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1、第四章第四章 生命的延续生命的延续细胞增殖周期细胞增殖周期O细胞增殖（细胞增殖（cell proliferation）细胞通过生长和分裂，获得与母细胞同样遗传信息细胞通过生长和分裂，获得与母细胞同样遗传信息的子细胞，使细胞数量增加的过程。的子细胞，使细胞数量增加的过程。v细胞周期的一些概念细胞周期的一些概念O细胞周期（细胞周期（cell cycle）细胞周期指由细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束所经历的过程，所需的时间叫细胞周期时间。包括G1期(gap1)，指从有丝分裂完成到期DNA复制之前的间隙时间；S期(synthesis phase)，指DNA复制的时期，只有在这一时期H3-TDR才能掺入
2、新合成的DNA中；G2期(gap2)，指DNA复制完成到有丝分裂开始之前的一段时间；M期又称D期(mitosis or division)，细胞分裂开始到结束。生命的基本单位 细胞细胞周期时间细胞周期时间（小时）（小时）细胞类型细胞类型细胞类型细胞类型T TGG1 1T TS ST TGG2 2T TMMT TC C人宫颈癌细胞人宫颈癌细胞人宫颈癌细胞人宫颈癌细胞10107 73.53.51.51.52222中国仓鼠卵巢细胞中国仓鼠卵巢细胞中国仓鼠卵巢细胞中国仓鼠卵巢细胞4.74.74.14.12.82.80.80.812.412.4蛙单倍体胚蛙单倍体胚蛙单倍体胚蛙单倍体胚111116168.
3、38.31.61.637.837.8小鼠皮肤上皮小鼠皮肤上皮小鼠皮肤上皮小鼠皮肤上皮878711.8311.83未定未定未定未定未定未定未定未定101.0101.0人急性白血病细胞人急性白血病细胞人急性白血病细胞人急性白血病细胞414129295.95.9未定未定未定未定75.975.9蚕豆根尖细胞蚕豆根尖细胞蚕豆根尖细胞蚕豆根尖细胞4.94.95.55.54.94.92.02.019.319.3生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期O终末分化细胞终末分化细胞O静止期（静止期（Tc）细胞）细胞v细胞周期的一些概念细胞周期的一些概念O连续分裂的细胞连续分裂的细胞生命的基本单位 细胞细胞增殖
4、周期细胞增殖周期OG1期（合成前期）期（合成前期）v细胞周期各时相的动态及特点细胞周期各时相的动态及特点zzrRNArRNA、mRNAmRNA、tRNAtRNA合成合成合成合成zz核糖体装配核糖体装配核糖体装配核糖体装配zz结构蛋白、酶蛋白合成结构蛋白、酶蛋白合成结构蛋白、酶蛋白合成结构蛋白、酶蛋白合成zzCaMCaM、cyclincyclin、CDKCDK合成合成合成合成zz末期，中心粒开始复制末期，中心粒开始复制末期，中心粒开始复制末期，中心粒开始复制生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期OS期（合成期）期（合成期）v细胞周期各时相的动态及特点细胞周期各时相的动态及特点zzDNADN
5、A复制复制复制复制zz组蛋白、非组蛋白合成组蛋白、非组蛋白合成组蛋白、非组蛋白合成组蛋白、非组蛋白合成zz染色质装配染色质装配染色质装配染色质装配zz中心粒复制完成中心粒复制完成中心粒复制完成中心粒复制完成zz微管蛋白开始合成微管蛋白开始合成微管蛋白开始合成微管蛋白开始合成生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期OG2期（合成后期）期（合成后期）v细胞周期各时相的动态及特点细胞周期各时相的动态及特点zz成熟促进因子（成熟促进因子（成熟促进因子（成熟促进因子（MPFMPF）合成）合成）合成）合成zz有丝分裂因子合成有丝分裂因子合成有丝分裂因子合成有丝分裂因子合成zz微管蛋白合成完成微管蛋白合
6、成完成微管蛋白合成完成微管蛋白合成完成生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期OM期（分裂期）期（分裂期）v细胞周期各时相的动态及特点细胞周期各时相的动态及特点zz亲亲亲亲本本本本细细细细胞胞胞胞核核核核染染染染色色色色体体体体精精精精确确确确均均均均等等等等分分分分配配配配给给给给两两两两个子细胞个子细胞个子细胞个子细胞zzRNARNA停止合成停止合成停止合成停止合成zz蛋白质合成减少蛋白质合成减少蛋白质合成减少蛋白质合成减少生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期v有丝分裂各期的主要特征有丝分裂各期的主要特征O核分裂核分裂zz前期（前期（前期（前期（prophaseprophase
7、）染色质凝集染色质凝集染色质凝集染色质凝集核膜崩解核膜崩解核膜崩解核膜崩解核仁消失核仁消失核仁消失核仁消失中心粒分开，分裂极确定中心粒分开，分裂极确定中心粒分开，分裂极确定中心粒分开，分裂极确定生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期v有丝分裂各期的主要特征有丝分裂各期的主要特征O核分裂核分裂zz中期（中期（中期（中期（metaphasemetaphase）赤道板形成赤道板形成赤道板形成赤道板形成有丝分裂器形成有丝分裂器形成有丝分裂器形成有丝分裂器形成zz前期（前期（前期（前期（prophaseprophase）生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期v有丝分裂各期的主要特征有丝分裂各
8、期的主要特征O核分裂核分裂zz后期（后期（后期（后期（anaphaseanaphase）染色体着丝粒纵裂染色体着丝粒纵裂染色体着丝粒纵裂染色体着丝粒纵裂成对的动粒分离成对的动粒分离成对的动粒分离成对的动粒分离zz中期（中期（中期（中期（metaphasemetaphase）zz前期（前期（前期（前期（prophaseprophase）生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期v有丝分裂各期的主要特征有丝分裂各期的主要特征O核分裂核分裂zz末期（末期（末期（末期（telophasetelophase）核膜重建核膜重建核膜重建核膜重建核仁重现核仁重现核仁重现核仁重现zz后期（后期（后期（后期（a
9、naphaseanaphase）zz中期（中期（中期（中期（metaphasemetaphase）zz前期（前期（前期（前期（prophaseprophase）生命的基本单位 细胞细胞增殖周期细胞增殖周期v有丝分裂各期的主要特征有丝分裂各期的主要特征O核分裂核分裂O细胞质分裂：一般在后期开始细胞质分裂：一般在后期开始减数分裂减数分裂生命的特征与起源是产生配子的一种特殊的连续两次细胞分是产生配子的一种特殊的连续两次细胞分裂，减数分裂过程包括减数分裂裂，减数分裂过程包括减数分裂I和减数分和减数分裂裂II。在生殖细胞成熟过程中，。在生殖细胞成熟过程中， DNA复制复制一次，细胞连续分裂两次，因而产生
10、的一次，细胞连续分裂两次，因而产生的4个个细胞（配子）只含有单倍数的染色体细胞（配子）只含有单倍数的染色体(n)，染色体的数目减少了一半。染色体的数目减少了一半。减数分裂又称为成熟分裂（减数分裂又称为成熟分裂（Maturation division）减数分裂的过程减数分裂的过程DNADNA复制复制 在减数分裂之前的在减数分裂之前的S期，进期，进行一次行一次DNA复制复制 第一次减数分裂第一次减数分裂减数分裂减数分裂 第二次减数分裂第二次减数分裂减数分裂减数分裂前期、中期、后期和末期前期、中期、后期和末期减数分裂减数分裂I（Meiosis I）前期前期（Prophase I ）中期中期（Meta
11、phase I）后期后期 （Anaphase I）末期末期 （Telophase I）前期前期（Prophase I ）前期前期发生的主要变化是合成一定量的发生的主要变化是合成一定量的RNARNA和蛋白质和蛋白质，并进行同源，并进行同源染色体配对联会染色体配对联会和和基因重组基因重组。根据细胞形态的变化分为：根据细胞形态的变化分为：细线期、偶线细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期期、粗线期、双线期、终变期5 5个阶段。个阶段。细线期（细线期（Leptotene ）u染色质凝集，显微镜下呈细丝状，染色质凝集，显微镜下呈细丝状，分辨不出两条染色单体，每条染色体分辨不出两条染色单体，每条染色体呈一
12、条细线，称为呈一条细线，称为染色线染色线。细纤维状。细纤维状的染色体上，盘旋凝缩的部分染色较的染色体上，盘旋凝缩的部分染色较深，为深，为染色粒染色粒。u染色体端部与核膜附着斑相连，这染色体端部与核膜附着斑相连，这有利于同源染色体的配对。有利于同源染色体的配对。减数分裂减数分裂vv第一次减数分裂第一次减数分裂生命的特征与起源OO前期前期zz细线期（细线期（细线期（细线期（leptoteneleptotene）zz偶线期（偶线期（偶线期（偶线期（zygotenezygotene）联会（联会（联会（联会（synapsissynapsis）二价体（二价体（二价体（二价体（bivalentbivalen
13、t）联会复合体联会复合体联会复合体联会复合体（synaptonemal complexsynaptonemal complex）偶线期（偶线期（Zygotene ）特征：特征： 同源染色体配对联会，形成联会复合体同源染色体配对联会，形成联会复合体（synaptonemal complex，SC）。在光镜下）。在光镜下可以看到两条结合在一起的染色体，称为可以看到两条结合在一起的染色体，称为二二价体价体（bivalent）。每一对同源染色体都经过）。每一对同源染色体都经过复制，含四个染色单体，所以又称为复制，含四个染色单体，所以又称为四分体四分体。 同源染色体（同源染色体（homologous c
14、hromosome） 是指大小、形态结构相同，一条来自父方，一条来自是指大小、形态结构相同，一条来自父方，一条来自是指大小、形态结构相同，一条来自父方，一条来自是指大小、形态结构相同，一条来自父方，一条来自母方的一对染色体。母方的一对染色体。母方的一对染色体。母方的一对染色体。联会复合体（联会复合体（synaptonemal complex） 同源染色体在相同部位上准确地配对的过程。联会是同源染色体在相同部位上准确地配对的过程。联会是减数分裂中的一个重要过程，是减数分裂有别于有丝分裂减数分裂中的一个重要过程，是减数分裂有别于有丝分裂的一个重要特点。的一个重要特点。联会（联会（synapsis）
15、 联会时，配对的同源染色体之间形成一种蛋白质的复联会时，配对的同源染色体之间形成一种蛋白质的复合结构，包括中央成分、侧体、横纤维和重组结。合结构，包括中央成分、侧体、横纤维和重组结。减数分裂减数分裂vv第一次减数分裂第一次减数分裂生命的特征与起源OO前期前期zz细线期（细线期（细线期（细线期（leptoteneleptotene）zz偶线期（偶线期（偶线期（偶线期（zygotenezygotene）zz粗线期（粗线期（粗线期（粗线期（pachytenepachytene）四分体（四分体（四分体（四分体（tetradtetrad）交叉（交叉（交叉（交叉（chiasmachiasma）与交换（）与
16、交换（）与交换（）与交换（crossing-overcrossing-over）粗线期（粗线期（Pachytene）染色体进一步浓缩，变粗变短，结合紧密，在光镜下可染色体进一步浓缩，变粗变短，结合紧密，在光镜下可见每个染色体包含两条染色单体，互称见每个染色体包含两条染色单体，互称姐妹染色单体姐妹染色单体。（同源染色体的染色单体之间称为（同源染色体的染色单体之间称为非姐妹染色单体）非姐妹染色单体） 重组节重组节形成，染色体发生形成，染色体发生交换和重组交换和重组。 合成一小部分未合成的合成一小部分未合成的DNA（P-DNA），保持染色体），保持染色体 的的完整性，防止断裂。完整性，防止断裂。 合
17、成减数分裂期专用的组蛋白，并把体细胞类型的组蛋合成减数分裂期专用的组蛋白，并把体细胞类型的组蛋白部分或全部置换下来。白部分或全部置换下来。减数分裂减数分裂vv第一次减数分裂第一次减数分裂生命的特征与起源OO前期前期zz细线期（细线期（细线期（细线期（leptoteneleptotene）zz偶线期（偶线期（偶线期（偶线期（zygotenezygotene）zz粗线期（粗线期（粗线期（粗线期（pachytenepachytene）zz双线期（双线期（双线期（双线期（diplotenediplotene）交叉端化交叉端化交叉端化交叉端化（terminalizationterminalization
18、）双线期双线期 （Dipleotene ）l染色体进一步缩短，染色体进一步缩短，联会复合体解体联会复合体解体，电镜下看不到联会，电镜下看不到联会复合体。复合体。l联会的同源染色体相互排斥、开始分离，出现联会的同源染色体相互排斥、开始分离，出现交叉交叉 （chiasma）和交叉端化）和交叉端化。 减数分裂减数分裂vv第一次减数分裂第一次减数分裂生命的特征与起源OO前期前期zz细线期（细线期（细线期（细线期（leptoteneleptotene）zz偶线期（偶线期（偶线期（偶线期（zygotenezygotene）zz粗线期（粗线期（粗线期（粗线期（pachytenepachytene）zz双线期
19、（双线期（双线期（双线期（diplotenediplotene）zz终变期（终变期（终变期（终变期（diakinesisdiakinesis）终变期终变期 （Diakinesis ）l二价体显著变短，并向核周边移动，在二价体显著变短，并向核周边移动，在核内均匀散开，是观察染色体的良好时核内均匀散开，是观察染色体的良好时期。交叉数目减少，交叉向端部移动，期。交叉数目减少，交叉向端部移动，只有只有二价体的端部保留交叉二价体的端部保留交叉。l核膜、核仁消失核膜、核仁消失l纺锤体形成纺锤体形成，仍然是四分体，仍然是四分体(n 个个) 前期前期（Prophase I ）小结）小结 细线期（细线期（细线期
20、（细线期（Leptotene Leptotene ） 偶线期（偶线期（偶线期（偶线期（Zygotene Zygotene ） 粗线期（粗线期（粗线期（粗线期（PachytenePachytene） 双线期双线期双线期双线期 （Dipleotene Dipleotene ） 终变期终变期终变期终变期 （Diakinesis Diakinesis ）染色质凝集染色质凝集 染色体细长如线称为染色线（染色体细长如线称为染色线（chromonema） 染色粒染色粒（chromomere）同源染色体联会同源染色体联会 形成联会复合体（形成联会复合体（SC）二价体）二价体 四分体四分体重组节重组节 重组期重
21、组期 交换与重组交换与重组交叉交叉 联会复合体解体联会复合体解体 交叉端化交叉端化核膜、核仁消失；核膜、核仁消失； 纺锤体形成纺锤体形成减数分裂减数分裂vv第一次减数分裂第一次减数分裂生命的特征与起源OO前期前期OO中期中期l二价体排列在赤道板上，纺二价体排列在赤道板上，纺锤丝与着丝粒相连锤丝与着丝粒相连中期中期（Metaphase I）l每对姐妹染色单体排列在一每对姐妹染色单体排列在一极极l一对同源染色体的动原粒朝一对同源染色体的动原粒朝向两极向两极l每对染色体（红色和蓝色）每对染色体（红色和蓝色）随机分配随机分配OO后期后期减数分裂减数分裂vv第一次减数分裂第一次减数分裂生命的特征与起源O
22、O前期前期OO中期中期后期后期 （Anaphase I）二价体中的同源染色体彼此分开，分二价体中的同源染色体彼此分开，分别向细胞两极移动。姐妹染色单体仍别向细胞两极移动。姐妹染色单体仍然由着丝粒相连然由着丝粒相连OO后期后期减数分裂减数分裂vv第一次减数分裂第一次减数分裂生命的特征与起源OO前期前期OO中期中期OO末期末期末期末期 （Telophase I）l染色体到达两极，解旋、伸染色体到达两极，解旋、伸展，展，核膜重新形成核膜重新形成l细胞质分裂形成两个子细胞，细胞质分裂形成两个子细胞，每个子细胞含有的染色体是每个子细胞含有的染色体是母细胞的母细胞的1/2。l在子细胞中，每个染色体仍然由两
23、个在子细胞中，每个染色体仍然由两个姐妹染色单体组成，因此，遗传物质姐妹染色单体组成，因此，遗传物质（DNA） 仍然是仍然是 2n，同母细胞相同。同母细胞相同。减数分裂减数分裂（Meiosis II）前期前期II中期中期II后期后期II末期末期II 二分体凝缩，二分体凝缩，核膜消失核膜消失二二 分分 体体 排排 列列 赤赤 道道上上，形形成成赤赤道道板板 ；着着丝丝粒粒纵纵裂裂各染色体被纺锤各染色体被纺锤丝拉向两极丝拉向两极染色体移到两极，解旋、染色体移到两极，解旋、伸展，形成细胞核；最终伸展，形成细胞核；最终形成形成4 4个个在染色体数目和在染色体数目和遗传物质上都是遗传物质上都是单倍体单倍体
24、的的细胞细胞减数分裂减数分裂 II（meiosis II）和有丝分裂过程基本相同和有丝分裂过程基本相同减数分裂的特点减数分裂的特点 遗传物质只复制遗传物质只复制1次，细胞连续分裂次，细胞连续分裂2次，导致子细胞次，导致子细胞染色体数目减半；染色体数目减半；进行进行DNA的复制时，的复制时，S期持续时间较长期持续时间较长 同源染色体在减数分裂期同源染色体在减数分裂期（MeiosisI）配对）配对联会、联会、 遗传物质交换与重组遗传物质交换与重组； 减数分裂过程中同源染色体配对排列在赤道板上，第减数分裂过程中同源染色体配对排列在赤道板上，第一次减数分裂时，一次减数分裂时，同源染色体分开同源染色体分
25、开。减数分裂的意义减数分裂的意义 确保世代间遗传的稳定性确保世代间遗传的稳定性减数分裂丰富了基因组合，增加变异机会，确减数分裂丰富了基因组合，增加变异机会，确保生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力；保生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力；有利于生物的进化有利于生物的进化 因此，减数分裂是生物有性生殖的基础，是生物因此，减数分裂是生物有性生殖的基础，是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。223种不同染色体组成的生殖细胞种不同染色体组成的生殖细胞细胞增殖细胞增殖 G1 期期 （gap1 phase ) S 期（期（synthetic ph
26、ase) 间期间期细胞周期细胞周期 G2期（期（gap2 phase ) (interphase)(cell cycle) 前期前期 M 期 中期中期 (mitosis) 后期后期 末期末期 1 细线期细线期2 偶线期偶线期3 粗线期粗线期4 双线期双线期5 终变期终变期6 中期中期I 7 后期后期I 8 末期末期I 减数减数I 9 9 前期前期IIII 10 10 中期中期IIII 11 11 后期后期IIII 12 12 末期末期IIII 减数减数IIII 减数分裂减数分裂减数分裂仅在性母细胞进行。减数分裂有两次分裂减数分裂仅在性母细胞进行。减数分裂有两次分裂: :第一次减数分裂和第二次减
27、数分裂。第一次减数分裂和第二次减数分裂。前前期期I I减数间期减数间期细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂(mitosis)与减数分裂（与减数分裂（meiosis)的比较的比较减数分裂（减数分裂（meiosis）有丝分裂（有丝分裂（mitosis）DNA复制一次，细胞分裂两次，复制一次，细胞分裂两次，得到四个单倍体细胞；得到四个单倍体细胞； DNA复制一次，细胞分裂一次，复制一次，细胞分裂一次，得到两个二倍体细胞得到两个二倍体细胞 有联会有联会 同源染色体没有联会同源染色体没有联会 染色体复制成两个染色单体，不染色体复制成两个染色单体，不分开分开 染色体复制后，分别分配到染色体复制后，分别分配到2个个子细胞中子细胞中 2个同源染色体分别走向个同源染色体分别走向2个子细个子细胞，得到单倍体细胞胞，得到单倍体细胞 子细胞得到和亲本同样的一组染子细胞得到和亲本同样的一组染色体，得到二倍体细胞色体，得到二倍体细胞 同源染色体经过交叉、重组同源染色体经过交叉、重组 同源染色体没有交叉、重组同源染色体没有交叉、重组
