上海交通大学普通生物学课件细胞的分裂与分化.ppt

一、细胞的有丝分裂与细胞周期细胞分裂的意义 ? 生命活动的重要特征之一 ? 单细胞增殖导致生物个体数增加 ? 多细胞生物的繁殖基础 ? 取代衰老和死亡的细胞 ? 创伤愈合、组织再生、病理修复 1. 细胞分裂的作用 细胞分裂首先涉及到细胞内遗传物质——DNA的复制，再均等分为两份。 原核生物：DNA的复制和分离 2. 染色体的结构 3. 细胞周期与细胞分裂 3.1 概 念 细胞从前一次分裂开始到后一次分裂开始，这段时间称为一个细胞周期。期间细胞遗传物质和其它内含物分配给子细胞。 3.2 细胞周期不同时期的主要特征： ? G1期：与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝缩。 ? S期：DNA复制 ? G2期： DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子。 M期：细胞分裂期 有丝分裂——细胞核及染色体分裂 胞质分裂——细胞质分裂 3.3 有丝分裂 前期 ①染色质凝缩; ②分裂极确立与纺锤体开始形成; ③核仁解体; ④核膜消失。 纺 锤 体 中期（前中期、中期） 中 期 后期 末 期 4. 胞质分裂 4.2 植物细胞的胞质分裂 2 .5 有丝分裂的特点 间期：每条染色体复制成两条相同的染色单体，在分裂时有规律地分配到两个子细胞核中。 由一个亲代细胞产生的两个子细胞各具有与亲代细胞在数目和形态上完全相同的染色体。 母细胞与子细胞携带的遗传信息相同。 2.6 细胞周期的调控机制 细胞周期的控制过程： 当正常细胞经过G1或G2检验点时，Cdk便与不同的周期蛋 白结合，激活了相应的引擎分子，周期性细胞便可通过G1和 G2检验点的检查，进入下一时相，接着周期蛋白降解，Cdk作 用暂停；到下一次新的周期蛋白合成后Cdk再次活化。 但是，如果Cdk不能与周期蛋白正常结合，或者结合后二聚 体的活性被抑制，周期细胞便不能通过检验点，细胞成为G0期 完成了DNA复制后进入G2期，细胞首先开始逐渐积累M周期蛋白，该周期蛋白与Cdk结合形成有丝分裂促进因子（MPF）的二聚体。 最初，MPF在其磷酸化之前没有活性，当极少量的MPF被磷酸化后，通过正反馈调节作用，即少量磷酸化的MPF反过来可以增强催化MPF磷酸化的酶活性，促进细胞内被激活的MPF浓度急剧增加，导致细胞通过G2检验点的检查，进入M期，有丝分裂过程开始启动。 二、 配子形成与减数分裂 1 概念和意义 ?概念：细胞进行一次 DNA 复制，随后进行两次分裂，染色体数目减半的一种特殊的有丝分裂，生殖细胞具有的分裂方式。 ?意义： 生物进行有性生殖的基础 确保世代间遗传的稳定性 增加变异机会，生物进化与多样性的基础 2 减数分裂的两个阶段： 减数分裂Ⅰ： 前期：同源染色体进行联会配对，形成四分体； 非姐妹染色单体间发生局部交换； 中期：四分体排列在赤道板上； 后期：同源染色体分开，向两极移动； 末期：形成两个子细胞，并转向第二次分裂。 减数分裂Ⅱ：与有丝分裂过程基本相同。 三．个体发育中的细胞 1. 细胞分化 2. 细胞的衰老与死亡 3. 干细胞 4. 脱离正常轨道的细胞 1.1 细胞的分化 由同一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态结构、生理功能和蛋白质合成等方面形成稳定差异性，产生不同细胞类群的过程称为细胞分化。 细胞分化是动植物发育的基础。细胞分化的本质是基因组中基因的选择性表达。 1.3 细胞决定 1.4 去分化与转分化 ?某些条件下，分化细胞基因表达模式发生可逆变化，又回到未分化状态，这一变化过程称为去分化（脱分化）。 例如：植物的愈伤组织 ?细胞失去分化后，再分化成另一种细胞的现象称为转分化。 例如：蝾螈肢体再生时，脱分化的肌细胞可生出软骨。 1.5. 细胞分化的发育潜能 细胞分化能力的强弱称为发育潜能 1 全能性 2 多能性 3 单能性 多能性 具有分化出多种组织或细胞（但是不能形成完整个体）的潜能的细胞称多能性细胞。 例如：人造血干细胞? 分化产生8种 类型血细胞 1.6 细胞质决定子 ? 卵和胚胎细胞中所含的蛋白质和RNA性质的 细胞质因子 细胞质因子通过细胞分裂被不均等地分配 到子细胞 不同性质的决定子影响细胞向不同方向分化 ?性细胞决定子——生殖细胞分化 ?体细胞决定子——体细胞分化 2．