陈阅增普通生物学第1篇5细胞的分裂和分化

—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化1第五章细胞的分裂和分化5.1细胞周期与有丝分裂；5.2减数分裂；5.3个体发育中的细胞—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化21、大象与小鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何？2、生物体的长大，主要是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大？细胞大小基本一致—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化3细胞能无限长大吗？3cm1cm2cm边长/cm表面积/cm2体积/cm3表面积/体积（相对表面积）321542468127632细胞体积越大，其相对表面积越小。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化4细胞体积越大，相对表面积越小，细胞与周围环境之间物质交流的相对面积越小，因此物质运输的效率越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大生物体积的增大不是因细胞体积的增大而是由于细胞数目的增多—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化5细胞通过_______方式进行增殖分裂细胞增殖:生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化6细胞分裂(celldivision)：减数分裂有丝分裂无丝分裂真核细胞分裂的主要方式细胞的分裂方式5.1细胞周期与有丝分裂—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化7原核细胞以二分分裂增殖•染色体复制时，细胞就长大。复制完成，细胞也长大了一倍时，质膜就向内陷，把细胞一分为二。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化8—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化9•细胞周期：一个细胞经生长、分裂而增殖成两个所经历的全过程。即：细胞从一次分裂开始到下一次分裂开始所经历的全过程。期间细胞遗传物质和其它内含物分配给子细胞。•包括：分裂间期分裂期(M期)•细胞沿着G1→S→G2→M周期性运转。细胞周期与有丝分裂G0期细胞—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化1011细胞周期不同时期的主要事件：G1期：与DNA合成启动相关，开始合成细胞生长所需要的多种蛋白质、RNA、碳水化合物、脂等，同时染色质去凝缩。S期：DNA复制G2期：DNA复制完成，在G2期合成一定数量的蛋白质和RNA分子。M期：细胞分裂期•有丝分裂——细胞核及染色体分裂•胞质分裂——细胞质分裂—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化125.1.1有丝分裂期（M期）•间期复制的DNA以染色体的形式平均分配到2个子细胞中，每个子细胞得到一组与母细胞相同的遗传物质。•有丝分裂是连续的过程，人为划分为5个时期：前期前中期中期后期末期•胞质分裂：动物细胞形成环沟分割母细胞。植物细胞形成赤道板，进而形成新细胞壁分隔两个新细胞。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化141.前期主要事件：①染色质凝缩；②分裂极确立、纺锤体开始形成；③核仁解体；④核膜消失。主要特征：染色质螺旋化折叠，变短变粗，形成染色体，每条染色体包含2个染色单体。15有丝分裂前期染色体变化16—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化172.前中期•核膜解体→染色体排列到赤道面。•染色体以振荡的方式移向纺锤体中部。核膜破裂标志着前中期的开始。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化183.中期染色体排列到赤道面上→姊妹染色单体开始分向两极。纵向观染色体呈辐射状排列，染色体两边的牵引力达到平衡。纺锤体微管193中期（前中期、中期）•纺锤体微管与中心粒结合—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化204.后期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。后期可以分为两个方面：①后期A：染色体向两极移动的过程。②后期B，两极间距离拉大的过程。214后期姊妹染色体移向两极，与此同时，细胞拉长，并由于赤道部细胞膜下方环行微丝束的活动，该部缩窄，细胞遂呈哑铃形。（随机取向）—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化225.末期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。1、子核的形成：大体经历与前期相反的过程，即染色体解聚，核仁出现、核膜重新形成。2、胞质分裂：核分裂与胞质分裂相继发生，但属于两个分离的过程。235末期•染色单体到达两极并去凝缩，重新出现染色质丝和核仁；•核膜重组装•高尔基体与内质网形成—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化246.胞质分裂：◆动物胞质分裂：后期形成由大量平行排列的肌动蛋白微丝和肌球蛋白组成的收缩环，环中的微丝收缩，环沟加深，最后将细胞分割成2个子细胞。•通常子细胞相等，特例：卵细胞——产生极体。◆植物胞质分裂：后期的纺锤体中央出现成膜体，其中的小泡不断融合扩大形成一片连续的质膜，即细胞板(cellplate)，将细胞一分为二，最后在细胞板两侧积累多糖，形成细胞壁。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化25•动物细胞的胞质分裂通过胞质收缩环的收缩实现，收缩环由大量平行排列的肌动蛋白组成。•用细胞松弛素处理这一时期的细胞，会出现什么现象？收缩环—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化26•植物细胞末期近两极处纺锤丝消失，中间微管保留，并数量增加，形成成膜体。•来自高尔基体囊泡沿微管转运到成膜体中间。融合形成细胞板(cellplate)，囊泡的内含物形成初生壁和中胶层，囊泡膜形成质膜，融合留下的管道形成胞间连丝。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化27—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化28—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化29植物细胞有丝分裂InterphaseProphaseMetaphaseAnaphaseTelophaseInterphase—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化305.1.2有丝分裂过程核被膜、纺锤体等的变化1.核被的裂解与再生•核膜：双层膜(外膜和内膜)构成。与内质网构成一个连续的整体。•核纤层：核被膜内面纤维状的电子致密层。•中间纤维类的核纤层蛋白构成。作用：使核被膜保持稳定，并能与染色质的某些部分结合，使染色质有所依附。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化31细胞分裂时核被膜的解体与再生通过核纤层蛋白的高度磷酸化与去磷酸化完成：※前期，核纤层蛋白高度磷酸化而解体，导致核膜解体形成膜泡。※末期，核纤层蛋白发生去磷酸化，重新聚合并与膜泡结合，核膜孔也重新组成到新的核被膜上，分散的核被膜重新融合为一。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化32核纤层蛋白去磷酸化—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化332.纺锤体的形成•构成纺锤体的纤维由成束的微管和与微管相结合的蛋白质组成。•极纤维：由纺锤体的一极延伸到另一极。•动粒纤维：附着在染色体着丝粒两侧的动粒上。中心体—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化343.染色体的行为•前期：动粒出现，纺锤体形成。•中期：染色体排列到纺锤体的赤道面上。•后期：极纤维、动力纤维的作用使着丝粒分裂染色体向两极移动。•秋水仙素：破坏微管的组装，阻止纺锤体形成，染色体不能移向两极，形成多倍体细胞。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化354.细胞器的增殖•细胞分裂——①2个子细胞获得和原来细胞相同的成套染色体；②获得细胞中的各种细胞器。•各种细胞器的增生在细胞分裂前的间期发生。线粒体、高尔基体、内质网•保证分裂产生的两个子细胞均获得各种细胞器。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化36—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化37从增殖角度可将细胞分为三类：①一旦长成即不再分裂。如：神经细胞。②在某些因子的作用下，可以恢复分裂能力，重新进入细胞周期。如肝细胞、淋巴细胞。③连续分裂，细胞周期中连续运转，如植物的顶端分生组织细胞和动物的造血干细胞。☞脱离细胞周期而分化成执行一定功能的细胞，不再分裂，称G0期细胞。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化38—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化39细胞周期的时间•不同物种、不同组织的细胞周期所经历的时间不同。•恒定条件下，细胞周期的时间恒定。•细菌一般20min分裂一次。•紫鸭跖草根尖细胞20h。•人囊胚细胞19.5h。•受精卵可不足8min，最长不超过1h。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化40不同细胞细胞周期的长短主要是G1期的变化，其它期较稳定，一般M期1小时、G2期3小时、S期7小时。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化415.1.3细胞周期的分子控制机制细胞周期受控于一定的调节机制，使生物体有序地分裂和生长。20世纪70年代已证实细胞质中化学信号控制细胞周期。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化421.细胞周期的检控点：检控点是细胞周期中的关键点，发出信号停止前一阶段的事件，启动后一阶段的事件。细胞周期中的检控点存在于G1期、G2期和M期。G2检控点接收“继续进行”的指令则进入有丝分裂，否则细胞退出细胞周期进入G0期。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化432.细胞周期蛋白及依赖性激酶细胞周期蛋白(cyclins)：细胞中的浓度周期性变化，故得名。Cdk激酶：细胞周期蛋白依赖性激酶，细胞中浓度稳定，通常处于失活状态。G1期，S-cyclin与Cdk结合，形成具活性的SPF,触发细胞从G1期进入S期。同时，SPF又激活另一种降解cyclin的酶，使SPF自身失活。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化44G2期，M-cyclin的浓度增加，并同Cdk结合形成具活性的MPF，引发细胞通过G2期检控点，触发细胞从G2期进入M期。有丝分裂晚期，MPF分解，周期蛋白被破坏，Cdk以失活的状态存在于细胞中，直到与新的周期蛋白分子结合开始新一轮的细胞周期。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化453.细胞内的因素帮助控制细胞周期细胞内通过信号分子的传递将各种Cdk与其他分子联系起来。活化的Cdk使许多蛋白质磷酸化，随后磷酸化的蛋白再去影响细胞周期中的特定步骤。M期细胞内因素的控制下：细胞内所有染色体与纺锤体正确连接后，姐妹染色单体才会分离。—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化464.生长因子是来自外部的信号许多外部因素影响细胞分裂。如：某些体细胞分泌的生长因子能促进其他细胞的分裂。贴壁依赖性细胞必须贴在某种基底才开始分裂；而接触抑制的细胞当在培养皿内壁形成一满层即停止生长。密度制约的抑制作用癌细胞—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化475.1.4染色体1.染色体的一般形态染色质丝；染色体；着丝粒；主缢痕；端粒长臂短臂—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化48—————————————————普通生物学•细胞•细胞的分裂和分化492.性染色体和常染色体性染色体：决定性别的染色体。常染色体：性染色体以外的染色体。3.染色体数目各种生物的染色体数目恒定。———————