细胞分裂幻灯片.ppt

1第1页，共33页，编辑于2022年，星期二 第一节第一节 无无 丝丝 分分 裂裂细细胞胞增增殖殖的的方方式式无丝分裂（直接分裂）无丝分裂（直接分裂）有丝分裂（间接分裂）有丝分裂（间接分裂）减数分裂减数分裂(配子形成）配子形成）2第2页，共33页，编辑于2022年，星期二 无丝分裂无丝分裂amitosisamitosis（直接分裂（直接分裂direct divisiondirect division）无丝分裂：直接进行细胞核与细胞质的分裂方式。分裂过程中既无丝分裂：直接进行细胞核与细胞质的分裂方式。分裂过程中既无染色体、纺锤体的形成，也无核膜、核仁的解体。无染色体、纺锤体的形成，也无核膜、核仁的解体。3第3页，共33页，编辑于2022年，星期二有丝分裂有丝分裂核分裂核分裂karyonitosiskaryonitosis胞质分裂胞质分裂cytokinesiscytokinesis 有丝分裂：其分裂过程包括核的分裂、染色体和纺锤体的形成有丝分裂：其分裂过程包括核的分裂、染色体和纺锤体的形成以及核分裂之后随既而来的胞质分裂。有丝分裂的主要特征是：以及核分裂之后随既而来的胞质分裂。有丝分裂的主要特征是：有丝分裂装置的产生有丝分裂装置的产生有丝分裂器有丝分裂器。第二节第二节 有有 丝丝 分分 裂裂4第4页，共33页，编辑于2022年，星期二有丝分裂器有丝分裂器mitotic apparatusmitotic apparatus：包括中心体、中心粒：包括中心体、中心粒、纺锤体、星体纺锤体、星体和和染色体染色体等。等。有丝分裂器功能有丝分裂器功能：在维持染色体的平衡、运动、分配起着极为重：在维持染色体的平衡、运动、分配起着极为重要作用。要作用。一、有丝分裂器的结构和功能一、有丝分裂器的结构和功能中心体中心体中心粒中心粒（成对并相互垂直排列的短筒状小体成对并相互垂直排列的短筒状小体）中心球中心球（中心球是中心粒周围的透明细胞质区）中心球是中心粒周围的透明细胞质区）5第5页，共33页，编辑于2022年，星期二中心粒中心粒星微管星微管中心体中心体纺纺锤锤体体微微管管极微管极微管横桥横桥动粒微管动粒微管着丝点着丝点极微管极微管动粒微管动粒微管纺锤体和星体的结构纺锤体和星体的结构星体星体asteraster：围绕中心粒向四周辐射的微管。：围绕中心粒向四周辐射的微管。纺锤体纺锤体spindlespindle：由大量微管纵向排列组成中间宽，两极缩小的：由大量微管纵向排列组成中间宽，两极缩小的纺锤状结纺锤状结构。构。星微管星微管6第6页，共33页，编辑于2022年，星期二主缢痕（初级缢痕）主缢痕（初级缢痕）着丝粒着丝粒含高度重复含高度重复DNA外层外层中层中层内层内层纺锤体微管纺锤体微管姐妹染色单体姐妹染色单体着丝点（动粒）着丝点（动粒）kinetochorekinetochore（动粒）：（动粒）：是两条染色单体外表面在初缢痕处的特是两条染色单体外表面在初缢痕处的特殊附加结构，为染色体的运动中心，也是微管组织中心之一。殊附加结构，为染色体的运动中心，也是微管组织中心之一。着丝粒着丝粒7第7页，共33页，编辑于2022年，星期二间间 期期核核 膜膜核核 仁仁染色质染色质中心粒中心粒前前 期期中中 期期后后 期期末末 期期赤道板赤道板收缩环造成的分裂沟收缩环造成的分裂沟动物细胞的有丝分裂二、有丝分裂过程及其特征二、有丝分裂过程及其特征8第8页，共33页，编辑于2022年，星期二前期的主要事件是：前期的主要事件是：染色质凝缩，染色质凝缩，分裂极确立与纺锤体分裂极确立与纺锤体开始形成，开始形成，核仁解体，核仁解体，核膜消失。核膜消失。9第9页，共33页，编辑于2022年，星期二中期指从染色体排列到赤道面上，到姊妹染色单体开始分向两极的一中期指从染色体排列到赤道面上，到姊妹染色单体开始分向两极的一段时间，纵向观动物染色体呈辐射状排列。染色体两边的牵引力就像段时间，纵向观动物染色体呈辐射状排列。染色体两边的牵引力就像拔河一样达到平衡。拔河一样达到平衡。10第10页，共33页，编辑于2022年，星期二后期：指姊妹染色单体分开并移向两极的时期，当子染色体到达两后期：指姊妹染色单体分开并移向两极的时期，当子染色体到达两极后，标志这一时期结束。极后，标志这一时期结束。11第11页，共33页，编辑于2022年，星期二后期后期A A，指染色体向两极移动的过程。这是因为染色体着丝点微管在着丝，指染色体向两极移动的过程。这是因为染色体着丝点微管在着丝点处去组装而缩短，在分子马达的作用下染色体向两极移动。后期点处去组装而缩短，在分子马达的作用下染色体向两极移动。后期B B，指两极间距离拉大的过程。这是因为一方面极体微管延长，结合在极体指两极间距离拉大的过程。这是因为一方面极体微管延长，结合在极体微管重叠部分的马达蛋白提供动力，推动两极分离，另一方面星体微管微管重叠部分的马达蛋白提供动力，推动两极分离，另一方面星体微管去组装而缩短，结合在星体微管正极的马达蛋白牵引两极距离加大。去组装而缩短，结合在星体微管正极的马达蛋白牵引两极距离加大。12第12页，共33页，编辑于2022年，星期二末期：是从子染色体到达两极，至形成两个新细胞为止的时期。末末期：是从子染色体到达两极，至形成两个新细胞为止的时期。末期涉及子核的形成和胞质分裂两个方面。期涉及子核的形成和胞质分裂两个方面。1.1.末期子核的形成，大体经历了与前末期子核的形成，大体经历了与前期相反的过程，即染色体解聚缩，核期相反的过程，即染色体解聚缩，核仁出现和核膜重新形成。核仁由染色仁出现和核膜重新形成。核仁由染色体上的核仁组织中心形成（体上的核仁组织中心形成（NORsNORs），），几个几个NORSNORS共同组成一个大的核仁，因此共同组成一个大的核仁，因此核仁的数目通常比核仁的数目通常比NORsNORs的数目要少。的数目要少。13第13页，共33页，编辑于2022年，星期二2.2.动物细胞的胞质分裂是以形成收缩环的方式完成的，收缩环在动物细胞的胞质分裂是以形成收缩环的方式完成的，收缩环在后期形成，由大量平行排列的肌动蛋白和结合在上面的后期形成，由大量平行排列的肌动蛋白和结合在上面的myosin IImyosin II等成分组成，用细胞松驰素及肌动蛋白和肌球蛋白抗体处理等成分组成，用细胞松驰素及肌动蛋白和肌球蛋白抗体处理均能抑制收缩环的形成。均能抑制收缩环的形成。14第14页，共33页，编辑于2022年，星期二间期间期前期前期中期中期后期后期末期末期植物细胞的有丝分裂15第15页，共33页，编辑于2022年，星期二有丝分裂动画有丝分裂动画16第16页，共33页，编辑于2022年，星期二有丝分裂动画有丝分裂动画17第17页，共33页，编辑于2022年，星期二微管组装与去组装学说微管组装与去组装学说微管滑动学说微管滑动学说三、有丝分裂时染色体移动的机制三、有丝分裂时染色体移动的机制动粒微管动粒微管和和极微管极微管相互滑相互滑动，将染色体拉向两极。动，将染色体拉向两极。通过分解通过分解ATP获得能量。获得能量。由于动粒微管的微管蛋白亚单由于动粒微管的微管蛋白亚单位去组装，使其缩短；极微管位去组装，使其缩短；极微管不断组装使其延长所致。不断组装使其延长所致。18第18页，共33页，编辑于2022年，星期二减数分裂：是有性生殖个体的生殖细胞在形成过程减数分裂：是有性生殖个体的生殖细胞在形成过程中所进行的特殊分裂方式。细胞连续分裂两次，中所进行的特殊分裂方式。细胞连续分裂两次，DNADNA只复制一次结果产生染色体数目减半的生殖细胞只复制一次结果产生染色体数目减半的生殖细胞（精子或卵子）。（精子或卵子）。第三节第三节 减减 数数 分分 裂裂19第19页，共33页，编辑于2022年，星期二一、由有丝分裂向减数分裂的转变一、由有丝分裂向减数分裂的转变有丝分裂细胞在进入减数分裂之前要经过一个较长的间有丝分裂细胞在进入减数分裂之前要经过一个较长的间期，称前减数分裂间期期，称前减数分裂间期(premeiotic interphase)(premeiotic interphase)或前减或前减数分裂期数分裂期(premeiosis)(premeiosis)。G2G2期期是有丝分裂向减数分裂转化是有丝分裂向减数分裂转化的关键时期。的关键时期。DNADNA合成合成S S期合成期合成99.799.7；粗线期合成大约粗线期合成大约0.3%0.3%的的DNADNA。称为合线期。称为合线期DNADNA（Z-Z-DNADNA）或粗线期）或粗线期DNA(P-DNA)DNA(P-DNA)。20第20页，共33页，编辑于2022年，星期二减减数数分分裂裂第一次减数分裂第一次减数分裂第二次减数分裂第二次减数分裂前期前期中期中期后期后期末期末期前期前期中期中期后期后期末期末期细线期细线期偶线期偶线期粗线期粗线期双线期双线期终变期终变期二、减数分裂的过程及其特征二、减数分裂的过程及其特征21第21页，共33页，编辑于2022年，星期二1.减数分裂减数分裂 I间期间期前期前期I(细线期细线期)前期前期I(偶线期偶线期)1.同源染色体配对同源染色体配对 联联会会2.二价体形成二价体形成同源染色体：大小形态相同、结构相似、一条来自父亲一条来自母同源染色体：大小形态相同、结构相似、一条来自父亲一条来自母亲，上面载有等位基因的一对染色体。同源染色体两两配对的过程，亲，上面载有等位基因的一对染色体。同源染色体两两配对的过程，称为称为联会联会（synapsis)synapsis)。配对的同源染色体被称为。配对的同源染色体被称为二价体二价体（bivalent)bivalent)。前期前期I(粗线期粗线期)1.二价体二价体四分体四分体2.非姐妹染色单体之间非姐妹染色单体之间出现交叉。出现交叉。前期前期I(双线期双线期)1.联会复合体消失联会复合体消失2.同源染色体某些部同源染色体某些部分分离分分离前期前期I(终变期终变期)22第22页，共33页，编辑于2022年，星期二姐妹染色单体姐妹染色单体 1和和2的染色质的染色质姐妹染色单体姐妹染色单体 3和和4的染色质的染色质侧生组分侧生组分中央组分中央组分重组节重组节联会复合体：在电镜下观察，两侧是约联会复合体：在电镜下观察，两侧是约40nm40nm的侧生组分的侧生组分(lateral element)(lateral element)，电子密度很高，两侧之间为宽约，电子密度很高，两侧之间为宽约100nm100nm的中间区的中间区(intermediate space)(intermediate space)，在电镜下是明亮区，在中，在电镜下是明亮区，在中间区的中央为中央组分间区的中央为中央组分(central element)(central element)，宽约，宽约30nm30nm。侧。侧生组分与中央组分之间有横向排列的粗约生组分与中央组分之间有横向排列的粗约710nm710nm的的SCSC纤维，使纤维，使SCSC外观呈梯子状外观呈梯子状。三、同源染色体的联会三、同源染色体的联会偶线期偶线期DNADNA的合成：的合成：S S期只合成全部期只合成全部DNADNA的的99.799.7，大约，大约0.30.3的的DNADNA在在偶线期合成的，称为偶线期合成的，称为Z-DNAZ-DNA。23第23页，共33页，编辑于2022年，星期二1.减数分裂减数分裂 I间期间期前期前期I(细线期细线期)前期前期I(偶线期偶线期)1.同源染色体配对同源染色体配对 联联会会2.二价体形成二价体形成前期前期I(粗线期粗线期)1.二价体二价体四分体四分体2.非姐妹染色单体之非姐妹染色单体之间出现交换。间出现交换。同源染色体同源染色体I的的2条姐条姐妹染色单体妹染色单体同源染色体同源染色体II的的2条姐条姐妹染色单体妹染色单体同源染色体同源染色体I的的着丝点着丝点同源染色体同源染色体II的着的着丝点丝点四分体：由于每条染色体四分体：由于每条染色体由由2 2条姐妹染色单体组成，条姐妹染色单体组成，所以此时的二价体由所以此时的二价体由4 4条染条染色单体组成。色单体组成。前期前期I(双线期双线期)1.同源染色体某些部同源染色体某些部分分离分分离前期前期I(终变期终变期)2.出现交叉端化现象出现交叉端化现象3.Z-DNA合成合成3.P-DNA合成合成 3.时间最长（可达时间最长（可达50年）年）第24页，共33页，编辑于2022年，星期二交叉：同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉，交换部分交叉：同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉，交换部分遗传物质，产生新的基因组合。遗传物质，产生新的基因组合。四、非姊妹染色单体的交叉互换四、非姊妹染色单体的交叉互换25第25页，共33页，编辑于2022年，星期二姐妹染色单体姐妹染色单体 1和和2的染色质的染色质姐妹染色单体姐妹染色单体 3和和4的染色质的染色质侧生组分侧生组分中央组分中央组分重组节重组节 有关交换的生化活动和亚微结构有关交换的生化活动和亚微结构重组节重组节(recombination(recombination nodules,RNs)nodules,RNs)：RNsRNs是同源是同源染色体发生交叉的部位，染色体发生交叉的部位，RNsRNs上有基因交换所需要的上有基因交换所需要的酶。酶。1.1.联会是实现交叉互换的先决条件。联会是实现交叉互换的先决条件。2.2.粗线期粗线期DNADNA的合成的合成 在粗线期合成的在粗线期合成的DNADNA称为粗线期称为粗线期DNADNA或或P-DNAP-DNA。它是由非常。它是由非常短的断片构成的，对保持染色体的完整性很重要。短的断片构成的，对保持染色体的完整性很重要。3.3.重组节的形成重组节的形成26第26页，共33页，编辑于2022年，星期二中期中期I后期后期I1.同源染色体分离（四分体同源染色体分离（四分体二分体）二分体）2.非同源染色体随机组合非同源染色体随机组合末期末期I2.减数分裂减数分裂 II间期间期前期前期 II中期中期 II后期后期 II1.姐妹染色单体分离（二分体姐妹染色单体分离（二分体单分体）单分体）2.非姐妹染色单体随机组合。非姐妹染色单体随机组合。末期末期 II1.同源染色体同源染色体排列在赤道面上排列在赤道面上27第27页，共33页，编辑于2022年，星期二28第28页，共33页，编辑于2022年，星期二间期间期前期前期I(细线期细线期)前期前期I(偶线期偶线期)前期前期I(粗线期粗线期)前期前期I(双线期双线期)前期前期I(终变期终变期)中期中期 I后期后期 I末期末期 I间期间期前期前期 II中期中期 II后期后期 II末期末期 II29第29页，共33页，编辑于2022年，星期二30第30页，共33页，编辑于2022年，星期二1.1.维持了遗传物质的稳定（体细胞维持了遗传物质的稳定（体细胞2n=462n=46，生殖细胞，生殖细胞 配子：配子：精子和卵子精子和卵子 n=23n=23，受精后受精卵为，受精后受精卵为2n=462n=46）2.2.是遗传学三大定律的细胞学基础（分离律、自由组合律、是遗传学三大定律的细胞学基础（分离律、自由组合律、连锁互换律）连锁互换律）3.3.是遗传和变异的细胞学基础（同源染色体上的非姐妹染是遗传和变异的细胞学基础（同源染色体上的非姐妹染色单体的交换；非同源染色体以及非同源染色体之间的非姐色单体的交换；非同源染色体以及非同源染色体之间的非姐妹染色单体的自由组合。妹染色单体的自由组合。五、减数分裂的生物学意义五、减数分裂的生物学意义31第31页，共33页，编辑于2022年，星期二1.1.有丝分裂只有一次均等分裂，而减数分裂包括两次有丝分裂只有一次均等分裂，而减数分裂包括两次连续的分裂。连续的分裂。2.2.有丝分裂的结果，有丝分裂的结果，1 1个亲代细胞形成个亲代细胞形成2 2个完全一样的个完全一样的子细胞；而减数分裂的结果，子细胞；而减数分裂的结果，1 1个细胞形成个细胞形成4 4个不同的个不同的子细胞。子细胞。3.3.有丝分裂过程不产生联会、交叉互换等现象，而减有丝分裂过程不产生联会、交叉互换等现象，而减数分裂过程非常复杂，有同源染色体的配对，非姐妹数分裂过程非常复杂，有同源染色体的配对，非姐妹染色单体的交换等现象。染色单体的交换等现象。4.4.有丝分裂发生在体细胞，而减数分裂发生在生殖细有丝分裂发生在体细胞，而减数分裂发生在生殖细胞。胞。第四节第四节 有丝分裂和减数分裂的比较有丝分裂和减数分裂的比较32第32页，共33页，编辑于2022年，星期二 小小 结结1.1.掌握有丝分裂的过程及其特征。掌握有丝分裂的过程及其特征。2.2.掌握减数分裂的过程及其特征。掌握减数分裂的过程及其特征。3.3.掌握有丝分裂与减数分裂的区别。掌握有丝分裂与减数分裂的区别。33第33页，共33页，编辑于2022年，星期二