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1、第六章 细胞分裂和细胞周期 一 细胞周期和有丝分裂 二 无丝分裂 三 减数分裂 四 染色体 一 细胞周期和有丝分裂 细胞周期概念 细胞周期是指进行分裂的细胞 从第一次分 裂开始到第二次分裂开始所经历的全过程 包括有丝分裂期和分裂间期 一 有丝分裂期 M期 1 细胞核分裂 1 前期 主要特征 染色体出现 分裂极确定 核仁解体 纺锤体开始形成 细胞质粘度降低 内 质网破碎 线粒体集中在细胞中部和纺 锤体边缘 几点说明 2 前中期 主要特征 核膜与核纤层开始解体 纺锤体移动到细胞中 央 占据原先细胞核所在的位置 动粒微管向 细胞两极延伸 染色体开始向赤道面运动 3 中期 主要特征 染色体继续缩短变粗
2、 动粒微管继续向细胞两 极延伸 在动粒微管牵引下 染色体排列到纺 锤体的中央 着丝粒位于赤道面上 4 后期 主要特征 着丝粒一分为二 染色单体分开 并在动粒微 管的牵引下 以相同的速度分别向两极移动 5 末期 主要特征 分离的两组染色体分别到达细胞两极 动粒微管消失 极微管进一步延伸 染 色体解聚 重新形成染色质 核膜 核 仁重建 2 细胞质分裂 1 动物细胞 2 植物细胞 植物细胞有丝分裂图解 动物细胞有丝分裂图解 二 有丝分裂的进化 原核细胞没有细胞核 只有一个染色体 在进行细胞分 裂时 染色体附在细胞膜上 复制成为两个染色体 这两个 染色体通过细胞膜的延长而分开 最后分配到两个子细胞中
3、这种分裂方式是最原始的 真核细胞具有核膜 在有丝分裂时 核膜有一个先解体 再重建的过程 复制后的染色体在向2个子细胞分离的过程 中 不是依靠细胞膜的延长 而是依靠微管的牵引 但是 在原核细胞和真核细胞之间 有丝分裂方式还存 在着一些过渡类型 如甲藻和硅藻 三 分裂间期 分裂间期 G1期 第一间隙期 前一次有丝分裂完成后到S期开始 之间的时期 DNA合成前的准备 时期 S期 合成期 DNA进行合成的时期 G2期 第二间隙期 S期结束后到有丝分裂期开始之间 的时期 有丝分裂前的准备时期 1 G1期特点 1 大量合成RNA和Pr 2 细胞体积增加 核仁增大 细胞器数目增加 动 物细胞中的中心粒开始复
4、制 3 合成特定的Pr 控制G1期的开启和关闭 若G1期开启 则为S期作准备 大量合成与DNA 复制有关的酶 若G1期关闭 则细胞跳出细胞周期 而进入G0期 细胞处于休止状态 不进行分裂 4 G1期持续时间变化很大 大多数细胞都休止在G1期 2 S期特点 1 完成DNA复制 每个染色体复制成2个染色单体 2 合成组蛋白 H1组蛋白除外 3 S期持续时间较稳定 一般为7 8小时 细胞增 殖不会停留在S期 3 G2期特点 1 大量合成RNA和Pr 主要是与染色体螺旋化有关的Pr 组成纺锤体的微管蛋白以及组成细胞膜的膜蛋白 2 有丝分裂所需的能源物质主要在这一时期作准备 3 有丝分裂所需的脂类物质主
5、要在这一时期合成 4 中心粒复制完成 染色体开始螺旋化 缩短变粗 5 G2期持续时间较稳定 一般为3 4小时 四 细胞周期的时间 G1期 持续时间变化最大 细胞周期的长短主要取决于 G1期 S期 G2期 M期 持续时间相对比较稳定 S期7 8h G2期3 4h M期约1h 五 细胞周期的控制 1 控制机制 控制位点 G2期和M期的交界处 G1期和S期的交界处 成熟促进因子 MPF SPF 对细胞周期的控制 成熟促进因子 CDK 一种激酶 细胞周期蛋白 cyclin S cyclin M cyclin G1期末 CDK与S cyclin结合 形成SPF 促使细胞从G1 期进入S期 G2期末 CD
6、K与M cyclin结合 形成MPF 促使细胞从 G2期进入M期 2 细胞周期抑制剂 Pr 合成抑制剂 细胞停留在G1期或G2期 核酸合成抑制剂 细胞停留在S期 如5 酚尿嘧啶 纺锤体形成抑制剂 细胞停留在中期 如秋水仙素 细胞板形成抑制剂 使植物细胞停留在末期 返回 二 无丝分裂 1 分裂形式 横裂 最常见 芽生分裂 变形虫状分裂 碎裂 2 无丝分裂的意义 1 无丝分裂比有丝分裂耗能少 2 分裂速度快 一次可以同时形成几个核 3 进行无丝分裂时 细胞仍能执行正常的功能 4 当外界条件不利时 细胞正常的有丝分裂受到干 扰 有的细胞就进行无丝分裂 这是对不良环境的一 种适应 返回 三 减数分裂
7、1 概念 减数分裂是生物体有性生殖产生生殖细胞的一种分裂 方式 由两个细胞周期组成 其中第一个细胞周期较长 而第二个细胞周期较短 且无S期 分裂的结果使细胞染 色体数目减半 2 过程及特点 1 减数分裂 前期 染色体开始缩短变粗 核膜 核仁逐渐解 体 纺锤体开始形成 这些特点与有丝分 裂相似 不同之处 A 在减数分裂前期 会出现联会 二价体 四分体 在减数分裂前期 同源染色体并行排列 相互缠绕 这个过程叫联会 同源染色体是指在联会时配对的2个外形相 似的染色体 其中一个来自父本 另一个来自 母本 由2个同源染色体组成的一个联会对 叫二 价体 组成二价体的两个同源染色体各含两个染 色单体 这样的
8、结构叫四分体 B 在减数分裂前期 二价体中的两个非姐妹 染色单体之间 往往在一个或几个点上发生交叉 从而产生非姐妹染色单体DNA之间的交换 细胞体积增大 染色体开始浓缩 呈细线状 同源染色体配对联会 形成二价体 染色体缩短变粗 同源染色体非姐妹染色单体 之间发生交叉和交换 同源染色体略微分开 交叉更明显 染色体高度螺旋化 同源染色体的着丝点之间 拉开一定距离 核膜 核仁开始解体 纺锤体 形成 前 期 细线期 偶线期 粗线期 双线期 终变期 中期 同源染色体以二价体为单位 移动到赤道面上 每个染色体都与各自的纺锤丝相连 后期 组成二价体的2个同源染色体彼此分开 分别向 细胞相反的两极移动 不发生
9、着丝粒的分裂 末期 核膜 核仁重建 一个母细胞分裂成两个子细 胞 每个子细胞染色体数目减半 2 减数分裂间期 持续时间很短 没有S期 因此也就没有遗传物质的复制 3 减数分裂 本质上是一次有丝分裂 也包括前 中 后 末4个时 期 分别叫做前期 中期 后期 末期 只不过 最后形成的是单倍体子细胞 通过减数分裂 一个精原细胞可形成4个精子 而一个 卵原细胞形成1个卵细胞和3个极体 4 前减数分裂间期 出现在减数分裂 之前 主要是为减数分裂 作准备 也包括G1期 S期 G2期 减数分裂过程图 前减数分裂S期特点 时间长 约为有丝分裂间期S期的6倍 只复制99 7 的DNA 其余0 3 的DNA在偶线
10、期合成 在前减数分裂的S期 染色体中有些DNA片段不复制 从而把姐妹染色单体紧密连接在一起 这些片段在偶线期才 以半保留方式进行复制 称偶线期DNA 其特点是G C含 量比较高 1个DNA复制成2个DNA 新形成的2个DNA中都有一 条链来自原来的DNA 而另一条链是新形成的 这种复制 方式就叫半保留复制 5 减数分裂的意义 使进行有性生殖的生物能保持染色体数的稳定 有利于 维持物种的稳定性 使生物体的遗传基础发生改变 从而增加了生物的变异 性 如何理解 在减数分裂中 非同源染色体可以随机组合 发生在减数分裂 的后期 同源染色体非姐妹染色单 体之间可以发生部分交换 发生在粗线期和双线期 这样就
11、使配子的遗传基础产生了多样性 返回 四 染色体 1 染色体形态 着丝粒 初级缢痕 次级缢痕 随体 中期染色体形态 2 性染色体和常染色体 性染色体 决定性别的染色体 男性为XY 女性为XX 常染色体 除性染色体以外的其它染色体 3 染色体数目 人 46条果蝇 8条马 64条驴 62条 蜜蜂 32条 16条洋葱 16条大麦 14条 水稻 24条小麦 42条玉米 20条豌豆 14条 4 染色体组型 概念 对单个个体或物种的体细胞染色体组 用照相的方 法把中期染色体按照它们的形态标志和标准的顺序 排列下来 这就是染色体组型 5 染色体带 用荧光染料阿的平染色中期染色体 呈现Q带 中期染色体先加热或用
12、蛋白酶处理 再用吉姆萨氏染色 呈现G带 中期染色体先用热碱溶液处理 再用吉姆萨氏染色 呈现R带 Q带和G带可以重叠 富含A T R带与Q带 G带刚好 相反 富含G C 下 课 横 裂 返回 酵 母 菌 的 出 芽 生 殖 返回 变 形 虫 状 分 裂 返回 碎 裂 返回 染色体模式图 随体 次级缢痕 初级缢痕 着丝粒 返回 中期染色体分类图示中期染色体分类图示 中着丝粒 染色体 近中着丝粒 染色体 近端着丝粒 染色体 端着丝粒 染色体 返回 植物细胞有丝分裂 返回 动物细胞有丝分裂 前期中期后期末期子细胞 减数分裂 减数 前期II中期II后期II末期II子细胞 细 胞 周 期 G0期 休眠期 G1期 DNA合 成前期 S 期 DNA合 成期 G2期 DNA合 成后期 M期 有丝分 裂期 G0 G1 G2 S M 人 的 体 细 胞 染 色 体 染 色 体 交 叉 的 电 镜 图
