2009-7-27 1
第三节 细胞的有丝分裂
一、细胞周期
二、有丝分裂过程
三、有丝分裂的遗传学意义
2009-7-27 2
第三节 细胞的有丝分裂
生物的繁殖以细胞分裂为基础；对多细胞生物而言，其生长发育也通过细胞分裂实现。
体细胞分裂的方式可以分为无丝分裂和有丝分裂两种。
2009-7-27 3
关于这两种分裂方式的过程、特征和异同已学过，在此作一简单回顾：
一,无丝分裂 (amitosis)；
二,有丝分裂 (mitosis)；
三,细胞周期 (cell cycle)。
2009-7-27 4
一,无丝分裂 (amitosis)(p15)
无丝分裂的分裂过程较简单快速，整个分裂过程中不出现纺锤体。
以前人们认为无丝分裂只在衰老细胞和病态组织中，但近年研究发现高等生物的许多正常组织 (如：植物的薄型组织、木质部细胞、绒毡层细胞和胚乳细胞 )，也常发生无丝分裂。
2009-7-27 5
细胞并不总是处在分裂状态，在多细胞生物体内，只有处在生长部位的细胞才能分裂，而且，
即使是生长点的细胞也并不一直处于连续不断的分裂之中。对于某一细胞而言两次分裂之间有一段间隔时期，这一段时间称为分裂间期
（ interphase）。
从第一次细胞分裂开始至第二次细胞分裂起动的一段时间，称为一个细胞周期 ( 前一次分裂的中期到下一次分裂的中期，称为一个细胞周期。 )。
2009-7-27 6
细胞分裂间期细胞内的生化活动活跃
在光镜下，间期是静止的，分裂期可以观察到细胞内部发生的一系列有规律的形态变化。
在细胞分裂间期，细胞内尤其是细胞核内其实是很不平静的，一系列有序的生理生化反应一直在持续不断地进行着，
为下一轮的细胞分裂准备条件。这种准备活动主要是三个方面：
2009-7-27 7
1.遗传物质的复制 间期结束时,DNA的含量比间期开始时增加一倍；
2.能量准备,
以便为分裂准备足够的易于使用的能量；
3.细胞在间期生长,使核体积和细胞质体积达到最适的平衡状态 。
2009-7-27 8
间期又可以划分为三段,其主要根据是遗传物质 DNA复制的进程,G1期,S期和 G2期 。
G1期 是 DNA合成前期,是细胞分裂周期的第一个间隙,是 DNA合成的准备时期 （ First Gap）,
S 期 是 DNA 的合成期 （ period of DNA
synthesis） 。
G2期 （ post DNA synthesis）是 DNA合成后期，
是 DNA合成后至细胞核分裂开始之间的第二个间隙（ Second Gap）。 G2期与 G1期相比 DNA含量增加了一倍。
2009-7-27 9
这三个时期的长短因物种,细胞种类以及生理状态而异 。 一般而言,S期的时间最长,且较稳定； G1和 G2期的时间变化较大 。
在蚕豆根尖细胞的有丝分裂周期中,G1
期为 5hr,S期为 7.5hr,G2期为 5hr，间期共长 17.5hr，而 M期全长只有 2hr
2009-7-27 10
G2期以后，细胞就进入分裂期。为了便于叙述，把分裂的全过程划分为前、中、
后、末四个时期
2009-7-27 11
前期（ prophase）：
染色质逐渐凝缩变粗，起先是卷曲为一团乱麻，继而能分清各个染色体，且明显可以见到每条染色体都是由两条染色单体构成的，两条染色单体共用一个着丝点。核仁和核膜逐渐变得模糊不清。
纺锤丝（ spindle fiber）开始形成。
2009-7-27 12
中期（ metaphase）：
核仁和核膜完全消失，纺锤体（ spindle）
明显可见。从细胞的侧面观察，各个染色体的着丝点均排列在纺锤体中央的赤道面上，而其两臂则自由地伸展在赤道面的两侧（图 mitosis-metaphase-
cemianguan)。此时，染色体具有典型的形状，适于观察和记数
2009-7-27 13
有丝分裂中期染色体形态图
2009-7-27 14
后期（ anaphase）：
每个染色体的着丝粒分裂为二，每条染色体的两条染色单体各自分开而成为两条独立的染色体，并在纺锤丝的牵引下分别移向两极。移向两极的染色体数目是完全一样的，且同分裂前母细胞的染色体 数目、形态完全一样
2009-7-27 15
末期（ telophase）：
染色体已移至两极 围绕者染色体重新出现核仁核膜，染色体又重新变得松散细长，回复为染色质的状态。至此，一个母细胞内形成了两个子核。接着在纺锤体的赤道板区域形成细胞板，细胞质被分隔开,一个母细胞分裂为两个完全相同的子细胞。继而，子细胞又进入 G1期。
2009-7-27 16
有丝分裂过程示意图
2009-7-27 17
2009-7-27 18
家鸽体细胞有丝分裂
2009-7-27 19
染色体的形态变化周期
2009-7-27 20
有丝分裂的意义
从遗传学的观点看，有丝分裂的重要意义就在于其分裂产物都是相同的，它们精确地含有和亲代细胞核完全相同的遗传物质。这种均亲分裂的方式，是遗传物质在同一世代内稳定存在和传递的根本保证。
2009-7-27 21
有丝分裂的意义
植物的无性繁殖、组织培养、动物细胞的克隆所获得的个体能保持其亲本的遗传性状，其原因就在于他们是通过有丝分裂而长生的。
但是，值得提出的是，对于细胞质而言，其中所含的线粒体，叶绿体等细胞器在有丝分裂过程也能复制、增殖，但它们是随机地而不是如细胞核那样均等地分配到子细胞中去。
因此，任何由线粒体，叶绿体等细胞器所决定的遗传表现，不可能与染色体 所决定的遗传表现具有同样的规律性。
2009-7-27 22
细胞有丝分裂周期示意图
2009-7-27 23
1.细胞核多次分裂,细胞质不分裂,形成多核细胞 。
2.核内染色体多次分裂,但细胞核本身不分裂,结果核内染色体数目加倍,形成多倍化细胞 。
3.核内染色体上的染色质 （ 线 ） 多次分裂,而着丝点不分开,仍紧密地聚集在一起,形成多线染色体 。
2009-7-27 24
果蝇的多线染色体是染色质分裂了 10次而形成的,所以它包含有 210=1024条染色质线 。
2.3两种情况又称为核内有丝分裂
（ endomitosis）。
第三节 细胞的有丝分裂
一、细胞周期
二、有丝分裂过程
三、有丝分裂的遗传学意义
2009-7-27 2
第三节 细胞的有丝分裂
生物的繁殖以细胞分裂为基础；对多细胞生物而言，其生长发育也通过细胞分裂实现。
体细胞分裂的方式可以分为无丝分裂和有丝分裂两种。
2009-7-27 3
关于这两种分裂方式的过程、特征和异同已学过，在此作一简单回顾：
一,无丝分裂 (amitosis)；
二,有丝分裂 (mitosis)；
三,细胞周期 (cell cycle)。
2009-7-27 4
一,无丝分裂 (amitosis)(p15)
无丝分裂的分裂过程较简单快速，整个分裂过程中不出现纺锤体。
以前人们认为无丝分裂只在衰老细胞和病态组织中，但近年研究发现高等生物的许多正常组织 (如：植物的薄型组织、木质部细胞、绒毡层细胞和胚乳细胞 )，也常发生无丝分裂。
2009-7-27 5
细胞并不总是处在分裂状态，在多细胞生物体内，只有处在生长部位的细胞才能分裂，而且，
即使是生长点的细胞也并不一直处于连续不断的分裂之中。对于某一细胞而言两次分裂之间有一段间隔时期，这一段时间称为分裂间期
（ interphase）。
从第一次细胞分裂开始至第二次细胞分裂起动的一段时间，称为一个细胞周期 ( 前一次分裂的中期到下一次分裂的中期，称为一个细胞周期。 )。
2009-7-27 6
细胞分裂间期细胞内的生化活动活跃
在光镜下，间期是静止的，分裂期可以观察到细胞内部发生的一系列有规律的形态变化。
在细胞分裂间期，细胞内尤其是细胞核内其实是很不平静的，一系列有序的生理生化反应一直在持续不断地进行着，
为下一轮的细胞分裂准备条件。这种准备活动主要是三个方面：
2009-7-27 7
1.遗传物质的复制 间期结束时,DNA的含量比间期开始时增加一倍；
2.能量准备,
以便为分裂准备足够的易于使用的能量；
3.细胞在间期生长,使核体积和细胞质体积达到最适的平衡状态 。
2009-7-27 8
间期又可以划分为三段,其主要根据是遗传物质 DNA复制的进程,G1期,S期和 G2期 。
G1期 是 DNA合成前期,是细胞分裂周期的第一个间隙,是 DNA合成的准备时期 （ First Gap）,
S 期 是 DNA 的合成期 （ period of DNA
synthesis） 。
G2期 （ post DNA synthesis）是 DNA合成后期，
是 DNA合成后至细胞核分裂开始之间的第二个间隙（ Second Gap）。 G2期与 G1期相比 DNA含量增加了一倍。
2009-7-27 9
这三个时期的长短因物种,细胞种类以及生理状态而异 。 一般而言,S期的时间最长,且较稳定； G1和 G2期的时间变化较大 。
在蚕豆根尖细胞的有丝分裂周期中,G1
期为 5hr,S期为 7.5hr,G2期为 5hr，间期共长 17.5hr，而 M期全长只有 2hr
2009-7-27 10
G2期以后，细胞就进入分裂期。为了便于叙述，把分裂的全过程划分为前、中、
后、末四个时期
2009-7-27 11
前期（ prophase）：
染色质逐渐凝缩变粗，起先是卷曲为一团乱麻，继而能分清各个染色体，且明显可以见到每条染色体都是由两条染色单体构成的，两条染色单体共用一个着丝点。核仁和核膜逐渐变得模糊不清。
纺锤丝（ spindle fiber）开始形成。
2009-7-27 12
中期（ metaphase）：
核仁和核膜完全消失，纺锤体（ spindle）
明显可见。从细胞的侧面观察，各个染色体的着丝点均排列在纺锤体中央的赤道面上，而其两臂则自由地伸展在赤道面的两侧（图 mitosis-metaphase-
cemianguan)。此时，染色体具有典型的形状，适于观察和记数
2009-7-27 13
有丝分裂中期染色体形态图
2009-7-27 14
后期（ anaphase）：
每个染色体的着丝粒分裂为二，每条染色体的两条染色单体各自分开而成为两条独立的染色体，并在纺锤丝的牵引下分别移向两极。移向两极的染色体数目是完全一样的，且同分裂前母细胞的染色体 数目、形态完全一样
2009-7-27 15
末期（ telophase）：
染色体已移至两极 围绕者染色体重新出现核仁核膜，染色体又重新变得松散细长，回复为染色质的状态。至此，一个母细胞内形成了两个子核。接着在纺锤体的赤道板区域形成细胞板，细胞质被分隔开,一个母细胞分裂为两个完全相同的子细胞。继而，子细胞又进入 G1期。
2009-7-27 16
有丝分裂过程示意图
2009-7-27 17
2009-7-27 18
家鸽体细胞有丝分裂
2009-7-27 19
染色体的形态变化周期
2009-7-27 20
有丝分裂的意义
从遗传学的观点看，有丝分裂的重要意义就在于其分裂产物都是相同的，它们精确地含有和亲代细胞核完全相同的遗传物质。这种均亲分裂的方式，是遗传物质在同一世代内稳定存在和传递的根本保证。
2009-7-27 21
有丝分裂的意义
植物的无性繁殖、组织培养、动物细胞的克隆所获得的个体能保持其亲本的遗传性状，其原因就在于他们是通过有丝分裂而长生的。
但是，值得提出的是，对于细胞质而言，其中所含的线粒体，叶绿体等细胞器在有丝分裂过程也能复制、增殖，但它们是随机地而不是如细胞核那样均等地分配到子细胞中去。
因此，任何由线粒体，叶绿体等细胞器所决定的遗传表现，不可能与染色体 所决定的遗传表现具有同样的规律性。
2009-7-27 22
细胞有丝分裂周期示意图
2009-7-27 23
1.细胞核多次分裂,细胞质不分裂,形成多核细胞 。
2.核内染色体多次分裂,但细胞核本身不分裂,结果核内染色体数目加倍,形成多倍化细胞 。
3.核内染色体上的染色质 （ 线 ） 多次分裂,而着丝点不分开,仍紧密地聚集在一起,形成多线染色体 。
2009-7-27 24
果蝇的多线染色体是染色质分裂了 10次而形成的,所以它包含有 210=1024条染色质线 。
2.3两种情况又称为核内有丝分裂
（ endomitosis）。
