第三節(jié)細胞的有絲分裂

第三節(jié)細胞的有絲分裂2023/7/171第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月一。細胞周期細胞周期：細胞從前一次分裂結束到下一次分裂結束所經歷的時間分為：間期、分裂期2023/7/172第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞并不總是處在分裂狀態(tài)，在多細胞生物體內，只有處在生長部位的細胞才能分裂，而且，即使是生長點的細胞也并不一直處于連續(xù)不斷的分裂之中。對于某一細胞而言兩次分裂之間有一段間隔時期，這一段時間稱為分裂間期（interphase）。從第一次細胞分裂開始至第二次細胞分裂起動的一段時間，稱為一個細胞周期(前一次分裂的中期到下一次分裂的中期，稱為一個細胞周期。)。2023/7/173第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）細胞分裂間期interphase從前一次分裂結束到下一次分裂開始的過程G1－→S－→G2－→M2023/7/174第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞分裂間期細胞內的生化活動活躍在光鏡下，間期是靜止的，分裂期可以觀察到細胞內部發(fā)生的一系列有規(guī)律的形態(tài)變化。在細胞分裂間期，細胞內尤其是細胞核內其實是很不平靜的，一系列有序的生理生化反應一直在持續(xù)不斷地進行著，為下一輪的細胞分裂準備條件。這種準備活動主要是三個方面：2023/7/175第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1.遺傳物質的復制

間期結束時，DNA的含量比間期開始時增加一倍；2.能量準備核在間期的呼吸作用很低，以便為分裂準備足夠的易于使用的能量；3.細胞在間期生長，使核體積和細胞質體積達到最適的平衡狀態(tài)。2023/7/176第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月這三個時期的長短因物種，細胞種類以及生理狀態(tài)而異。一般而言，S期的時間最長，且較穩(wěn)定；G1和G2期的時間變化較大。在蠶豆根尖細胞的有絲分裂周期中，G1期為5hr，S期為7.5hr，G2期為5hr，間期共長17.5hr，而M期全長只有2hr2023/7/177第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月G2期以后，細胞就進入分裂期。為了便于敘述，把分裂的全過程劃分為前、中、后、末四個時期

2023/7/178第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月蠶豆根尖細胞的細胞周期

M

2.0h

G2

5.0h

5.0h

G1

7.5h

S

2023/7/179第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月間期又可以劃分為三段，其主要根據(jù)是遺傳物質DNA復制的進程：G1期，S期和G2期。G1期是DNA合成前期，是細胞分裂周期的第一個間隙，是DNA合成的準備時期（FirstGap）．S期是DNA的合成期（periodofDNAsynthesis）。G2期（postDNAsynthesis）是DNA合成后期，是DNA合成后至細胞核分裂開始之間的第二個間隙（SecondGap）。G2期與G1期相比DNA含量增加了一倍。

2023/7/1710第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月二、無絲分裂(amitosis)(p15)無絲分裂的分裂過程較簡單快速，整個分裂過程中不出現(xiàn)紡錘體。以前人們認為無絲分裂只在衰老細胞和病態(tài)組織中，但近年研究發(fā)現(xiàn)高等生物的許多正常組織(如：植物的薄型組織、木質部細胞、絨氈層細胞和胚乳細胞)，也常發(fā)生無絲分裂。2023/7/1711第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月三、有絲分裂過程為研究方便起見，分為：前期prophase中期metaphase后期anaphase末期telophase2023/7/1712第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月前期（prophase）：染色質逐漸凝縮變粗，起先是卷曲為一團亂麻，繼而能分清各個染色體，且明顯可以見到每條染色體都是由兩條染色單體構成的，兩條染色單體共用一個著絲點。核仁和核膜逐漸變得模糊不清。紡錘絲（spindlefiber）開始形成。2023/7/1713第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月中期（metaphase）：核仁和核膜完全消失，紡錘體（spindle）明顯可見。從細胞的側面觀察，各個染色體的著絲點均排列在紡錘體中央的赤道面上，而其兩臂則自由地伸展在赤道面的兩側（圖mitosis-metaphase-cemianguan)。此時，染色體具有典型的形狀，適于觀察和記數(shù)2023/7/1714第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月有絲分裂中期染色體形態(tài)圖2023/7/1715第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月后期（anaphase）：每個染色體的著絲粒分裂為二，每條染色體的兩條染色單體各自分開而成為兩條獨立的染色體，并在紡錘絲的牽引下分別移向兩極。移向兩極的染色體數(shù)目是完全一樣的，且同分裂前母細胞的染色體數(shù)目、形態(tài)完全一樣2023/7/1716第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月末期（telophase）：染色體已移至兩極圍繞者染色體重新出現(xiàn)核仁核膜，染色體又重新變得松散細長，回復為染色質的狀態(tài)。至此，一個母細胞內形成了兩個子核。接著在紡錘體的赤道板區(qū)域形成細胞板，細胞質被分隔開,一個母細胞分裂為兩個完全相同的子細胞。繼而，子細胞又進入G1期。2023/7/1717第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月有絲分裂過程示意圖2023/7/1718第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1719第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月家鴿體細胞有絲分裂2023/7/1720第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月染色體的形態(tài)變化周期2023/7/1721第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月有絲分裂的意義從遺傳學的觀點看，有絲分裂的重要意義就在于其分裂產物都是相同的，它們精確地含有和親代細胞核完全相同的遺傳物質。這種均親分裂的方式，是遺傳物質在同一世代內穩(wěn)定存在和傳遞的根本保證。2023/7/1722第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月有絲分裂的意義植物的無性繁殖、組織培養(yǎng)、動物細胞的克隆所獲得的個體能保持其親本的遺傳性狀，其原因就在于他們是通過有絲分裂而長生的。

但是，值得提出的是，對于細胞質而言，其中所含的線粒體，葉綠體等細胞器在有絲分裂過程也能復制、增殖，但它們是隨機地而不是如細胞核那樣均等地分配到子細胞中去。

因此，任何由線粒體，葉綠體等細胞器所決定的遺傳表現(xiàn)，不可能與染色體所決定的遺傳表現(xiàn)具有同樣的規(guī)律性。2023/7/1723第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞有絲分裂周期示意圖2023/7/1724第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月有絲分裂的特殊情況1.細胞核多次分裂，細胞質不分裂，形成多核細胞。2.核內染色體多次分裂，但細胞核本身不分裂，結果核內染色體數(shù)目加倍，形成多倍化細胞。3.核內染色體上的染色質（線）多次分裂，而著絲點不分開，仍緊密地聚集在一起，形成多線染色體。

2023/7/1725第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月果蠅的多線染色體是染色質分裂了10次而形成的,所以它包含有210=1024條染色質線。

2.3兩種情況又稱為核內有絲分裂（endomitosis）。

2023/7/1726第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月四。細胞的減數(shù)分裂meiosis又稱為成熟分裂maturationdivision是生物性母細胞成熟后形成配子過程中發(fā)生的特殊有絲分裂。分裂產物中的染色體數(shù)目只有母細胞的一半，所以稱為減數(shù)分裂。2023/7/1727第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月一、減數(shù)分裂過程

第一次分裂：前期I

中期I

后期I

末期I中間期（interkinesis）

第二次分裂：前期II

中期II

后期II

末期II2023/7/1728第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月減數(shù)分裂過程2023/7/1729第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月減數(shù)分裂前期I經歷的時間最長，過程最復雜，與遺傳學關系最密切粗線期（pachytene）：交換crossingover

細線期（leptotene）：每個染色體有2個染色單體

偶線期（zygotene）：聯(lián)會synapsis雙線期（diplotene）：交叉chiasma

終變期（diakinesis）：端化terminalization

2023/7/1730第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

前期Ⅰ經歷時間長，變化復雜，又分為五個時期。細線期：染色體呈細絲狀，每條染色體含兩條染色單體，但它們彼此纏繞緊密，光鏡下很難看出雙重性。此期核體積增大。2023/7/1731第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月前期Ⅰ：

偶線期2023/7/1732第32頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月粗線期：(重組期)染色體明顯變粗變短，同源染色體的非姊妹染色單體之間發(fā)生DNA片段的交換，可見二價體，已看到每一染色體的雙重性。2023/7/1733第33頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月雙線期SC消失，二價體中的兩條同源染色體開始分開但乃由交叉相聯(lián)。(同源染色體之間的接觸點稱之為交叉，是粗線期發(fā)生交換的證據(jù))

。此期交叉數(shù)目逐漸減少，在著絲粒兩側的交叉向兩端移動，這個現(xiàn)象稱這交叉端化(簡稱端化)。染色體螺旋化加深，縮短變粗。2023/7/1734第34頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月濃縮期(終變期)

染色體顯著變短變粗，核仁、核膜