cyclin B) Accumulation and degradation of cyclins in sea urchin embryos 细胞周期研究模式工具 Cdc25 and Wee1 have opposing effects on S. pombe MPF activity 三、有丝分裂 由W.Fleming (1882)年首次发现于动物及E.Strasburger（188