武汉大学细胞生物学课件-细胞生长、分裂

1、第十章 细胞生长、分裂 和细胞周期 细胞增殖是有机体生命活动的重要特征，是通过细胞的生长和分裂使细胞数目增加的过程。 1 细胞增殖是一切生物机体建立的基础。 2 生物机体发育成熟以后，通过细胞增殖不断地产生新的细胞，以补充生命活动过程中衰老或损伤的细胞。 3 多细胞机体对细胞增殖有精确的自我调节机制。1 细胞分裂 一、 无丝分裂（amitosis） 二、 有丝分裂（mitosis）* 高等真核生物细胞分裂的主要方式，有丝分裂器形成，遗传物质均等分配。 （一）前期 1 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

2、是核纤层蛋白磷酸化继而核纤层解聚，导致核膜破裂。 3 有丝分裂器的形成 有丝分裂器（mitotic apparatus） 是指有丝分裂时产生的由微管及其结合蛋白所组成的星体和纺锤体。 星体是指围绕中心体向外辐射状发射的微管。 纺锤体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。 组成纺锤体的微管分为两种类型： 动粒微管 极间微管 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极，移到两极后同时组织纺锤体和星体。 4 染色体向赤道面的运动 （二） 中期 前期形成的染色体排列在细胞中央形成赤道板。 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

3、结构叫着丝点（动粒），其上有微管附着，与染色体移动有关。（三） 后期 着丝粒纵裂，姐妹染色单体分开并分别向两极移动。 染色体的向极运动是由纺锤体微管的两个独立运动（后期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。 （四） 末期 1 子细胞核的出现 2 胞质分裂 纺锤体中央区域 胞质分裂 动物细胞 中体 收缩环 植物细胞 成膜体 细胞板 三 减数分裂（meiosis）* 是发生于生殖细胞的一种特殊有丝分裂， 其意义主要是产生单倍体的精子或卵子，使受 精卵的遗传物质维持在2n数，以保持遗传的稳 定性。 （一） 基本过程 前间期（DNA复制）细线期 偶线期 前期 粗线

4、期 双线期 分裂 中期 终变期 减数分裂 后期 末期 间期（DNA不复制） 前期 分裂 中期 后期 末期 （二） 第一次减数分裂 1 前期 （1） 细线期（凝集期） （2） 偶线期（配对期） 同源染色体的配对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。 联会复合体（SC）是1956年Moses用电镜观察喇蛄精母细胞二价体时发现的。 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。 SC位于两条同源染色体之间，沿纵轴方向延伸。两侧为侧生组分，宽为2040nm，电子密度高。两侧生组分间为中间区，宽100nm，中间区在电

5、镜下比较明亮。中间区的中央为中央组分，比较暗，宽约30nm。侧生组分和中央组分之间有横向排列的纤维，大致成直角相连，称为L-C纤维， 6070nm， L-C纤维之间距离2030nm，因而使SC结构像一架梯子，扁平带状。SC主要由碱性蛋白、RNA组成，含有微量的DNA。 二价体（bivalent）、四分体（tetrad） 配对以后两条同源染色体紧密结合在一起所形成的复合结构称为二价体。由于每个二价体由两条染色体构成，共含有四条染色单体，因而又称为四分体。 （3） 粗线期（重组期） 同源染色体片段的交换、重组 （4） 双线期（合成期） 同源染色体非姐妹染色单体之间出现交叉。交叉被认为是粗线期交换发

6、生的细胞形态学证据。 第一次看到四分体。 （5） 终变期（再凝集期） 2 中期 配对的同源染色体由纺锤丝牵引排列于细胞的中央，形成赤道板。 3 后期 由纺锤丝牵引，同源染色体分离 向细胞两极移动。没有着丝粒的分裂。不同的同源染色体对分向两极时相互间是独立的，因而父方、母方来源的染色体随机组合，有利于减数分裂产物的基因组变异。 4 末期 染色体数目 2nn （三） 与有丝分裂比较* 相同点：染色体的螺旋化、去螺旋化循环；有丝分裂器和收缩环的形成；核被膜和核仁的消失和重建。 不同点： 1 有丝分裂发生于体细胞；减数分裂只限于生殖细胞。 2 有丝分裂：一次均等分裂，DNA复制一次，其结果使2个子细胞得到与亲代细胞同样的染色体数和等量DNA。 减数分裂：一次减数分裂和一次均等分裂，DNA只复制一次，结果产生4个子细胞都 是单倍体，含有亲代细胞DNA含量的一半。 3 有丝分裂： DNA 合成发生在S期，接着就进入G2期、M期。 减数分裂： DNA 合成发生在减数分裂之前，时间较有丝分裂长得多，接着就进入M期。换言之，G2期很短，甚至没G2期。 4 第一次减数分裂有同源染色体的配对，非姐妹染色单体间发生交换。而有丝分裂中每条染色体都是独立的，不会产生联会和交换。 5 有丝分裂时间一般为12小时。而减数分裂是很长的过程。 6 两者最基本的区别是： 有丝分裂结果：遗传物质保