細(xì)胞的分裂和細(xì)胞周期

關(guān)于細(xì)胞的分裂和細(xì)胞周期細(xì)胞分裂(celldivision)是一個親代細(xì)胞形成子代細(xì)胞的過程。通過分裂，親代細(xì)胞的遺傳物質(zhì)及某些細(xì)胞組分可相對均等地分配到子代細(xì)胞中。細(xì)胞分裂第2頁,共35頁，2024年2月25日，星期天有效保證了生物遺傳的穩(wěn)定性細(xì)胞分裂的生物學(xué)意義第3頁,共35頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞分裂是個體發(fā)生、多細(xì)胞生物個體生長的基礎(chǔ)細(xì)胞分裂的生物學(xué)意義第4頁,共35頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞分裂參與器官組織的維持和更新細(xì)胞分裂的生物學(xué)意義第5頁,共35頁，2024年2月25日，星期天無絲分裂（Amitosis）有絲分裂（Mitosis）減數(shù)分裂（Meiosis）第一節(jié)細(xì)胞分裂第6頁,共35頁，2024年2月25日，星期天

最簡單的細(xì)胞分裂方式，包括細(xì)胞核分裂和細(xì)胞質(zhì)分割兩個階段。

分裂時沒有紡錘絲的形成,沒有染色體的組裝，子細(xì)胞核由母細(xì)胞核直接斷裂形成，也稱為直接分裂。分裂進(jìn)程中耗能少，且細(xì)胞仍可行使功能，因此，常見于低等生物及創(chuàng)傷、癌變、衰老組織中。無絲分裂第7頁,共35頁，2024年2月25日，星期天有絲分裂有絲分裂器是真核生物體細(xì)胞的分裂方式。主要特征是分裂時期出現(xiàn)由中心粒、紡錘體和染色體組成的有絲分裂器，將遺傳物質(zhì)平均分配到兩個子細(xì)胞中，保證遺傳上的穩(wěn)定性。第8頁,共35頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞核膜完整，具有明顯的核仁，染色質(zhì)均勻分布在細(xì)胞核中有絲分裂過程

間期前期中期后期末期早前期中前期晚前期早后期晚后期第9頁,共35頁，2024年2月25日，星期天有絲分裂——前期

核仁組織者組裝至所屬染色體中，核仁分解并最終消失；染色質(zhì)(螺線管)組裝成染色體，并在著絲粒兩側(cè)附著動粒;中心體發(fā)出微管形成星體并向細(xì)胞兩極移動，形成紡錘體，確定分裂極，染色體逐漸向紡錘體的赤道面移動;核纖層蛋白磷酸化，導(dǎo)致核纖層降解，核膜隨之破裂。第10頁,共35頁，2024年2月25日，星期天紡錘體（Spindle）:是一種對細(xì)胞分裂及染色體分離有重要作用的臨時性細(xì)胞器，由星體微管、動粒微管和極間微管縱向排列構(gòu)成，呈紡錘樣外觀。星體微管：排列于中心體周圍，在中心體向細(xì)胞兩級的移動中起主導(dǎo)作用動粒微管：由紡錘體的一極發(fā)出，末端附著于染色體動粒上極間微管：來自紡錘體兩極，彼此在紡錘體赤道面重疊、交叉的微管著絲粒中心體極間微管動粒微管星體微管第11頁,共35頁，2024年2月25日，星期天染色體聚集在紡錘體的赤道面上，并與紡錘體共同形成有絲分裂器，每條染色體有兩條姐妹染色單體有絲分裂——中期第12頁,共35頁，2024年2月25日，星期天有絲分裂器的組成有絲分裂器包括紡錘體和染色體，紡錘體由位于中心體附近的星體微管、與染色體著絲點(diǎn)相連的動粒微管以及由貫穿兩極的極間微管共同構(gòu)成，三種微管都是由中心體發(fā)射的。染色體通過動粒與動粒微管相連，分裂期間所有的染色體行為都與動粒微管的動態(tài)變化有關(guān)。第13頁,共35頁，2024年2月25日，星期天姐妹染色單體通過紡錘絲牽引，發(fā)生分離并移向細(xì)胞兩極有絲分裂——后期第14頁,共35頁，2024年2月25日，星期天染色單體的分離染色單體的分離可分為兩個階段：后期A(早后期):單體借助馬達(dá)蛋白及微管的解聚實(shí)現(xiàn)分離后期B(晚后期):馬達(dá)蛋白的作用使兩極間的距離增加，紡錘體迅速拉長，染色單體彼此快速分開

12第15頁,共35頁，2024年2月25日，星期天

核仁組織者以袢環(huán)形式游離出所屬染色體，并開始轉(zhuǎn)錄rRNA，形成核仁核纖層蛋白去磷酸化，核纖層重建，核膜隨之重建由于組蛋白H1去磷酸化，染色體解聚成絲狀染色質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)發(fā)生分割有絲分裂——末期第16頁,共35頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞骨架與細(xì)胞質(zhì)分割細(xì)胞分裂全程包括細(xì)胞核分裂和細(xì)胞質(zhì)分割過程，一旦核分裂完成，接著要進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分割，只有當(dāng)細(xì)胞質(zhì)能正常分割，才能形成正常的后代細(xì)胞。動物細(xì)胞的胞質(zhì)分割是由微絲(肌動蛋白)和肌球蛋白形成的收縮環(huán)實(shí)現(xiàn)的。植物細(xì)胞通過形成細(xì)胞板來完成。第17頁,共35頁，2024年2月25日，星期天洋蔥根尖細(xì)胞的顯微電影技術(shù)觀察第18頁,共35頁，2024年2月25日，星期天是指有性生殖個體產(chǎn)生生殖細(xì)胞（配子）的過程中所發(fā)生的一種特殊細(xì)胞分裂方式。主要特點(diǎn)是：細(xì)胞連續(xù)分裂2次，而DNA只復(fù)制1次，所形成的四個配子中染色體數(shù)目都減少了一半。在分裂的過程中，同源染色體發(fā)生交換、重組和自由組合，使得子細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了變異。減數(shù)分裂第19頁,共35頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂的生物學(xué)意義減數(shù)分裂使配子染色體數(shù)目減半（2n→n），保證了世代間染色體數(shù)量的恒定；減數(shù)分裂過程中發(fā)生遺傳物質(zhì)的交換、重組及隨機(jī)分配，使生殖細(xì)胞呈現(xiàn)遺傳上的多樣性，為生物的變異提供基礎(chǔ)。第20頁,共35頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂的過程第21頁,共35頁，2024年2月25日，星期天減數(shù)分裂的過程——第一次減數(shù)分裂減數(shù)分裂前間期前期I（早前期）前期I（晚前期）

中期I

后期I

末期I第22頁,共35頁，2024年2月25日，星期天細(xì)線期偶線期雙線期終變期粗線期中期I前期I的分期和各期的染色體行為第23頁,共35頁，2024年2月25日，星期天細(xì)線期染色體已復(fù)制，但仍呈單條細(xì)絲狀，彼此纏繞；通過端粒附著于核膜上；染色體上出現(xiàn)大小不一的珠狀結(jié)構(gòu)，為染色粒。細(xì)線期減數(shù)分裂的過程——第一次減數(shù)分裂第24頁,共35頁，2024年2月25日，星期天偶線期粗線期偶線期染色體縮短變粗；同源染色體發(fā)生配對，即聯(lián)會。粗線期，染色體再進(jìn)一步縮短變粗，聯(lián)會染色體發(fā)生片段的交換。減數(shù)分裂的過程——第一次減數(shù)分裂第25頁,共35頁，2024年2月25日，星期天聯(lián)會通過聯(lián)會復(fù)合體結(jié)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)，該復(fù)合體在同源染色體之間沿縱軸方向形成。在聯(lián)會后，通過重組結(jié)的作用，同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生部分片段的交換和重組。聯(lián)會復(fù)合體二價體(四分體)與單價體(二分體)第26頁,共35頁，2024年2月25日，星期天雙線期雙線期，已發(fā)生片段交換的同源染色體發(fā)生去聯(lián)會，隨后彼此分開，但染色單體之間還殘留一些接觸點(diǎn)（交叉），是粗線期非姐妹染色單體之間發(fā)生片段互換的形態(tài)學(xué)證據(jù)。減數(shù)分裂的過程——第一次減數(shù)分裂第27頁,共35頁，2024年2月25日，星期天雙線期交叉開始端化，同源染色體僅在其端部靠交叉結(jié)合在一起，使染色體（四分體）呈現(xiàn)O、8等特殊形態(tài)。雙線期減數(shù)分裂的過程——第一次減數(shù)分裂第28頁,共35頁，2024年2月25日，星期天終變期終變期染色體顯著縮短變粗，此時，前期I接近尾聲，核仁消失，核膜崩解，中心體完成復(fù)制并向兩極移動形成紡錘體，中期I即將來臨。減數(shù)分裂的過程——第一次減數(shù)分裂第29頁,共35頁，2024年2月25日，星期天中期I染色體以四分體形式排列在赤道面上。動粒微管與姊妹染色單體的一側(cè)相連（與有絲分裂不同）。減數(shù)分裂的過程——第一次減數(shù)分裂第30頁,共35頁，2024年2月25日，星期天后期I：同源染色體分離移向細(xì)胞兩極；非同源染色體以自由組合的方式進(jìn)入兩極；末期I：胞質(zhì)分裂后形成兩個子細(xì)胞，每個子細(xì)胞所含染色體數(shù)為原來的一半；每條染色體含兩條染色單體；多數(shù)生物染色體不會解聚，保持其染色體狀態(tài)。前期I中期I后期I末期I減數(shù)分裂的過程——第一次減數(shù)分裂第31頁,共35頁，2024年2月25日，星期天前期II

中期II

后期II

末期II單倍體子細(xì)胞減數(shù)分裂的過程——第二次減