第十章细胞生长分化和细胞周期

1、第十章 细胞生长(shngzhng)、分化和细胞周期主讲(zhjing)：罗大极 副教授医学遗传学系共四十一页共四十一页共四十一页 细胞增殖是有机体生命活动的重要特征，是通过(tnggu)细胞的生长和分裂使细胞数目增加的过程。生物学意义：1. 细胞增殖是一切生物机体建立的基础。2. 通过细胞增殖产生新的细胞，补充生命活动过程中衰老或损伤的细胞。共四十一页 一、 无丝分裂 (amitosis) 无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式，早在1841年德马克(R.Remak)于鸡胚血球细胞中发现。在无丝分裂中，核仁、核膜都不消失(xiosh)，没有染色体的出现，在细胞质中也不形成纺锤体。但进行无丝分裂

2、的细胞，染色质也要进行复制，且细胞要增大；当细胞核体积增大一倍时，细胞就发生分裂；至于核中的遗传物质DNA时如何分配到子细胞中，还有待进一步研究。第一节 细胞分裂共四十一页 无丝分裂是最简单的分裂方式。过去认为无丝分裂主要见于低等生物和高等生物体内的衰老或病态细胞中，但后来发现在动物和植物的正常组织(zzh)中也比较普遍地存在。无丝分裂在高等生物中主要是高度分化的细胞，在动物的上皮组织、疏松结缔组织、肌肉组织和肝组织中；在植物各器官的表皮、生长点和胚乳等细胞中，都有无丝分裂现象。蛙成熟(chngsh)红细胞的无丝分裂棉花胚乳细胞的无丝分裂共四十一页二、 有丝分裂 (mitosis) 高等真核生

3、物细胞分裂的主要方式。在有丝分裂的过程中，当细胞核发生一系列复杂的变化后，细胞通过形成(xngchng)有丝分裂器(中心粒，星体和纺锤体等)，将遗传物质平均分配到两个子细胞中，从而保证了细胞在遗传上的稳定性。共四十一页有丝分裂(yu s fn li)期(M)共四十一页细胞(xbo)的有丝分裂过程分裂(fnli)间期分裂期G1期S期G2期前期中期后期末期共四十一页 间期：在光学显微镜下，只看到均匀一致的细胞核及许多的丝状染色质。实质上间期的核是处于高度活跃的生理生化代谢阶段，为细胞分裂准备条件。 高等植物有丝分裂主要发生(fshng)在根尖、茎生长点、幼叶等部位的分生组织。根尖取材容易，操作和鉴

4、定方便，故一般采用根尖作为观察有丝分裂的材料。 共四十一页G1期-DNA复制前期，主要进行RNA合成和蛋白质合成，为染色体复制做准备。S期 -DNA复制期，完成DNA复制。G2期-DNA复制后期，主要进行RNA合成和蛋白质合成，为纺锤(fngchu)丝的形成做准备。共四十一页(一)有丝分裂前期 1. 染色体形成(xngchng) H1组蛋白磷酸化诱导染色质凝集，逐步螺旋化转变成染色体。 2. 核仁、核膜消失 核仁消失是由于核仁相随染色质发生凝集；核膜消失主要是核纤层蛋白磷酸化继而核纤层解聚，导致核膜破裂。共四十一页3. 有丝分裂器的初步形成 动物细胞中心体在S期复制形成二对中心体逐渐移向细胞两

5、极，移到两极后同时(tngsh)组织纺锤体和星体。4. 染色体向赤道面的运动(yndng) 染色体的主缢痕处形成着丝粒，着丝粒周围有蛋白质性质的盘状结构叫着丝点(动粒)，其上有微管附着，与染色体移动有关。共四十一页(二)有丝分裂中期 染色体达到最大程度的凝集并排列在细胞(xbo)中央的赤道面上，构成赤道板。共四十一页 有丝分裂器 (mitotic apparatus) 有丝分裂器指分裂期的染色体、纺锤体，中心体和星体等参与细胞分裂的细胞器的总称；是从中心粒形成的各种微管, 包括动粒微管、极性微管、星体微管等，功能是将携带遗传物质的染色体均等分配(fnpi)到两个子细胞。 星体(星丝)是指围绕中

6、心体向外辐射状发射的微管。 纺锤体(纺锤丝)是一种与细胞分裂和染色体运动直接相关的一种临时性细胞器，主要由微管及其结合蛋白构成。共四十一页(三)有丝分裂后期 着丝粒纵裂，姐妹染色(rns)单体分开并分别向两极移动。 共四十一页 染色体的向极运动是由纺锤体微管的两个独立运动（后期(huq)A和后期B）过程完成的。 后期A是染色体向极靠近； 后期B是纺锤体两极拉开。共四十一页(四)有丝分裂末期 1 子细胞核的出现(chxin) 2 胞质分裂 共四十一页细胞类型纺锤体中央区域胞质分裂结构动物细胞中体收缩环植物细胞成膜体细胞板共四十一页有丝分裂(yu s fn li)前期中期(zhngq)后期末期马蛔

7、虫横切面40X共四十一页 是生物在性细胞成熟时配子形成过程中发生的一种特殊的有丝分裂.它包括连续两次的细胞分裂阶段:第一次分裂为染色体数目的减数分裂；第二次分裂为染色体数目的等数分裂。 在减数分裂的整个过程中，同源染色体之间发生联会、交换(jiohun)、分离，非同源染色体之间进行自由组合。最终分裂为染色体数目减半的的四个子细胞,进而 发育为雌性或雄性配子(n) 。由于不同雌雄配子染色体的重新组合，产生了大量的遗传变异，有利于生物的适应和进化。 三、减数分裂(jin sh fn li) (meiosis)共四十一页 前间期（DNA复制） 细线期 偶线期 前期 粗线期 双线期 分裂 中期 终变期

8、 减数分裂 后期(huq) 末期 间期（DNA不复制） 前期 分裂 中期 后期 末期 共四十一页共四十一页蝗虫(hungchng)精巢横切 40X蝗虫(hungchng)精巢横切 400X共四十一页前期(qinq)可分为：1）细线期：2）偶线期：3）粗线期：4）双线期：5）终变期：第一次分裂(fnli)共四十一页1）细线期：核内染色体呈细长线状，互相(h xing)缠绕，难以辨别成双的染色体。 第一次分裂(fnli)共四十一页 2）偶线期：同源染色体相互纵向靠拢配对，称为联会。这样联会了的一对同源染色体，称为二价(r ji)体。偶线期所表现的这一特征的时间很短，一般难以观察到。 1956年Mo

9、ses用电镜观察喇蛄精母细胞时发现了联会复合体。联会复合体是同源染色体之间在减数分裂前期联会时所形成的一种临时性结构。共四十一页 同源染色体的配对(pi du)是减数分裂的核心问题。由于有了联会配对，才可能有同源染色体之间的遗传物质的重组和同源染色体的准确分开。 共四十一页3）粗线期：配对后的染色体逐渐缩短变粗，含有两条姐妹染色单体，这样一个二价(r ji)体包含了四条染色单体，故又称为四分体。在此期间各同源染色体的非姐妹染色单体间可能发生片段交换。 共四十一页 配对以后两条同源染色体紧密结合在一起所形成的复合(fh)结构称为二价体。由于每个二价体由两条染色体构成，共含有四条染色单体，因而又称

10、为四分体。 共四十一页4）双线期：各对同源染色体开始(kish)分开，由于在粗线期非姐妹染色单体之间发生了交换，因而同源染色体在一定区段间出现交叉，此期可清楚地观察到交叉现象。 共四十一页共四十一页 5）终变期：染色体更为浓缩粗短，交叉结向二价体的两端移动，核仁和核膜开始消失。此时(c sh)各二价体分散在核内，适于计数染色体的数目。 共四十一页中期：配对的染色体排列在赤道面上，同源染色体的着丝粒与细胞两端的纺锤丝相连(xin lin)。如果制备的细胞是从极面压成的标本，则可看到同源染色体排列成环形。 共四十一页后期：同源染色体在纺锤丝的牵引(qinyn)作用下，分别向细胞两极移动。每个染色体

11、有一着丝粒，带着两个染色单体。每一极得到n条染色体，染色体数已减半。共四十一页末期：染色体移到两极后聚集在一起，并逐步解旋而恢复到染色质状态。随后核仁、核膜重新出现，进行胞质分裂(fnli)而形成两个子细胞。 共四十一页经过一个简短的间期后，就进入第二次减数分裂，第二次减数分裂分为前期、中期、后期和末期。由于经过了减数第一次分裂，同源染色体己经分离，染色体数目已经减半，所以从形态上看第二次分裂的细胞体积较小。 前期：与末期紧密相连，时间短暂(dunzn)。在形态上与末期相似。 中期：同一着丝粒连接的染色单体排列在赤道面上，形成赤道板。 共四十一页后期：着丝粒分裂，因此两条姊妹染色单体分离，在纺锤丝的牵引下染色单体向细胞两极移动。 末期：染色体到达两极后，逐步解旋形成染色质，核仁、核膜重新出现。形成四个子细胞。细胞体积较小，形态与间期细胞类似。经过生长、发育、变态过程逐渐(zhjin)形成梭型的精子。共四十一页共四十一页下次内容第十章 细胞生长(shngzhng)、分化和细胞周期2 联系方式：共四十一页内容摘要第十章 细胞生长、分化和细胞周期。无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式，早在1841年德马克(R.Remak)于鸡胚血球细胞中发现。实质上间期的核是处于高度活跃的生理生化代谢阶段，为细胞分裂准备条件。核仁消失是由于核仁相随染色质发生凝