2022年医学专题—第九章-细胞分裂与细胞周期4.ppt

第九章 细胞(xbo)增殖与分化,Cell proliferation and cell differentiation,Medical Cell Biology,主讲 庞实锋 博士/讲师(jingsh)电话 22896335 Email:,基础(jch)学院生物学教研室,细胞分裂 Cell division,第一页，共九十五页。,是细胞(xbo)生命活动的重要特征之一,增殖必须(bx)受到调控,细胞(xbo)增殖 cell proliferation,第二页，共九十五页。,重点(zhngdin)内容,细胞(xbo)增殖 Cell proliferation 细胞分裂 Cell division,细胞增殖的概念(ginin)细胞增殖的方式,有丝分裂 mitosis减数分裂 meiosis,第三页，共九十五页。,细胞(xbo)增殖 cell proliferation,概念(ginin),细胞通过生长和分裂，产生与母细胞具有相同遗传特性(txng)的子细胞，使细胞数目增加的过程。,要点：,实现方式：,遗传物质的复制；细胞数目增加,细胞分裂,第四页，共九十五页。,细胞增殖(zngzh)的意义,第一、生命不断地延续、繁衍的基础；第二、生物机体的生长发育依赖细胞增殖；第三、补充生命活动(hu dng)过程中衰老死亡的细胞；第四、有机体创伤的修复依靠细胞增殖实现。,第五页，共九十五页。,细胞(xbo)增殖的方式 cell proliferation,无丝分裂(amitosis)直接(zhji)分裂(direct division)遗传物质无法平均分配,有丝分裂(mitosis)间接(jin ji)分裂(indirect division),减数分裂(meiosis)成熟分裂(maturation division),第六页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂(yu s fn li)mitosis,又称间接分裂(fnli)，特点是细胞通过有丝分裂(fnli)装置即纺锤体将遗传物质精确的等分到两个细胞中，以保证细胞的遗传稳定性。,核分裂胞质分裂(fnli),前期、中期、后期、末期,第七页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂(yu s fn li)mitosis,前期 prophase,染色质凝集成染色体黏合素和凝集素共同作用的结果,动粒又称着丝点是动粒微管与染色体相连(xin lin)的部位,动粒,着丝粒 centromere,动粒微管(wi un),第八页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂(yu s fn li)mitosis,前期 prophase,染色质凝集成染色体,核膜破裂和核仁消失,确定分裂极，形成早期纺锤体,第九页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,与有丝分裂直接(zhji)相关的亚细胞器,中心(zhngxn)体 centrosome,具有微管组织中心的作用中心体与其周围的微管一起(yq)统称为星体,是动物细胞内与微管组装和细胞分裂直接相关的一种亚细胞器,第十页，共九十五页。,有丝分裂(yu s fn li)器(mitotic apparatus),由两端星体、星体微管、极间微管和动粒微管组合形成(xngchng)的临时性纺锤形结构，能确保将已复制好的两套遗传物质平均分配给两个子细胞。,动粒,星体(xngt)微管,动粒微管,极间微管,中心体,第十一页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂(yu s fn li)mitosis,中期(zhngq)metaphase,形成(xngchng)完整的纺锤体,染色体排列在赤道面,第十二页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂(yu s fn li)mitosis,中期(zhngq)metaphase,第十三页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂(yu s fn li)mitosis,后期(huq)anaphase,着丝粒一分为二(y fn wi r),姐妹染色单体分离,并移向两极,第十四页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂(yu s fn li)mitosis,末期(mq)telophase,形成(xngchng)两个子核,胞质分裂,形成分裂沟,由收缩环由外而内收缩,缢裂,第十五页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,分裂(fnli)沟,肌动蛋白,肌球蛋白,收缩(shu su)环,第十六页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂过程(guchng)中染色体的动力机制,染色体整列(zhn li)（排队）,指染色体整齐的排列(pili)到赤道板上的过程,是启动染色体分离并向两个子细胞中平均分配的先决条件,第十七页，共九十五页。,染色体整列(zhn li),A.Mad和Bub蛋白(dnbi)聚集在动粒上B.微管与动粒结合,两蛋白消失,第十八页，共九十五页。,染色体向赤道板方向(fngxing)移动的机理,A.动粒微管的牵拉作用(zuyng)B.星体的排斥力作用,第十九页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,有丝分裂(yu s fn li)过程中染色体的动力机制,染色体分离(fnl),后期染色单体分离(fnl)和向两极移动的运动机制,后期A和后期B两个阶段假说,第二十页，共九十五页。,细胞分裂后期A和后期B产生染色体向两极(lingj)运动的示意图,第二十一页，共九十五页。,有丝分裂(yu s fn li)过程,小结(xioji),前期：染色质凝集成染色体；核膜破裂和核仁消失；确定(qudng)分裂极，形成早期纺锤体,中期：染色体排列在赤道面；形成完整的纺锤体,后期：着丝粒一分为二；姐妹染色单体分离,并移向两极,末期：形成两个子核；胞质分裂,第二十二页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,双倍体,单倍体,只有(zhyu)一套染色体组，一般是生殖细胞。如精子和卵子。,细胞(xbo)具有两套染色体组,减数分裂(jin sh fn li)meiosis,减数分裂维持物种的稳定性,第二十三页，共九十五页。,细胞分裂 Cell division,减数分裂(jin sh fn li)meiosis,减数分裂是特殊(tsh)的有丝分裂,仅发生于有性生殖细胞(xbo)形成过程中的某个阶段,细胞仅进行一次DNA复制，随后进行两次细胞分裂,第二十四页，共九十五页。,减数分裂(jin sh fn li)前间期：,前期(qinq),减数分裂(jin sh fn li)I,中期,G1、S、G2,末期,后期,减数分裂间期,偶线期,细线期,双线期,粗线期,终变期,减数分裂II,中期,前期,后期,末期,细胞分裂 Cell division,减数分裂 meiosis,第二十五页，共九十五页。,绝大部分染色质进行(jnxng)复制,完成(wn chng)中心粒的复制,细胞核在形态(xngti)上约增大一倍,细胞分裂 Cell division,减数分裂前间期,第二十六页，共九十五页。,细线期,染色质凝集和同源染色体开始(kish)配对,前期(qinq)Iprophase I,第二十七页，共九十五页。,偶线期,同源染色体 DNA序列(xli)不同、无着丝粒连接父方和母方的染色体之间,姐妹染色体 DNA序列一致、由着丝粒连接(linji)父方或母方的染色体，复制产生,前期(qinq)Iprophase I,第二十八页，共九十五页。,偶线期,同源染色体配对和联会，形成(xngchng)二价体和联会复合体（Synaptonemal Complex）。,合成(hchng)剩余的0.3%染色体DNA。,联会：同源(tn yun)染色体配对的过程。,二价体：配对后，两条同源染色体紧密结合在一起形成的复合结构。,前期Iprophase I,联会复合体,第二十九页，共九十五页。,联会复合体Synaptonemal Complex,同源染色体在联会的部位形成的特殊复合(fh)结构,与同源(tn yun)染色体联会和同源重组有关,第三十页，共九十五页。,染色体缩短变粗,出现(chxin)四分体。,粗线期,前期(qinq)I prophase I,第三十一页，共九十五页。,染色体缩短变粗,出现(chxin)四分体。,粗线期,前期(qinq)I prophase I,在联会复合体（SC）中部出现球状椭圆(tuyun)形重组结。,第三十二页，共九十五页。,染色体缩短变粗,出现(chxin)四分体。,粗线期,前期(qinq)I prophase I,非姐妹染色单体(dn t)发生重组和交换。,合成一小部分P-DNA，编码一些与DNA切口(nicking)和修复有关的酶。,在联会复合体（SC）中部出现球状椭圆形重组结。,合成减数分裂期专有的组蛋白。,第三十三页，共九十五页。,同源染色体间的联会复合体消失，大部分片断分开，仅留一些(yxi)连接点，称交叉.,双线期,前期(qinq)Iprophase I,RNA合成(hchng)活跃。,第三十四页，共九十五页。,核仁、核膜(h m)消失，纺锤体形成,染色体继续缩短(sudun)变粗,同源染色体重组完成,终变期,前期(qinq)Iprophase I,四分体较均匀的分布在细胞核中,第三十五页，共九十五页。,同源染色体没有(mi yu)完全分开，端部仍有交叉,成对的同源(tn yun)染色体排列于赤道面上,中期(zhngq)Imetaphase I,第三十六页，共九十五页。,同源(tn yun)染色体分开并向两极移动,后期(huq)Ianaphase I,染色体数目(shm)减半,223；1/8400000,第三十七页，共九十五页。,子细胞核重建，胞质分裂，形成两个(lin)间期子细胞；,立即准备(zhnbi)减数第二次分裂,末期(mq)Itelophase I,第三十八页，共九十五页。,减数分裂(jin sh fn li)间期：,前期(qinq)II：,短暂，没有(mi yu)DNA复制只有中心体的复制,形成染色体和纺锤体，核膜核仁消失,第三十九页，共九十五页。,中期(zhngq)II,染色体凝集(nngj)，集中在赤道板上,第四十页，共九十五页。,后期(huq)II,姐妹染色单体分离(fnl)，移向两极,第四十一页，共九十五页。,末期(mq)II,核膜、核仁(h rn)重建细胞质分裂，最后形成四个子细胞,第四十二页，共九十五页。,染色体数目与纺锤体的连接方式(fngsh)染色体的分离方式,第四十三页，共九十五页。,减数分裂(jin sh fn li)的意义,确保世代(shdi)间遗传的稳定性.,增加变异机会(j hu),确保生物的多样性并增强生物适应环境变化的能力.,是生物有性生殖的基础.,是生物遗传、进化和多样性的重要基础保证.,第四十四页，共九十五页。,前期I:细线期:染色质凝集，同源染色体开始配对偶线期:同源染色体配对，形成二价体和联会复合体。粗线期:出现四分(s fn)体和重组结,发生重组和交换。双线期:联会复合体消失，仅留一些连接点，称交叉。终变期:重组完成;核仁、核膜消失，纺锤体形成;四分体较均匀的分布在细胞核中。中期I：同源染色体排列于赤道面。后期I：同源染色体分开向两极移动，染色体数目减半。末期I：子细胞核重建，胞质分裂，形成两个子细胞。,小结(xioji),第四十五页，共九十五页。,减数分裂(jin sh fn li)间期：,前期(qinq)II：,短暂(dunzn)，没有DNA复制，只有中心体的复制,形成染色体和纺锤体，核膜核仁消失,中期II：,各染色体排列在赤道面上,姐妹染色单体分开，并向两极移动,后期II：,形成四个子细胞（遗传物质减半）,末期II：,第四十六页，共九十五页。,有丝分裂(yu s fn li)与减数分裂的区别,所发生的细胞DNA复制次数分裂(fnli)次数同源染色体的行为变化子细胞中染色体数目