第三章 细胞的增殖

1、1第三章第三章 细胞的增殖细胞的增殖一、细胞周期与有丝分裂一、细胞周期与有丝分裂二、减数分裂二、减数分裂 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化21 1、大象与小鼠相应器官和组织的细胞大小差、大象与小鼠相应器官和组织的细胞大小差异如何？异如何？2 2、生物体的长大，主要是靠细胞数量的增多、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？还是靠细胞体积的增大？ 细胞大小基本一致细胞大小基本一致 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化3细胞能无限长大吗？细胞能无限长大吗？3cm1cm2cm边长边长/cm表面积表面积/cm2体积体积/cm

2、3表面积表面积/体积体积（相对表面积）（相对表面积）3 32 21 1542468127632细胞体积越大，其相对表面积越小。细胞体积越大，其相对表面积越小。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化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。的效率越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大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不是因细胞体积的增大而是由于细胞数目

3、的增多 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化5细胞通过细胞通过_方式进行增殖方式进行增殖分裂分裂细胞增殖细胞增殖: : 生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化6细胞分裂细胞分裂(cell division) ：减数分裂减数分裂有丝分裂有丝分裂无丝分裂无丝分裂真核细胞分裂真核细胞分裂的主要方式的主要方式 细胞的细胞的分裂方式分裂方式一、一、 细胞周期与有丝分裂细胞周期与有丝分裂q 细胞分裂（细胞分裂（cell division） 无丝分裂（无丝分裂（amitosis）：

4、R. Remark（1841）首次发现于鸡胚血细胞；）首次发现于鸡胚血细胞；表现为细胞核伸长，从中部缢缩，然后细胞质分裂，因其间表现为细胞核伸长，从中部缢缩，然后细胞质分裂，因其间不涉及纺不涉及纺锤体形成及染色体变化锤体形成及染色体变化，故称为无丝分裂；常见于原核生物、植物的，故称为无丝分裂；常见于原核生物、植物的胚乳细胞分裂胚乳细胞分裂 有丝分裂（有丝分裂（mitosis）：W. Fleming（1882）首次发现于动物，）首次发现于动物，E. Strasburger（1880）发现于植物；）发现于植物；有纺锤体、染色体出现有纺锤体、染色体出现，子染色体，子染色体被平均分配到子细胞；普遍见于

5、高等动植物被平均分配到子细胞；普遍见于高等动植物 减数分裂（减数分裂（meiosis）：染色体复制一次而细胞连续分裂两次的分裂方：染色体复制一次而细胞连续分裂两次的分裂方式；高等动植物式；高等动植物配子配子形成的分裂方式形成的分裂方式 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化8核伸长，中部缢缩，细胞质分裂，核伸长，中部缢缩，细胞质分裂，不涉及纺锤体形成、染色体变化，不涉及纺锤体形成、染色体变化，称为无丝分裂。称为无丝分裂。 原核细胞以二分裂（无丝分裂）增殖原核细胞以二分裂（无丝分裂）增殖 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化9 细胞周期：细胞

6、周期：细胞从一次分裂结束开始到下一次细胞从一次分裂结束开始到下一次分裂结束为止之间的时间。分裂结束为止之间的时间。期间细胞遗传物质和期间细胞遗传物质和其它内含物分配给子细胞。其它内含物分配给子细胞。 包括：包括：分裂间期分裂间期 分裂期分裂期细胞周期与有丝分裂细胞周期与有丝分裂 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化10 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化11 细胞周期的时间细胞周期的时间 不同物种、不同组织的细胞周期所经历的时不同物种、不同组织的细胞周期所经历的时间不同。间不同。 恒定条件下，细胞周期的时间恒定恒定条件下，细胞周期的时间

7、恒定。 细菌细菌 一般一般20 min 分裂一次。分裂一次。 紫鸭跖草根尖细胞紫鸭跖草根尖细胞 20 h。 人囊胚细胞人囊胚细胞 19.5 h。 受精卵受精卵 可不足可不足8 min，最长不超过，最长不超过1 h。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化12分裂间期：分裂间期： 细胞形态没有太大变化，生化合成方面变细胞形态没有太大变化，生化合成方面变化很大。化很大。 包括包括 G1期、期、 S期、期、G2期三个时期期三个时期 G1期：期：完成必要的生长和物质准备；完成必要的生长和物质准备； S 期：期：DNA复制、染色体组蛋白合成；复制、染色体组蛋白合成； G2期：期

8、：检查、修复，保证检查、修复，保证DNA复制的准确性。复制的准确性。 间期间期在细胞周期中占比较大的时间比例。在细胞周期中占比较大的时间比例。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化13有丝分裂期有丝分裂期（M期期） 间期复制的间期复制的DNA以染色体的形式平均分配到以染色体的形式平均分配到2个子个子细胞中，每个子细胞得到一组与母细胞相同的遗传细胞中，每个子细胞得到一组与母细胞相同的遗传物质。物质。 有丝分裂是连续的过程，人为划分为有丝分裂是连续的过程，人为划分为5 5个时期：个时期： 前期前期 前中期前中期 中期中期 后期后期 末期末期 细胞质分裂：细胞质分裂：动物

9、细胞动物细胞 形成环沟形成环沟 分割母细胞。植分割母细胞。植物细胞物细胞 形成赤道板，进而形成新细胞壁形成赤道板，进而形成新细胞壁 分隔两个分隔两个新细胞。新细胞。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化141.1.前期前期主要事件：主要事件： 染色质凝缩；染色质凝缩； 分裂极确立、分裂极确立、 纺锤体开始形成；纺锤体开始形成； 核仁解体；核仁解体； 核膜消失。核膜消失。主要特征：主要特征：染色质染色质 螺旋化螺旋化 折叠，变短变粗，形成折叠，变短变粗，形成染色体，每条染色体包含染色体，每条染色体包含2个染色单体。个染色单体。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分

10、裂和分化细胞的分裂和分化152.2.前中期前中期 核膜解体到染色体排列到赤道面这一阶段。核膜解体到染色体排列到赤道面这一阶段。 染色体以振荡的方式移向纺锤体中部。染色体以振荡的方式移向纺锤体中部。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化163.3.中期中期 从染色体排列到赤道面上到从染色体排列到赤道面上到姊妹染色单体开姊妹染色单体开始分向两极的一段时间。始分向两极的一段时间。纵向观染色体呈辐射状排列，染色体两边的牵引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。力达到平衡。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化174.4.后期后期

11、姊妹染色单体分开姊妹染色单体分开并移向两极的时期，并移向两极的时期，当子染色体到达两极当子染色体到达两极后，标志这一时期结后，标志这一时期结束。束。 后期可以分为两个方面：后期可以分为两个方面： 后期后期A：染色体向两：染色体向两极移动的过程。极移动的过程。 后后期期B，两极间距离拉大，两极间距离拉大 的过程的过程。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化185.5.末期末期 1、子核的形成：、子核的形成：大体经历与前期相反大体经历与前期相反的过程，即染色体解的过程，即染色体解聚，核仁出现、核膜聚，核仁出现、核膜重新形成。重新形成。 2、胞质分裂：、胞质分裂：核分核分

12、裂与胞质分裂相继发裂与胞质分裂相继发生，但属于两个分离生，但属于两个分离的过程的过程。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化动物动物胞质分裂：后期形成由大量平行排列的肌动蛋白胞质分裂：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微丝和肌球蛋白组成的收缩环收缩环，环中的微丝收缩，环，环中的微丝收缩，环沟加深，最后将细胞分割成沟加深，最后将细胞分割成2 2个子细胞个子细胞细胞质分裂细胞质分裂 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化20 植物胞质分裂植物胞质分裂：后期的纺锤体中央出现后期的纺锤体中央出现成膜体成膜体，其，其中的小泡不断融合

13、扩大形成一片连续的质膜，即中的小泡不断融合扩大形成一片连续的质膜，即细胞板细胞板(cell plate)，将细胞一分为二，最后在细胞板两侧积累多糖，形成将细胞一分为二，最后在细胞板两侧积累多糖，形成细胞壁。细胞壁。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化mitosis 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化22细胞器的增殖细胞器的增殖细胞分裂细胞分裂2个子细胞获得和原来细胞相同的成套个子细胞获得和原来细胞相同的成套染色体染色体； 获得细胞中的各种获得细胞中的各种细胞器细胞器。各种细胞器的增生在细胞分裂前的各种细胞器的增生在细胞分裂前的间期间期

14、发生。发生。 保证分裂产生的两个子细胞均获得各种细胞器。保证分裂产生的两个子细胞均获得各种细胞器。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化23从增殖角度可将细胞分为三类：从增殖角度可将细胞分为三类： 一旦长成即不再分裂。如：神经细胞。一旦长成即不再分裂。如：神经细胞。 在某些因子的作用下，可以恢复分裂能力，重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。新进入细胞周期。如肝细胞、淋巴细胞。 连续分裂，连续分裂，细胞周期中连续运转细胞周期中连续运转，如植物的顶，如植物的顶 端分生组织细胞和动物的造血干细胞。端分生组织细胞和动物的造血干细胞

15、。脱离细胞周期而分化成执行一定功能的脱离细胞周期而分化成执行一定功能的 细胞，不再分裂，称细胞，不再分裂，称G0期期细胞。细胞。1什么是减数分裂？什么是减数分裂？2减数分裂与有丝分裂的减数分裂与有丝分裂的 区别是什么？区别是什么？分裂的细胞分裂的细胞有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂分生组织的细胞分生组织的细胞原始的生殖细胞原始的生殖细胞分裂次数分裂次数只分裂一次只分裂一次连续分裂两次连续分裂两次分裂后的细胞分裂后的细胞体细胞体细胞精子细胞或卵细胞精子细胞或卵细胞分裂前后细胞分裂前后细胞中染色体中染色体DNA母细胞与子细胞完母细胞与子细胞完全相同全相同染色体、染色体、DNA的数目的数目都减少了一

16、半都减少了一半 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化范围范围：凡是进行有性生殖的生物，在原凡是进行有性生殖的生物，在原始的生殖细胞（如动物的精原细胞或卵原始的生殖细胞（如动物的精原细胞或卵原细胞）发展为成熟的生殖细胞（精子或卵细胞）发展为成熟的生殖细胞（精子或卵细胞）的过程中。细胞）的过程中。特点特点：在整个减数分裂过程中，染色体只在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。复制一次，而细胞连续分裂两次。结果结果：新产生的生殖细胞中的染色体数目，新产生的生殖细胞中的染色体数目，比原始的生殖细胞减少了一半。比原始的生殖细胞减少了一半。 普通生物学普通生

17、物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化同源染色体同源染色体：指配对的两条染色体，指配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方。一条来自母方。联会联会：指同源染色体两两配对指同源染色体两两配对四分体四分体：联会后的每对同源染色体联会后的每对同源染色体上含有四条染色单体，叫做四分体。上含有四条染色单体，叫做四分体。 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化27减数分裂减数分裂 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

18、末期I 9 前期前期II 10 中期中期II 11 后期后期II 12 末期末期II 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化28间期间期 细线期细线期 偶线期偶线期 粗线期粗线期 双线期双线期 终变期终变期中期中期I 后期后期I 末期末期I 中期中期II 后期后期II 末期末期II 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化比较项目比较项目减数第一次分裂减数第一次分裂减数第二次分裂减数第二次分裂同源染色体同源染色体有有无无染色体数染色体数2n2n和体细胞相同和体细胞相同N N体细胞的一半体细胞的一半同源染色体行为同源染色体行为有联会，四分体有联会

19、，四分体无无 中期分裂相中期分裂相同源染色体排列同源染色体排列在赤道板两侧在赤道板两侧着丝点排列赤道着丝点排列赤道板上板上后期分裂相后期分裂相同源染色体分离同源染色体分离着丝点分离着丝点分离减数第一次分裂与减数第二次分裂区别减数第一次分裂与减数第二次分裂区别 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化30非姊妹染色单体交叉与片断交换非姊妹染色单体交叉与片断交换 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化31 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化32 普通生物学普通生物学 细胞细胞 细胞的分裂和分化细胞的分裂和分化精卵生殖细胞形成过程的异同精卵生殖细胞形成过程的异同精细胞卵细胞相同点都是染色体复制一次，而细胞连续分裂两次，都是染色体复制一次，而细胞连续分裂两次，形成的生殖细胞中的染色体数目是原始细胞形成的生殖细胞中的染色体数目是原始细胞的一半的一半不同点细胞质均等分裂细胞质均等分裂细胞质不均等分裂细胞质不均等分裂一个精原细胞形成四一个精原细胞形成四个精细胞个精细胞一个卵原细胞形成一个卵原细胞形成一个卵细胞一个卵细胞精细胞形成精子需要精细胞形成精子需要变形变形卵细胞的形成不变卵细胞的形