细胞及细胞分裂

细胞及细胞分裂第一页，共五十五页，编辑于2023年，星期一细胞的结构一、基本概念根据构成生物体的基本单位，可以将生物分为非细胞生物：包括病毒、噬菌体(细菌病毒)，具有前细胞形态的构成单位；细胞生物：以细胞为基本单位的生物；根据细胞核和遗传物质的存在方式不同又可以分为：真核生物(eukaryote)：(真核细胞)原生动物、单细胞藻类、真菌、高等植物、动物、人类原核生物(prokaryote)：(原核细胞)细菌、蓝藻(蓝细菌)真核细胞：细胞膜、细胞质、细胞核及(植物)细胞壁第二页，共五十五页，编辑于2023年，星期一

原核生物和真核生物染色体的区别第三页，共五十五页，编辑于2023年，星期一

二、真核细胞的结构真核细胞的结构第四页，共五十五页，编辑于2023年，星期一第一节细胞的结构与功能根据构成生物体的基本单位，可以将生物分为非细胞生物：包括病毒、噬菌体(细菌病毒)，具有前细胞形态的构成单位；细胞生物：以细胞为基本单位的生物；根据细胞核和遗传物质的存在方式不同又可以分为：真核生物(eukaryote)：(真核细胞)原生动物、单细胞藻类、真菌、高等植物、动物、人类原核生物(prokaryote)：(原核细胞)细菌、蓝藻(蓝细菌)真核细胞：细胞膜、细胞质、细胞核及(植物)细胞壁第五页，共五十五页，编辑于2023年，星期一真核细胞(eukaryoticcell)的结构第六页，共五十五页，编辑于2023年，星期一一、细胞壁(cellwall)与动物细胞不同，植物细胞具有细胞壁及穿壁胞间连丝(plasmodesma)。对细胞的形态和结构起支撑和保护作用。正是因为存在这一独特的结构，使得植物遗传的研究与动物遗传研究有了比较大的差异(更困难)，尤其是在进入分子水平或者说是在进行细胞工程和基因工程研究时，这一点尤其突出。构成植物细胞壁的化学成分有：？纤维素、半纤维素、果胶质第七页，共五十五页，编辑于2023年，星期一二、细胞膜

主要由磷脂双分子层和蛋白分子组成。细胞内的许多其它构成部分也具有膜结构，称为膜相结构(membranousstructure)；相对地，不具有膜的部分则称为非膜相结构(non-membranousstructure)

。膜结构对细胞形态、生理生化功能具有重要作用，如：选择性透过某些物质，而大分子物质则通过膜地的微孔进出细胞；提供生理生化反应的场所；对细胞内空间进行分隔，形成结构、功能不同又相互协调的区域。第八页，共五十五页，编辑于2023年，星期一三、细胞质细胞质的构成成分除了由蛋白分子、脂肪、游离氨基酸和电解质组成的基质外，具有许多重要的结构，称为细胞器主要细胞器线粒体:动力工厂内质网：光面内质网、粗面内质网，物质合成核糖体：RNA及蛋白质构成，物质合成场所高尔基体：扁平囊泡,加工、合成、修复质体(植物细胞特有):白色体、有色体、叶绿体溶酶体：单层小泡，含各种水解酶微体：过氧化物酶体、乙醛酸循环体，代谢中心粒、鞭毛、纤毛：运动、参与细胞分裂液泡(植物细胞特有)：内容有机物、色素等第九页，共五十五页，编辑于2023年，星期一在此要强调的细胞器是：核糖体：主要成分是蛋白质和rRNA，是合成蛋白质的主要场所，是遗传信息表达的主要途径。线粒体和叶绿体：分别是有氧呼吸和光合作用的场所，但它们含有DNA、RNA等成分，研究表明：这些核酸分子也具有遗传物质的功能第十页，共五十五页，编辑于2023年，星期一四、细胞核细胞核的形状一般为圆球形，其形状、大小也因生物和组织而异。植物细胞核一般为5-25m(微米)，变动范围可达1m-600m。细胞核是遗传物质集聚的场所，对细胞发育和性状遗传起着控制作用。细胞核由四个部分组成：1.核膜；2.核液；3.核仁；4.染色质和染色体。第十一页，共五十五页，编辑于2023年，星期一1.核膜(nuclearmembrane)核膜是双层膜，对核与质间起重要的分隔作用；但是细胞核与细胞质又不是完全隔离的，核膜上分布有一些直径约40-70nm的核孔(nuclearpore)，以利于质与核间进行大分子物质的交换。核膜在细胞分裂过程中存在一个“解体-重建”的过程，并可作为细胞分裂阶段划分的标志。进入细胞分裂中期：核膜解体；进入细胞分裂末期：核膜重建。第十二页，共五十五页，编辑于2023年，星期一2.核液(nuclearsap)充满核内的液体状物质称为核液，也称为核浆或核内基质。核液主要成分为蛋白质、RNA、酶等。其中存在一种与核糖体大小类似的颗粒，据推测可能与核内蛋白质的合成有关。核仁和染色质存在于核液中。第十三页，共五十五页，编辑于2023年，星期一3.核仁(nucleolus)一个或几个；折光率高；呈球形；外无被膜。主要成分是蛋白质和RNA，还可能存在少量的类脂和DNA。细胞分裂过程中也会暂时分散。功能：可能与核糖体和核内的蛋白质合成有关。第十四页，共五十五页，编辑于2023年，星期一细胞分裂第十五页，共五十五页，编辑于2023年，星期一

有丝分裂

——高等生物细胞的主要分裂方式。细胞周期主要包括有丝分裂过程和两次分裂的间期。无丝分裂——细菌等的主要分裂方式。在高等动物的胎膜、肌肉、肿瘤或愈伤细胞等也进行无丝分裂。减数分裂——性细胞形成过程中的分裂方式使得其染色体的数目比性母细胞中染色体的数目减少了一半的分裂方式。

一、基本概念第十六页，共五十五页，编辑于2023年，星期一

细胞周期（cellcycle）——从一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束为止的一段历程。一个周期包括细胞分裂期（M期）和间期，一般间期大约占细胞周期的90％～95％；分裂期大约占细胞周期的5％～10％。细胞的种类不同，细胞周期的长短也不相同。（见下表）二、细胞周期第十七页，共五十五页，编辑于2023年，星期一几种真核细胞的周期

细胞类型细胞周期各期时间(h)G1SG2M周期人白细胞25.912.84.190.6343.5

金鱼5912173周龄兔肝脏8周龄兔肝脏991.81.721.5281681.747.5哺乳动物离体细胞1094124第十八页，共五十五页，编辑于2023年，星期一间期

间期为细胞分裂作准备，间期又分为：G1（复制前期）——RNA和蛋白质的合成，及细胞生长所需酶的合成，为进入S期作物质准备（细胞明显增大）。S（复制期）——DNA合成期，DNA含量加倍。G2（复制后期）——从DNA合成后到细胞开始分裂前的间隙期，有少量DNA和蛋白质合成。第十九页，共五十五页，编辑于2023年，星期一细胞周期的遗传调控

细胞周期中一个重要的控制点就是决定细胞是否进入S期。如果在G1后期发生DNA损伤，就会影响G1期细胞周期蛋白及其CDK的作用，从而阻止细胞进入S期，该位点的调控是十分精确的，该控制点的失控往往会导致肿瘤的发生（Russel，2000）。（CDK——依赖于周期蛋白的激酶）。第二十页，共五十五页，编辑于2023年，星期一遗传调控发生在G1期的后期S期G1期G2期前期中期后期末期间期非分裂细胞减数分裂胞质分裂细胞周期第二十一页，共五十五页，编辑于2023年，星期一三、有丝分裂第二十二页，共五十五页，编辑于2023年，星期一动物细胞有丝分裂

第二十三页，共五十五页，编辑于2023年，星期一1、前期

染色质螺旋化、折叠、缩短变粗，向染色体过渡，核仁逐渐消失，核膜裂解。在中心体周围形成放射状星体并向两极移动，开始形成纺锤丝。PS:中心体：是位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心，因此叫中心体。中心体与细胞的有丝分裂有关。

第二十四页，共五十五页，编辑于2023年，星期一2、中期

中期的开始以核膜破裂消失为标志，染色体达到最大程度的盘绕，形态特征最为典型。染色体向赤道方向移动，排列在赤道板上，纺锤体呈现典型的纺锤样，中期是研究染色体形态和计数的最佳时期。PS:

赤道板是细胞有丝分裂中期，染色体的着丝点排列在细胞中央的平面上，这个平面在细胞的中央，就是赤道板，但是个虚拟平面，并不是真实存在。

第二十五页，共五十五页，编辑于2023年，星期一3、后期

每条染色体的着丝点分裂为二，这时各条染色单体已经各成为一个染色体。受纺锤丝的牵引，每条染色体分别向两极移动，因而两极各具有与原来细胞同样数目的染色体。第二十六页，共五十五页，编辑于2023年，星期一4、末期

在两极围绕着染色体出现新的核膜，染色体又变得松散细长，核仁重新出现。于是在一个母细胞内形成两个子核。接着细胞质分裂，成为两个细胞，又恢复为分裂前的间期状态。第二十七页，共五十五页，编辑于2023年，星期一有丝分裂的遗传学意义

1、是多细胞生物生长的基础，所以又称为体细胞分裂。2、核内染色体准确的复制并分裂为二，保证了子细胞在遗传组成上与母细胞完全一样。保证了物种的连续性和稳定性。第二十八页，共五十五页，编辑于2023年，星期一四、减数分裂

发生在配子形成期的一种分裂方式，其中染色体复制一次，细胞分裂两次，结果子细胞的染色体数目减半。第二十九页，共五十五页，编辑于2023年，星期一减数分裂过程

前期Ⅰ，中期Ⅰ，后期Ⅰ，末期Ⅰ

前期Ⅱ，中期Ⅱ，后期Ⅱ，末期Ⅱ第三十页，共五十五页，编辑于2023年，星期一第三十一页，共五十五页，编辑于2023年，星期一减数分裂前期Ⅰ

减数分裂前期Ⅰ变化最为复杂，又被分为5个连续的时期：细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期。第三十二页，共五十五页，编辑于2023年，星期一1、细线期

细胞内出现细长染色体，好象一团细线缠绕在一起，此时已经复制为双重结构，但在光学显微镜下难以识别。第三十三页，共五十五页，编辑于2023年，星期一2、偶线期

主要特点是同源染色体联会，形成联会复合体。这样联会的一对同源染色体称为二价体(四分体)。PS:第一次减数分裂的前期，细胞中的同源染色体两两配对，叫联会。联会后，染色体进一步螺旋化变粗，逐渐在光学显微镜下可见每个染色体都含有两个姐妹染色单体，由一个着丝点相连，每对同源染色体则含有四个姐妹染色单体，叫四分体。第三十四页，共五十五页，编辑于2023年，星期一3、粗线期

二价体进一步凝缩变粗，每个二价体的4条染色单体互相缠绕在一起，在某些部位可能发生非姐妹染色单体之间某些节段的交换（crossing-over）和重组，产生新的等位基因组合。PS:在遗传学上，把位于一对同源染色体的相同位置上，控制着相对性状的基因叫等位基因。第三十五页，共五十五页，编辑于2023年，星期一染色体的形态结构第三十六页，共五十五页，编辑于2023年，星期一BvvVVBbb

减数分裂时,非姐妹单体交换时上面的基因也发生交换。连锁的基因

在少部分的性母细胞中发生了交换一对同源染色体各自产生的染色单体之间互称非姐妹染色单体。第三十七页，共五十五页，编辑于2023年，星期一BvbbVV连锁的基因

在大部分性母细胞中是不交换的Bv在大部分性母细胞中

姐妹染色单体是不交换的，

雄果蝇所有的精母细胞都是这样的：姐妹染色单体是由一个着丝点连着的并行的两条染色单体，是在细胞分裂的间期由同一条染色体经复制后形成的，在细胞分裂的间期、前期、中期成对存在，其大小、形态、结构及来源完全相同。第三十八页，共五十五页，编辑于2023年，星期一姐妹染色单体和非姐妹染色单体1234第三十九页，共五十五页，编辑于2023年，星期一4、双线期

染色体继续缩短变粗，联会复合体解体。出现交叉，交叉是交换的结果。这个时期较长，如人的卵母细胞双线期从胚胎期的第五个月开始，到性成熟结束，长的要四十多年，到生育期结束。第四十页，共五十五页，编辑于2023年，星期一5、终变期

染色体收缩达到最大程度，是减数分裂时期进行染色体计数的最佳时期。这时可以见到交叉的二价体向两端移动，渐渐接近末端。第四十一页，共五十五页，编辑于2023年，星期一减数分裂中期Ⅰ

各成对的同源染色体双双移向细胞中央的赤道板，着丝点成对排列在赤道板两侧，细胞质中形成纺锤体。第四十二页，共五十五页，编辑于2023年，星期一减数分裂后期Ⅰ

由纺锤丝的牵引，使成对的同源染色体各自发生分离，并分别移向两极。

第四十三页，共五十五页，编辑于2023年，星期一减数分裂末期Ⅰ

到达两极的同源染色体又聚集起来，重现核膜、核仁，然后细胞分裂为两个子细胞。第四十四页，共五十五页，编辑于2023年，星期一

注意：

在减数分裂末期Ⅰ后有一个短暂的停顿期，称为中间期，不进行DNA的复制，许多动物没有中间期，直接进入减数Ⅱ。染色体不再复制。每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极，有时还伴随细胞的变形。

第四十五页，共五十五页，编辑于2023年，星期一减数分裂与有丝分裂的区别1.减数分裂只发生在配子形成期。而有丝分裂几乎在一生中,各种组织中都进行。2.减数分裂的结果是染色体数目减半，而有丝分裂的结果是染色体数目不变；

3.减数分裂后，一个细胞形成四个含有不同遗传物质组合的子细胞，而有丝分裂后，一个细胞只形成两个遗传物质相同的子细胞；

4.减数分裂过程中有其特有的同源染色体配对和同源非姐妹染色单体间的局部交换，而有丝分裂没有

5.减数分裂发生部位为精巢卵巢，有丝分裂发生部位为体细胞。

第四十六页，共五十五页，编辑于2023年，星期一减数分裂的意义1.减数分裂使