细胞的分裂和细胞周期

关于细胞的分裂和细胞周期细胞分裂(celldivision)是一个亲代细胞形成子代细胞的过程。通过分裂，亲代细胞的遗传物质及某些细胞组分可相对均等地分配到子代细胞中。细胞分裂第2页,共35页，2024年2月25日，星期天有效保证了生物遗传的稳定性细胞分裂的生物学意义第3页,共35页，2024年2月25日，星期天细胞分裂是个体发生、多细胞生物个体生长的基础细胞分裂的生物学意义第4页,共35页，2024年2月25日，星期天细胞分裂参与器官组织的维持和更新细胞分裂的生物学意义第5页,共35页，2024年2月25日，星期天无丝分裂（Amitosis）有丝分裂（Mitosis）减数分裂（Meiosis）第一节细胞分裂第6页,共35页，2024年2月25日，星期天

最简单的细胞分裂方式，包括细胞核分裂和细胞质分割两个阶段。

分裂时没有纺锤丝的形成,没有染色体的组装，子细胞核由母细胞核直接断裂形成，也称为直接分裂。分裂进程中耗能少，且细胞仍可行使功能，因此，常见于低等生物及创伤、癌变、衰老组织中。无丝分裂第7页,共35页，2024年2月25日，星期天有丝分裂有丝分裂器是真核生物体细胞的分裂方式。主要特征是分裂时期出现由中心粒、纺锤体和染色体组成的有丝分裂器，将遗传物质平均分配到两个子细胞中，保证遗传上的稳定性。第8页,共35页，2024年2月25日，星期天细胞核膜完整，具有明显的核仁，染色质均匀分布在细胞核中有丝分裂过程

间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页,共35页，2024年2月25日，星期天有丝分裂——前期

核仁组织者组装至所属染色体中，核仁分解并最终消失；染色质(螺线管)组装成染色体，并在着丝粒两侧附着动粒;中心体发出微管形成星体并向细胞两极移动，形成纺锤体，确定分裂极，染色体逐渐向纺锤体的赤道面移动;核纤层蛋白磷酸化，导致核纤层降解，核膜随之破裂。第10页,共35页，2024年2月25日，星期天纺锤体（Spindle）:是一种对细胞分裂及染色体分离有重要作用的临时性细胞器，由星体微管、动粒微管和极间微管纵向排列构成，呈纺锤样外观。星体微管：排列于中心体周围，在中心体向细胞两级的移动中起主导作用动粒微管：由纺锤体的一极发出，末端附着于染色体动粒上极间微管：来自纺锤体两极，彼此在纺锤体赤道面重叠、交叉的微管着丝粒中心体极间微管动粒微管星体微管第11页,共35页，2024年2月25日，星期天染色体聚集在纺锤体的赤道面上，并与纺锤体共同形成有丝分裂器，每条染色体有两条姐妹染色单体有丝分裂——中期第12页,共35页，2024年2月25日，星期天有丝分裂器的组成有丝分裂器包括纺锤体和染色体，纺锤体由位于中心体附近的星体微管、与染色体着丝点相连的动粒微管以及由贯穿两极的极间微管共同构成，三种微管都是由中心体发射的。染色体通过动粒与动粒微管相连，分裂期间所有的染色体行为都与动粒微管的动态变化有关。第13页,共35页，2024年2月25日，星期天姐妹染色单体通过纺锤丝牵引，发生分离并移向细胞两极有丝分裂——后期第14页,共35页，2024年2月25日，星期天染色单体的分离染色单体的分离可分为两个阶段：后期A(早后期):单体借助马达蛋白及微管的解聚实现分离后期B(晚后期):马达蛋白的作用使两极间的距离增加，纺锤体迅速拉长，染色单体彼此快速分开

12第15页,共35页，2024年2月25日，星期天

核仁组织者以袢环形式游离出所属染色体，并开始转录rRNA，形成核仁核纤层蛋白去磷酸化，核纤层重建，核膜随之重建由于组蛋白H1去磷酸化，染色体解聚成丝状染色质

细胞质发生分割有丝分裂——末期第16页,共35页，2024年2月25日，星期天细胞骨架与细胞质分割细胞分裂全程包括细胞核分裂和细胞质分割过程，一旦核分裂完成，接着要进行细胞质分割，只有当细胞质能正常分割，才能形成正常的后代细胞。动物细胞的胞质分割是由微丝(肌动蛋白)和肌球蛋白形成的收缩环实现的。植物细胞通过形成细胞板来完成。第17页,共35页，2024年2月25日，星期天洋葱根尖细胞的显微电影技术观察第18页,共35页，2024年2月25日，星期天是指有性生殖个体产生生殖细胞（配子）的过程中所发生的一种特殊细胞分裂方式。主要特点是：细胞连续分裂2次，而DNA只复制1次，所形成的四个配子中染色体数目都减少了一半。在分裂的过程中，同源染色体发生交换、重组和自由组合，使得子细胞的遗传物质发生了变异。减数分裂第19页,共35页，2024年2月25日，星期天减数分裂的生物学意义减数分裂使配子染色体数目减半（2n→n），保证了世代间染色体数量的恒定；减数分裂过程中发生遗传物质的交换、重组及随机分配，使生殖细胞呈现遗传上的多样性，为生物的变异提供基础。第20页,共35页，2024年2月25日，星期天减数分裂的过程第21页,共35页，2024年2月25日，星期天减数分裂的过程——第一次减数分裂减数分裂前间期前期I（早前期）前期I（晚前期）

中期I

后期I

末期I第22页,共35页，2024年2月25日，星期天细线期偶线期双线期终变期粗线期中期I前期I的分期和各期的染色体行为第23页,共35页，2024年2月25日，星期天细线期染色体已复制，但仍呈单条细丝状，彼此缠绕；通过端粒附着于核膜上；染色体上出现大小不一的珠状结构，为染色粒。细线期减数分裂的过程——第一次减数分裂第24页,共35页，2024年2月25日，星期天偶线期粗线期偶线期染色体缩短变粗；同源染色体发生配对，即联会。粗线期，染色体再进一步缩短变粗，联会染色体发生片段的交换。减数分裂的过程——第一次减数分裂第25页,共35页，2024年2月25日，星期天联会通过联会复合体结构得以实现，该复合体在同源染色体之间沿纵轴方向形成。在联会后，通过重组结的作用，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生部分片段的交换和重组。联会复合体二价体(四分体)与单价体(二分体)第26页,共35页，2024年2月25日，星期天双线期双线期，已发生片段交换的同源染色体发生去联会，随后彼此分开，但染色单体之间还残留一些接触点（交叉），是粗线期非姐妹染色单体之间发生片段互换的形态学证据。减数分裂的过程——第一次减数分裂第27页,共35页，2024年2月25日，星期天双线期交叉开始端化，同源染色体仅在其端部靠交叉结合在一起，使染色体（四分体）呈现O、8等特殊形态。双线期减数分裂的过程——第一次减数分裂第28页,共35页，2024年2月25日，星期天终变期终变期染色体显著缩短变粗，此时，前期I接近尾声，核仁消失，核膜崩解，中心体完成复制并向两极移动形成纺锤体，中期I即将来临。减数分裂的过程——第一次减数分裂第29页,共35页，2024年2月25日，星期天中期I染色体以四分体形式排列在赤道面上。动粒微管与姊妹染色单体的一侧相连（与有丝分裂不同）。减数分裂的过程——第一次减数分裂第30页,共35页，2024年2月25日，星期天后期I：同源染色体分离移向细胞两极；非同源染色体以自由组合的方式进入两极；末期I：胞质分裂后形成两个子细胞，每个子细胞所含染色体数为原来的一半；每条染色体含两条染色单体；多数生物染色体不会解聚，保持其染色体状态。前期I中期I后期I末期I减数分裂的过程——第一次减数分裂第31页,共35页，2024年2月25日，星期天前期II

中期II

后期II

末期II单倍体子细胞减数分裂的过程——第二次减