第十章細(xì)胞生長分化和細(xì)胞周期

1、第十章 細(xì)胞生長(shngzhng)、分化和細(xì)胞周期主講(zhjing)：羅大極 副教授醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)系共四十一頁共四十一頁共四十一頁 細(xì)胞增殖是有機(jī)體生命活動(dòng)的重要特征，是通過(tnggu)細(xì)胞的生長和分裂使細(xì)胞數(shù)目增加的過程。生物學(xué)意義：1. 細(xì)胞增殖是一切生物機(jī)體建立的基礎(chǔ)。2. 通過細(xì)胞增殖產(chǎn)生新的細(xì)胞，補(bǔ)充生命活動(dòng)過程中衰老或損傷的細(xì)胞。共四十一頁 一、 無絲分裂 (amitosis) 無絲分裂是最早發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞分裂方式，早在1841年德馬克(R.Remak)于雞胚血球細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。在無絲分裂中，核仁、核膜都不消失(xiosh)，沒有染色體的出現(xiàn)，在細(xì)胞質(zhì)中也不形成紡錘體。但進(jìn)行無絲分裂

2、的細(xì)胞，染色質(zhì)也要進(jìn)行復(fù)制，且細(xì)胞要增大；當(dāng)細(xì)胞核體積增大一倍時(shí)，細(xì)胞就發(fā)生分裂；至于核中的遺傳物質(zhì)DNA時(shí)如何分配到子細(xì)胞中，還有待進(jìn)一步研究。第一節(jié) 細(xì)胞分裂共四十一頁 無絲分裂是最簡單的分裂方式。過去認(rèn)為無絲分裂主要見于低等生物和高等生物體內(nèi)的衰老或病態(tài)細(xì)胞中，但后來發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物和植物的正常組織(zzh)中也比較普遍地存在。無絲分裂在高等生物中主要是高度分化的細(xì)胞，在動(dòng)物的上皮組織、疏松結(jié)締組織、肌肉組織和肝組織中；在植物各器官的表皮、生長點(diǎn)和胚乳等細(xì)胞中，都有無絲分裂現(xiàn)象。蛙成熟(chngsh)紅細(xì)胞的無絲分裂棉花胚乳細(xì)胞的無絲分裂共四十一頁二、 有絲分裂 (mitosis) 高等真核生

3、物細(xì)胞分裂的主要方式。在有絲分裂的過程中，當(dāng)細(xì)胞核發(fā)生一系列復(fù)雜的變化后，細(xì)胞通過形成(xngchng)有絲分裂器(中心粒，星體和紡錘體等)，將遺傳物質(zhì)平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，從而保證了細(xì)胞在遺傳上的穩(wěn)定性。共四十一頁有絲分裂(yu s fn li)期(M)共四十一頁細(xì)胞(xbo)的有絲分裂過程分裂(fnli)間期分裂期G1期S期G2期前期中期后期末期共四十一頁 間期：在光學(xué)顯微鏡下，只看到均勻一致的細(xì)胞核及許多的絲狀染色質(zhì)。實(shí)質(zhì)上間期的核是處于高度活躍的生理生化代謝階段，為細(xì)胞分裂準(zhǔn)備條件。 高等植物有絲分裂主要發(fā)生(fshng)在根尖、莖生長點(diǎn)、幼葉等部位的分生組織。根尖取材容易，操作和鑒

4、定方便，故一般采用根尖作為觀察有絲分裂的材料。 共四十一頁G1期-DNA復(fù)制前期，主要進(jìn)行RNA合成和蛋白質(zhì)合成，為染色體復(fù)制做準(zhǔn)備。S期 -DNA復(fù)制期，完成DNA復(fù)制。G2期-DNA復(fù)制后期，主要進(jìn)行RNA合成和蛋白質(zhì)合成，為紡錘(fngchu)絲的形成做準(zhǔn)備。共四十一頁(一)有絲分裂前期 1. 染色體形成(xngchng) H1組蛋白磷酸化誘導(dǎo)染色質(zhì)凝集，逐步螺旋化轉(zhuǎn)變成染色體。 2. 核仁、核膜消失 核仁消失是由于核仁相隨染色質(zhì)發(fā)生凝集；核膜消失主要是核纖層蛋白磷酸化繼而核纖層解聚，導(dǎo)致核膜破裂。共四十一頁3. 有絲分裂器的初步形成 動(dòng)物細(xì)胞中心體在S期復(fù)制形成二對(duì)中心體逐漸移向細(xì)胞兩

5、極，移到兩極后同時(shí)(tngsh)組織紡錘體和星體。4. 染色體向赤道面的運(yùn)動(dòng)(yndng) 染色體的主縊痕處形成著絲粒，著絲粒周圍有蛋白質(zhì)性質(zhì)的盤狀結(jié)構(gòu)叫著絲點(diǎn)(動(dòng)粒)，其上有微管附著，與染色體移動(dòng)有關(guān)。共四十一頁(二)有絲分裂中期 染色體達(dá)到最大程度的凝集并排列在細(xì)胞(xbo)中央的赤道面上，構(gòu)成赤道板。共四十一頁 有絲分裂器 (mitotic apparatus) 有絲分裂器指分裂期的染色體、紡錘體，中心體和星體等參與細(xì)胞分裂的細(xì)胞器的總稱；是從中心粒形成的各種微管, 包括動(dòng)粒微管、極性微管、星體微管等，功能是將攜帶遺傳物質(zhì)的染色體均等分配(fnpi)到兩個(gè)子細(xì)胞。 星體(星絲)是指圍繞中

6、心體向外輻射狀發(fā)射的微管。 紡錘體(紡錘絲)是一種與細(xì)胞分裂和染色體運(yùn)動(dòng)直接相關(guān)的一種臨時(shí)性細(xì)胞器，主要由微管及其結(jié)合蛋白構(gòu)成。共四十一頁(三)有絲分裂后期 著絲?？v裂，姐妹染色(rns)單體分開并分別向兩極移動(dòng)。 共四十一頁 染色體的向極運(yùn)動(dòng)是由紡錘體微管的兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)（后期(huq)A和后期B）過程完成的。 后期A是染色體向極靠近； 后期B是紡錘體兩極拉開。共四十一頁(四)有絲分裂末期 1 子細(xì)胞核的出現(xiàn)(chxin) 2 胞質(zhì)分裂 共四十一頁細(xì)胞類型紡錘體中央?yún)^(qū)域胞質(zhì)分裂結(jié)構(gòu)動(dòng)物細(xì)胞中體收縮環(huán)植物細(xì)胞成膜體細(xì)胞板共四十一頁有絲分裂(yu s fn li)前期中期(zhngq)后期末期馬蛔

7、蟲橫切面40X共四十一頁 是生物在性細(xì)胞成熟時(shí)配子形成過程中發(fā)生的一種特殊的有絲分裂.它包括連續(xù)兩次的細(xì)胞分裂階段:第一次分裂為染色體數(shù)目的減數(shù)分裂；第二次分裂為染色體數(shù)目的等數(shù)分裂。 在減數(shù)分裂的整個(gè)過程中，同源染色體之間發(fā)生聯(lián)會(huì)、交換(jiohun)、分離，非同源染色體之間進(jìn)行自由組合。最終分裂為染色體數(shù)目減半的的四個(gè)子細(xì)胞,進(jìn)而 發(fā)育為雌性或雄性配子(n) 。由于不同雌雄配子染色體的重新組合，產(chǎn)生了大量的遺傳變異，有利于生物的適應(yīng)和進(jìn)化。 三、減數(shù)分裂(jin sh fn li) (meiosis)共四十一頁 前間期（DNA復(fù)制） 細(xì)線期 偶線期 前期 粗線期 雙線期 分裂 中期 終變期

8、 減數(shù)分裂 后期(huq) 末期 間期（DNA不復(fù)制） 前期 分裂 中期 后期 末期 共四十一頁共四十一頁蝗蟲(hungchng)精巢橫切 40X蝗蟲(hungchng)精巢橫切 400X共四十一頁前期(qinq)可分為：1）細(xì)線期：2）偶線期：3）粗線期：4）雙線期：5）終變期：第一次分裂(fnli)共四十一頁1）細(xì)線期：核內(nèi)染色體呈細(xì)長線狀，互相(h xing)纏繞，難以辨別成雙的染色體。 第一次分裂(fnli)共四十一頁 2）偶線期：同源染色體相互縱向靠攏配對(duì)，稱為聯(lián)會(huì)。這樣聯(lián)會(huì)了的一對(duì)同源染色體，稱為二價(jià)(r ji)體。偶線期所表現(xiàn)的這一特征的時(shí)間很短，一般難以觀察到。 1956年Mo

9、ses用電鏡觀察喇蛄精母細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)了聯(lián)會(huì)復(fù)合體。聯(lián)會(huì)復(fù)合體是同源染色體之間在減數(shù)分裂前期聯(lián)會(huì)時(shí)所形成的一種臨時(shí)性結(jié)構(gòu)。共四十一頁 同源染色體的配對(duì)(pi du)是減數(shù)分裂的核心問題。由于有了聯(lián)會(huì)配對(duì)，才可能有同源染色體之間的遺傳物質(zhì)的重組和同源染色體的準(zhǔn)確分開。 共四十一頁3）粗線期：配對(duì)后的染色體逐漸縮短變粗，含有兩條姐妹染色單體，這樣一個(gè)二價(jià)(r ji)體包含了四條染色單體，故又稱為四分體。在此期間各同源染色體的非姐妹染色單體間可能發(fā)生片段交換。 共四十一頁 配對(duì)以后兩條同源染色體緊密結(jié)合在一起所形成的復(fù)合(fh)結(jié)構(gòu)稱為二價(jià)體。由于每個(gè)二價(jià)體由兩條染色體構(gòu)成，共含有四條染色單體，因而又稱

10、為四分體。 共四十一頁4）雙線期：各對(duì)同源染色體開始(kish)分開，由于在粗線期非姐妹染色單體之間發(fā)生了交換，因而同源染色體在一定區(qū)段間出現(xiàn)交叉，此期可清楚地觀察到交叉現(xiàn)象。 共四十一頁共四十一頁 5）終變期：染色體更為濃縮粗短，交叉結(jié)向二價(jià)體的兩端移動(dòng)，核仁和核膜開始消失。此時(shí)(c sh)各二價(jià)體分散在核內(nèi)，適于計(jì)數(shù)染色體的數(shù)目。 共四十一頁中期：配對(duì)的染色體排列在赤道面上，同源染色體的著絲粒與細(xì)胞兩端的紡錘絲相連(xin lin)。如果制備的細(xì)胞是從極面壓成的標(biāo)本，則可看到同源染色體排列成環(huán)形。 共四十一頁后期：同源染色體在紡錘絲的牽引(qinyn)作用下，分別向細(xì)胞兩極移動(dòng)。每個(gè)染色體

11、有一著絲粒，帶著兩個(gè)染色單體。每一極得到n條染色體，染色體數(shù)已減半。共四十一頁末期：染色體移到兩極后聚集在一起，并逐步解旋而恢復(fù)到染色質(zhì)狀態(tài)。隨后核仁、核膜重新出現(xiàn)，進(jìn)行胞質(zhì)分裂(fnli)而形成兩個(gè)子細(xì)胞。 共四十一頁經(jīng)過一個(gè)簡短的間期后，就進(jìn)入第二次減數(shù)分裂，第二次減數(shù)分裂分為前期、中期、后期和末期。由于經(jīng)過了減數(shù)第一次分裂，同源染色體己經(jīng)分離，染色體數(shù)目已經(jīng)減半，所以從形態(tài)上看第二次分裂的細(xì)胞體積較小。 前期：與末期緊密相連，時(shí)間短暫(dunzn)。在形態(tài)上與末期相似。 中期：同一著絲粒連接的染色單體排列在赤道面上，形成赤道板。 共四十一頁后期：著絲粒分裂，因此兩條姊妹染色單體分離，在紡錘絲的牽引下染色單體向細(xì)胞兩極移動(dòng)。 末期：染色體到達(dá)兩極后，逐步解旋形成染色質(zhì)，核仁、核膜重新出現(xiàn)。形成四個(gè)子細(xì)胞。細(xì)胞體積較小，形態(tài)與間期細(xì)胞類似。經(jīng)過生長、發(fā)育、變態(tài)過程逐漸(zhjin)形成梭型的精子。共四十一頁共四十一頁下次內(nèi)容第十章 細(xì)胞生長(shngzhng)、分化和細(xì)胞周期2 聯(lián)系方式：共四十一頁內(nèi)容摘要第十章 細(xì)胞生長、分化和細(xì)胞周期。無絲分裂是最早發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞分裂方式，早在1841年德馬克(R.Remak)于雞胚血球細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。實(shí)質(zhì)上間期的核是處于高度活躍的生理生化代謝階段，為細(xì)胞分裂準(zhǔn)備條件。核仁消失是由于核仁相隨染色質(zhì)發(fā)生凝