有絲分裂與減數(shù)分裂

有絲分裂與減數(shù)分裂主講人曹英西一細(xì)胞增殖cellproliferation

通過細(xì)胞的生長和分裂使細(xì)胞數(shù)目增加的過程。細(xì)胞增殖是有機(jī)體生命活動重要特征

有機(jī)體的生長發(fā)育

成熟個(gè)體生命活動的維持

機(jī)體損傷的恢復(fù)

真核細(xì)胞增殖必須具備的條件長到一定的程度能復(fù)制染色體能把復(fù)制的染色體分到兩個(gè)子細(xì)胞細(xì)胞增殖的方式無絲分裂（amitosis)直接分裂直接進(jìn)行細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的分裂方式。分裂過程中既無染色體、紡錘體的形成，也無核膜、核仁的解體。

有絲分裂（mitosis)間接分裂真核細(xì)胞的主要增殖方式，包括核分裂和胞質(zhì)分裂減數(shù)分裂（meiosis)成熟分裂有性生殖個(gè)體生殖細(xì)胞形成過程中所進(jìn)行的特殊分裂方式。細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，DNA只復(fù)制一次,結(jié)果產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的生殖細(xì)胞。細(xì)胞周期分裂具有周期性，即連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)為止，為一個(gè)細(xì)胞周期。一個(gè)細(xì)胞周期包括兩個(gè)階段：分裂間期和分裂期。分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備，完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，同時(shí)細(xì)胞有適度的生長，占細(xì)胞周期的90%-95%分裂期分裂期又分為分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。分裂期大約占細(xì)胞周期的5%-10%。有絲分裂

細(xì)胞周期時(shí)間

（cellcycletime，Tc)

細(xì)胞周期所經(jīng)歷的時(shí)間即為Tc。細(xì)胞周期各階段的時(shí)間分別以TG1，TS，

TG2，TM表示。Tc＝TG1+Ts+TG2+TMTc的長短主要由TG1決定有絲分裂三種周期細(xì)胞核周期(染色體周期)：遺傳物質(zhì)復(fù)制和均等分配的過程。細(xì)胞質(zhì)周期：細(xì)胞體積的生長和細(xì)胞質(zhì)分裂交替發(fā)生的過程。中心體周期：子中心粒的“新生”、生長、成熟以及中心粒的分離、移動、組裝紡錘體至分配到兩個(gè)子細(xì)胞的過程。

有絲分裂中心體周期有絲分裂分裂間期

有絲分裂間期分為G1（DNA合成前期）、S（DNA合成期）、G2（DNA合成后期）三個(gè)階段，其中G1期與G2期進(jìn)行RNA（即核糖核酸）的復(fù)制與有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，S期進(jìn)行DNA的復(fù)制。其中，G1期主要是染色體蛋白質(zhì)和DNA解旋酶的合成，G2期主要是細(xì)胞分裂期有關(guān)酶與紡錘絲蛋白質(zhì)的合成。在有絲分裂間期，染色質(zhì)沒有高度螺旋化形成染色體，而是以染色質(zhì)的形式進(jìn)行DNA（即脫氧核糖核酸）單鏈復(fù)制。有絲分裂間期是有絲分裂全部過程重要準(zhǔn)備過程，是一個(gè)重要的基礎(chǔ)工作。有絲分裂分裂期后期中期前期末期有絲分裂分裂期前期（prophase）①染色質(zhì)凝集（M期開始標(biāo)志）染色質(zhì)螺旋化縮短變粗成染色體，每條染色體由兩條姐妹染色單體組成。每一個(gè)染色單體由一個(gè)DNA分子構(gòu)成②分裂極的確定（紡錘體形成）與中心粒移動方向有關(guān)，決定細(xì)胞分裂方向③核仁、核膜解體（標(biāo)志前期結(jié)束）有絲分裂分裂期中期（metaphase）

從染色體排列到赤道面上，到它們的染色單體開始分向兩極之前，這段時(shí)間稱為中期。有時(shí)把前中期也包括在中期之內(nèi)。中期染色體在赤道面形成所謂赤道板。從一端觀察可見這些染色體在赤道面呈放射狀排列，這時(shí)它們不是靜止不動的，而是處于不斷擺動的狀態(tài)。中期染色體濃縮變粗，顯示出該物種所特有的數(shù)目和形態(tài)。因此有絲分裂中期適于做染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和數(shù)目的研究，適于核型分析。中期時(shí)間較短。有絲分裂紡錘體中心粒星體微管中心體紡錘體微管極微管橫橋染色體微管著絲點(diǎn)極微管染色體微管區(qū)間微管有絲分裂分裂期后期（anaphase）

每條染色體的兩條姊妹染色單體分開并移向兩極的時(shí)期。分開的染色體稱為子染色體。子染色體到達(dá)兩極時(shí)后期結(jié)束。染色單體的分開常從著絲點(diǎn)處開始，然后兩個(gè)染色單體的臂逐漸分開。當(dāng)它們完全分開后就向相對的兩極移動。這種移動的速度依細(xì)胞種類而異，大體上在0.2～5微米/分。平均速度約為為1微米/分。同一細(xì)胞內(nèi)的各條染色體都差不多以同樣速度同步地移向兩極。子染色體向兩極的移動是靠紡錘體的活動實(shí)現(xiàn)的。有絲分裂分裂期末期（telophase）從子染色體到達(dá)兩極開始至形成兩個(gè)子細(xì)胞為止稱為末期。此期的主要過程是子核的形成和細(xì)胞體的分裂。子核的形成大體上是經(jīng)歷一個(gè)與前期相反的過程。到達(dá)兩極的子染色體首先解螺旋而輪廓消失，全部子染色體構(gòu)成一個(gè)大染色質(zhì)塊，在其周圍集合核膜成分，融合而形成子核的核膜，隨著子細(xì)胞核的重新組成，核內(nèi)出現(xiàn)核仁。核仁的形成與特定染色體上的核仁組織區(qū)的活動有關(guān)。細(xì)胞體的分裂稱胞質(zhì)分裂。動物和某些低等植物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂是以縊束或起溝的方式完成的。縊束的動力一般推測是由于赤道區(qū)的細(xì)胞質(zhì)周邊的微絲收縮的結(jié)果。微絲的緊縮使細(xì)胞在此區(qū)域產(chǎn)生縊束，縊束逐漸加深使細(xì)胞體最后一分為二。有絲分裂有絲分裂【有絲分裂】動畫講解Ver1.0.flv減數(shù)分裂(meiosis)：是有性生殖個(gè)體的生殖細(xì)胞在形成過程中所進(jìn)行的特殊分裂方式。染色體復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，結(jié)果生殖細(xì)胞中染色體數(shù)目減半。過程減數(shù)分裂

前期I細(xì)線期leptotene：染色體呈細(xì)線狀細(xì)胞核內(nèi)出現(xiàn)細(xì)長、線狀染色體，細(xì)胞核和核仁體積增大。每條染色體含有兩條姐妹染色單體。偶線期zygotene：同源染色體聯(lián)會又稱配對期。細(xì)胞內(nèi)的同源染色體兩兩側(cè)面緊密相進(jìn)行配對，這一現(xiàn)象稱作聯(lián)會。由于配對的一對同源染色體中有4條染色單體，稱為四分體（或“二聯(lián)體”）粗線期pachytene：非姐妹染色單體交叉互換

染色體連續(xù)縮短變粗，同時(shí)，四分體中的非姐妹染色單體之間發(fā)生了DNA的片斷交換，從而導(dǎo)致了父母基因的互換，產(chǎn)生了基因重組，但每個(gè)染色單體上仍都具有完全相同的基因。前期I雙線期diplotene：同源染色體開始分離,交叉端化

發(fā)生交叉的染色單體開始分開。由于交叉常常不止發(fā)生在一個(gè)位點(diǎn)，因此，染色體呈現(xiàn)V、X、8、O等各種形狀。終變期diakinesis：染色體最短、最粗，核仁、核膜消失染色體變成緊密凝集狀態(tài)并向核的周圍靠近。以后，核膜、核仁消失，最后形成紡錘體。

同源染色體：大小形態(tài)相同、結(jié)構(gòu)相似、一條來自父親，一條來自母親，上面載有等位基因的一對染色體。中期I各成對的同源染色體雙雙移向細(xì)胞中央的赤道板，著絲點(diǎn)成對排列在赤道板兩側(cè)，細(xì)胞質(zhì)中形成紡錘體。后期I由紡錘絲的牽引，使成對的同源染色體各自發(fā)生分離，并分別移向兩極。末期I到達(dá)兩極的同源染色體又聚集起來，重現(xiàn)核膜、核仁，然后細(xì)胞分裂為兩個(gè)子細(xì)胞。這兩個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目，只有原來的一半。重新生成的細(xì)胞緊接著發(fā)生第二次分裂。

注意：

1．染色體復(fù)制是在第一次分裂間期進(jìn)行的，一旦復(fù)制完成，精原細(xì)胞就稱作初級精母細(xì)胞。2．一個(gè)初級精母細(xì)胞經(jīng)過第一次減數(shù)分裂成為兩個(gè)次級精母細(xì)胞，一個(gè)初級卵母細(xì)胞經(jīng)過第一次減數(shù)分裂成為一個(gè)次級卵母細(xì)胞和第一極體。3．減數(shù)第一次分裂的目的是實(shí)現(xiàn)同源染色體的分離，染色體數(shù)目減半(每對姐妹染色單體用著絲點(diǎn)粘合，只算一個(gè)染色體，單體數(shù)是染色體數(shù)的兩倍)。DNA分子數(shù)目減半。（相對于復(fù)制后而言）第一次減數(shù)分裂之后第二次減數(shù)分裂之前的間期減數(shù)第二次分裂與減數(shù)第一次分裂緊接，也可能出現(xiàn)短暫停頓。染色體不再復(fù)制。每條染色體的著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細(xì)胞的兩極，有時(shí)還伴隨細(xì)胞的變形。前期染色體首先是散亂地分布于細(xì)胞之中。而后再次聚集，核膜、核仁再次消失，再次形成紡錘體。中期染色體的著絲點(diǎn)排列到細(xì)胞中央赤道板上。注意此時(shí)已經(jīng)不存在同源染色體了。后期每條染色體的著絲點(diǎn)分離，兩條姊妹染色單體也隨之分開，成為兩條染色體。在紡錘絲的牽引下，這兩條染色體分別移向細(xì)胞的兩極。末期重現(xiàn)核膜、核仁，到達(dá)兩極的染色體，分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞。兩個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目與初級精母細(xì)胞相比減少了一半。至此，第二次分裂結(jié)束。注意1．減數(shù)第二次分裂的目的是著絲點(diǎn)分裂，實(shí)現(xiàn)染色單體分離。分裂結(jié)果是染色體數(shù)目不變，DNA分子數(shù)目減半。2．兩個(gè)次級精母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第二次分裂成為四個(gè)精細(xì)胞，精細(xì)胞必須再經(jīng)歷一系列復(fù)雜的形態(tài)變化才成為精子。結(jié)果是一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂和一系列的形態(tài)發(fā)育并最終成為四個(gè)精子。3．一個(gè)次級卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)第二次分裂成為一個(gè)卵細(xì)胞和一個(gè)第二極體；第一次分裂產(chǎn)生的一個(gè)極體再分為兩個(gè)極體。不久，三個(gè)極體都會退化消失。結(jié)果是一個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂最終只成為一個(gè)卵細(xì)胞。減數(shù)分裂的生物學(xué)意義1、保持生物物種染色體數(shù)目的相對穩(wěn)定2、為遺傳規(guī)律提供了細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)3、為生物的多樣性提供了源泉減數(shù)分裂減數(shù)分裂.flv減數(shù)分裂有絲分裂分裂次數(shù)兩次連續(xù)的細(xì)胞分裂一次細(xì)胞分裂染同源染色體分離姐妹染色單體分離姐妹染色單體分離色染色體數(shù)目減半染色體數(shù)目不變體同源染色體的聯(lián)會，非姐妹染色單體之間遺傳物質(zhì)的交換同源染色體行為獨(dú)立，無聯(lián)會，無交換分裂結(jié)果1個(gè)(卵細(xì)胞)/4個(gè)(精子)2個(gè)有絲分裂減數(shù)分裂分裂次數(shù)1次2次分前期染色體無配對，交換和重組前期I：染色體有配對，交換和重組裂中期1.形成二分體2.動粒微管位于染色體兩側(cè)1.中期I：形成四分體2.動