13 细胞分裂与 细胞分裂教学.ppt

第十三章 细胞分裂与细胞周期  Cell Division and Cell Cycle Xiao Yong-qing 肖永清 xiaoyq@mail.sysu.edu.cn 中山大学中山医学院生物教研室 细胞分裂 （Cell Divsion） 细胞分裂(cell division) 无丝分裂(amitosis) 少见 有丝分裂(mitosis) 主要发生在体细胞 减数分裂(meiosis) 生殖细胞成熟阶段 无丝分裂是细胞增殖的特殊方式 无丝分裂(amitosis)常见于低等动物。在动物上皮、结缔组织和肌细胞、骨细胞中也发现有。 有丝分裂（mitosis） 是体细胞分裂的主要方式 前期 (prophase) 染色质凝集成染色体，核膜破裂、核仁缩小解体，分裂极确定、纺锤体形成 纺锤体 (spindle) 出现于前期末，由星体微管、动粒微管、和重叠排列的极间微管组成。 中期 (metaphase) 的主要标志是染色体高度凝缩，并非随机排列在赤道面上。从侧面看，染色体排列成线状；从极面看，染色体排列成菊花状 后期(anaphase) 着丝粒分开，姐妹染色单体分离。并向细胞两级迁移。 末期 (telophase) 子代细胞核形成与胞质分裂。 收缩环中的肌动蛋白和肌球蛋白组成的微丝束，通过互相滑动使收缩环不断缢缩，细胞膜内陷形成分裂沟 (cleavage furrow) 分裂沟至中体时，细胞断裂，胞质分裂完成 纺锤体的位置决定细胞的大小 胞质分裂和核分裂并不一定同时完成 有丝分裂的变异形式 封闭式有丝分裂（closed mitosis） 在整个细胞分裂过程中，核膜保持完整，纺锤体形成、染色体分离等活动均发生在细胞核里。如 许多单细胞生物：酵母、 黏菌等 开放式有丝分裂(open mitosis) 如前所述 减数分裂（meiosis）发生于有性生殖细胞的成熟过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。其细胞遗传物质减半，形成具有单倍体遗传物质的配子细胞 生殖细胞在早期原始阶段主要是通过有丝分裂进行增殖 减数分裂分为第一次减数分裂（减数分裂 I ）和第二次减数分裂（减数分裂 II ） 。 前期I (prophase I) 持续时间长，不同种属变化很大。此期染色体凝集、同源染色体交换 SC的装配最早发生于细线期，在偶线期完成。 SC 单体从胞质进入胞核，与染色体结合 在姐妹染色单体之间、沿染色体全长，聚合成一条侧生成分(lateral element) 的轴心 偶线期初，同源姐妹染色体单体靠近，各自沿其侧生成分的轴心垂直方向产生纤维细丝，形成SC中间区 SC使同源染色体紧密配对 SC的形成可能还有DNA的参与 现在认为，SC不是遗传重组所必需的，而是作为一种支架，让相互作用的染色单体完成交换 电镜下可见许多直径100nm左右的高电子密度小体，不规则分布在SC 的中央，称为重组小结(recombination nodule)，它含有一些酶装置，促进遗传重组 合成特有组蛋白 进行少量DNA合成，即 P-DNA，在交换过程中，在修复、连接方面起作用 SC 的侧生部分和中间部分。 侧生部分的两外侧为同源染色体DNA。 同源染色体通过SC连接，含有4条染色单体，称四分体(tetrad)，也称二价体(bivalent)。 中间部分中央电子密度密集 侧生成分与中央部分以横向的L-C细纤维丝相连 每个染色体至少有一个交叉。交叉结与重组小结在数量上相等 此过程中，二价体可呈现V、8、X、O等形状 双线期是卵母细胞发生最漫长的一个时期，此期代谢活动非常频繁。灯刷染色体，大量 RNA合成。人卵细胞此期可停留几十年 中期I (metaphase I) 染色体排列在赤道面上。动粒微管与姊妹染色单体的一侧相连 后期I (anaphase I)同源染色体分离，父源和母源的染色体随机组合，被拉向两极 末期I (telophase I) 染色体到达细胞两极，胞质分裂，形成两个子细胞。 减数分裂II 减数分裂I完成后，新生子细胞经过短暂的间期即进入减数分裂II，过程与有丝分裂似: 核膜崩解，染色体凝集，排列在赤道面上， 动粒微管与姊妹染色单体的两侧相连，姊妹染色单体分离，形成两个染色体数目减半的子细胞。 脊椎动物的卵母细胞的减数分裂II 停滞在中期II，只有在卵受精后才能解除 细胞周期(the cell cycle)是指细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的过程。可分为： G1期(gap phase I) S期(synthesis phase) G2期(gap phase II ) M期(mitosis phase) G0期 细胞暂时离开细胞周期。细胞转化为G0期 多发生在G1期。 G0期 细胞