细胞的分裂和分化

包含了细胞的分裂、细胞周期、细胞从第一次分裂开始到第二次分裂开始所经历的全过程、前期、前中期、中期等。

细胞的分裂和分化

• 细胞的分裂
• 有丝分裂
  • 细胞周期
    • 定义：细胞从第一次分裂开始到第二次分裂开始所经历的全过程。
  • 前期
    • 染色质丝螺旋缠绕形成特定结构，并有一定数目的染色体。由两个染色单体组成，其上各有一个着丝粒（由一个特殊的核苷酸序列构成）。两个着丝粒紧密排列，每一个着丝粒外组装着一个动粒（蛋白质复合体）。染色体首先随机散布于核中，以后逐渐移向核周。核仁解体消失。分散在细胞质中微管组装形成微管蛋白分子库，供纺锤体（由成束的微管组成）组装用。中心体（中心体与纺锤体的形成有关）是形成微管的中心，外围有成辐射状排列的微管，形成星状丝（星状丝与中心体合称星体）。
  • 前中期
    • 双层核膜开始破碎，形成分散小泡，核膜下核纤层解聚成核纤层蛋白，染色体进一步凝集，缩短变粗。纺锤体移至细胞中央，着丝点外面的动粒通过马达分子与动力微管相连。与动粒结合的动力蛋白和驱动蛋白等马达分子沿动粒微管的外壁运动使处于这一时期的染色体向赤道板集合。此时连接细胞两级和染色体动粒的微管较长一端缩短，较短一端伸长，直至连接两极的微管长度基本相等。
  • 中期
    • 各染色体都排列到纺锤体的中央，着丝点都位于细胞中央的同一个平面（赤道面）。纺锤体微管分三种类型：1、从中心体向纺锤体外侧呈辐射状发出的星体微管。2、连接中心体和染色体的动力微管。3、在纺锤体中央赤道板处交会的极微管。
  • 后期
    • 并在一起的两个染色体由动粒微管牵引以相同速度向两极移动，形成独立染色体。各染色体接近两极时，动粒微管缩短，极微管延长，纺锤体两极距离加长。
  • 末期
    • 组成：一个分裂间期（一个合成期，两个间歇期）和一个有丝分裂期
    • 分离的两组染色体抵达两极，动粒微管消失。极微管进一步延伸，使两组染色体的距离进一步加大。在两组染色体的外围，核膜重新形成，染色体伸展延长，最后成为染色质。核仁开始出现，细胞核恢复到间期形态，间期中复制的DNA以染色体的形式平均分配到两个子细胞核中。
  • 胞质分裂
    • 时期：后期或末期
    • 动物细胞：细胞膜在两极间赤道上形成一个由肌动蛋白微丝和肌球蛋白组成的微丝环带。微丝收缩使细胞膜以垂直于纺锤体的方向向内凹陷成环沟，环沟渐渐加深，最后将细胞分割成为两个子细胞。
    • 植物细胞：在细胞内部形成新的细胞壁，将两个子细胞分隔开来。细胞分裂晚后期和末期，残留的纺锤体微管在细胞赤道面的中央密集成圆柱状结构;同时，带有细胞壁前体物质的高尔基体或内质网小泡，也向细胞中央集中，在赤道面上彼此融合而成有膜包围的平板，即早期的细胞板。小泡中的多糖被用来制造初生细胞壁和果胶质的胞间层。小泡的膜则在初生细胞壁的两侧形成新的质膜。两个质膜之间有许多管道相通。这些管道就是胞间连丝，是相邻的细胞之间细胞质相通的管道。高尔基体或内质网小泡继续向赤道面集中、融合，使细胞板不断向外延伸，最后到达细胞的外周而与原来的细胞壁和质膜连接起来。这时，两个子细胞就完全分隔开了。
  • 染色体
    • 观察染色体最清晰时期：分裂中期或后期
    • 计算染色体数目方法：用秋水仙素处理细胞，使纺锤体不能形成，停留在分裂中期
    • 着丝粒：位于主缢痕（染色体的一个缩细部位）中，是染色质，染色体最后复制的部分，DNA分子中一段特殊的序列。
    • 数目：
    • 组型：不同数目、不同大小、不同形态的一组染色体。
    • 带型：Q带、G带、R带
• 个体发育中的细胞
  • 细胞分化
    • 是个体发育过程中新生细胞产生形态结构和功能上的稳定性差异，形成不同类型细胞的过程
  • 细胞凋亡
    • 细胞在发育过程中发生程序性死亡
  • 细胞全能性和干细胞
    • 植物：分生组织
    • 动物：干细胞、全能干细胞、多能干细胞、组织干细胞
  • 细胞衰老
    • 多细胞生物体的细胞经过有限次数的减数分裂后进入不可逆转的增殖抑制状态，它的结构与功能发生衰老性变化
  • 建立在物质代谢和能量转换的基础上，受控于生物的信息系统。它们紧密关联，时空上整合成一个有序的严格受控的整体
• 减数分裂
  • DNA复制
    • 时间：间期S期
    • 减数分裂全过程中唯一一次DNA复制！
  • 第一次分裂
    • 前期
      • 细线期：已复制的染色体由两条染色单体组成，它们是姐妹染色单体。
      • 偶线期：同源染色体的两个成员逐渐变粗，并侧向靠拢（联会）。出现联会复合体。
      • 粗线期：染色体进一步缩短变粗，同源染色体配对完毕。
      • 双线期：染色体继续变短变粗，二价体中配对的同源染色体趋向分开，在非姐妹染色单体间出现交叉结。联会复合体消失。
      • 浓缩期（终变期）：染色体螺旋化程度更高，变得更加粗而短，分裂进入中期。
    • 中期
      • 各个二价体排列在赤道板上，纺锤丝连着着丝粒将染色体拉向两极。
    • 后期
      • 二价体中的同源染色体彼此分开，移向两极，但同源染色体各成员各自的着丝点并不分开。
    • 末期
      • 进入子细胞中的染色体具有两条染色单体。染色体渐渐解开螺旋，核蛋白纤丝折叠程度降低，又变成细丝状。
    • 间期
      • 时间极短，无DNA合成。
  • 第二次分裂
    • 前期
      • 同有丝分裂前期
    • 中期
      • 同有丝分裂中期
    • 后期
      • 含有两条染色单体的染色体的着丝点一分为二，并彼此分开。随后每条染色单体随机走向两极。
    • 末期
      • 四个子细胞形成
  • 发生时间
    • 终末的减数分裂
      • 发生在形成配子之前
    • 起始的减数分裂
      • 发生在衣藻、绿藻等藻类中
    • 中间的减数分裂
      • 植物
• 生物体的复制