Transcript CH1-3細胞分裂
Cell Division 前言 1. 細胞生長成熟開始分裂細胞的過程， 稱為細胞分裂。 2. 細胞分裂具增殖、生長與修補功能。 3. 生物生殖方式不盡相同，大抵有無 性生殖與有性生殖兩種。 4. 無性生殖只要單一個體就能完成， 不須經受精作用產生後代，例如： 馬鈴薯利用塊莖繁衍新個體。 細胞分裂(續) 5. 有性生殖的生物是由雄個體提供雄 配子，雌個體提供雌配子，兩者結 合成合子再發育成一個新個體。 6. 真核細胞的細胞週期主要有兩個階 段，即細胞間期和分裂期。 1) 細胞間期：指在兩次分裂之間的時期。 2) 分裂期：行無性生殖者進行有絲分裂， 行有性生殖者進行減數分裂。 3) 細胞週期中有絲分裂與間期之交互 進行(Mitosis alternates with interphase in the cell cycle) 有絲分裂是細胞分裂週期中的一部分， 細胞分裂週期又稱細胞週期(cell cycle。 有絲分裂期 (mitotic phase, or M phase) ：有絲分裂(mitosis)與細胞質 分裂(cytokinesis)的時期 是使細胞核和細胞質分裂的時期，此 期為細胞週期中期最短的一部份。 完整的細胞分裂包括一個很長的間期 (interphase)，所費時間為一個細胞週 期中的90%，在此期間，細胞會生長並 複製染色體，作為有絲分裂的準備。 細胞週期 細胞分裂(續) a. 細胞於細胞間期時細胞會長大、成 熟，染色體進行複製，以為分裂期 準備，即細胞在有絲分裂前，利用 細胞間期複製染色體。 b. 細胞行有絲分裂前，染色體須先複 製一次，再將兩套相同的染色體分 佈在兩個子細胞(daughter cell) 內(圖12.3)。 有絲分裂過程 紡錘絲 前期(prophase) 特徵是核膜、核仁消失，且細胞核中 的染色質開始凝聚環繞，變成染色體。 染色體會逐漸縮短變粗成為有中節連 接的染色分體，中節同時是染色體和 紡錘體連接的地方。 前期(prophase)： 前期 Chiras, D. D. (1999) . Human Biology. Jones and Bartlett Publishers. p.344 A. 中心體、中心粒複製成兩組，向細胞兩 端分離，同時其四周有絲狀微管輻射排 列，形成星芒體(高等植物的細胞沒有 中心粒和星芒體) 前期(prophase)： B. 兩星芒體間有絲狀微管齊列延伸到核 膜四周，這些微管稱為紡錘體，兩中 心體分別位於紡錘體的兩端 C. 細胞核內原無特定形狀的染色質逐漸 凝縮捲曲成細長染色體，每一條染色 體具有兩染色分體 D. 核內的核仁在前期的末了逐漸消失， 而核膜也開始碎裂。 有絲分裂過程 中期(metaphase) 染色體排列在細胞核中央，以確保染色 體分離時，新細胞核各可得到每個染色 體的一份。 此時期很短，但可明顯看出染色體是由 兩個染色分體組成。 中期(metaphase)： 中期 Millers, S. A. and J. P. Harley. (1996) . Zoology. Wm. C. Brown Publishers, p.85 A. 散落在核區的粗短染色體會聚在紡 錘體腰部的橫截面，所謂赤道板上。 B. 每一條染色體的兩染色分體仍共有 一中節(著絲點)，附著於紡錘絲上。 有絲分裂過程 後期(anaphase) 中節會斷裂，成對染色體開始分離，朝 向細胞的兩端移動。 當各染色體抵達細胞的兩極，細胞便進 入有絲分裂的末期。 後期(anaphase)： 後期 Millers, S. A. and J. P. Harley. (1996) . Zoology. Wm. C. Brown Publishers, p.85 A. 染色分體共有的中節分裂，兩染色 分體分離成為兩個獨立的染色體。 B. 固定在著絲點(中節)上的微管開始 收縮，牽引染色體離開赤道板，並 向紡錘體的兩極緩緩移動，分離到 紡錘體的兩極。 有絲分裂過程 末期(telophase) 染色體會消散開到細胞兩極，回復到光學 顯微鏡無法看見的染色質狀態；子細胞形 成，新的核膜、核仁再度出現，紡錘體消 失，有絲分裂便告完成。 末期(telophase)： Millers, S. A. and J. P. Harley. (1996) . Zoology. Wm. C. Brown Publishers, p.85 A. 兩組分離中的染色體分別匯集在紡錘 體的兩極，並被新形成的核膜包圍， 染色體分散成不具形狀的染色質，恢 復到分裂前的狀態，有絲分裂完成。 染色體 複製 紡錘體 形成 染色分體 排列中央 每組染色體由 兩個分體組成 中節斷裂、 染色體分開 細胞膜向中央 凹→細胞一分 為二 植物細胞則是紡錘體中央形成細胞板，產生新細胞壁， 不會發生細胞膜向中央凹線之情形。 有絲分裂四個過程 細胞分裂的方式 無絲分裂：原核細胞以此方式進 行生殖 有絲分裂： 細胞分裂：發生於增生新細胞時， 產生與母細胞染色體數目相同的 子細胞。 2. 減數分裂：發生於形成生殖細胞 (精子和卵)時，染色體數目減半的 分裂方式。 1. 有絲分裂 發現：19th，德．佛來明(W. Flemming) 發現細胞分裂的一連串變化。 分生能力旺盛的組織較常發生。例如： 皮膚和腸黏膜細胞。 幹細胞：胚胎或成體中未完全分化的 細胞，可分裂產生各種細胞。例：骨 髓幹細胞可生成多種血球。 有些已分化的細胞便不再進行細胞分 裂。例：腦內神經細胞。 植物細胞有絲分裂 植物細胞沒有中心體、中心粒，但分 裂時仍有紡錘絲。 2. 植物細胞分裂近完成時，細胞膜不向 內凹陷，而是形成細胞板，形成新的 細胞壁。 1. 無絲分裂 DNA不纏繞蛋白質 而、形成染色體。 分裂過程不形成紡 錘絲。 染色體簡介 1. 染色體位於細胞核內，它是一種承載 遺傳物質DNA的構造。 2. 平時呈細絲狀，但在細胞分裂時，會 聚縮成較粗短且易觀察的形狀。 3. 每一種生物的體細胞都有一定的染色 體數，例如人類的體細胞有46條染色 體，果蠅則有8條染色體。 染色體簡介 1. 同源染色體：仔細分析染色體：發現 各種形式的染色體都有兩條，成對且 同形狀的染色體稱為同源染色體。其 中一條來自父方，一條來自母方。 2. 等位基因：位於同源染色體相對的位 置，控制同一個性狀的二個基因。 3. 一條染色體上有很多個基因。 4. 雙套(2N)： 5. 單套(N)： 減數分裂 減數分裂與有絲分裂都在細胞間期經過一 次染色體複製，但減數分裂的分裂次數為 兩次，使配子細胞染色體數目為原母細胞 的一半。 個體進行有性生殖時，生殖細胞結合成一 合子細胞(Zygote)，再發育成完整個體。 合子中兩兩成對、大小、形狀相同的成對 染色體，稱為同源染色體 減數分裂 減數分裂分為第一 次減數分裂及第二 次減數分裂兩階段 兩者皆經過前期、 中期、後期、末期 等四個階段，只是 前者所需的時間較 長，第二次檢數分 裂則非常快速。 前期 第一次減數分裂 細胞核中的同源染色 體彼此配對，且開始 四分體 縮短加粗，纏繞成聚 tetad 合在一起的四條染色 分體，稱為四分體， 此種同源染色體靠在 聯會 synapsis 一起的情形稱為聯會。 此時核膜、核仁消失， 紡錘體出現。 第一次減數分裂(續) 中期 成對染色體排列在 細胞中央，每個染 色體都是由兩個染 色分體組成，四分 體會開始分開。 第一次減數分裂(續) 後期 兩條同源染色體 完全分離，且分 別移動到兩端， 並發生染色體獨 立分配，兩個子 細胞因而各具自 己特定的染色體。 第一次減數分裂(續) 末期 核膜重新出現，形 成兩個子細胞，此 時每個染色體仍包 括兩個染色分體， 接著就進入第二次 減數分裂。 第二次減數分裂 它的過程與第一次減數分裂相似，只是 染色體在減數分裂前沒有進行複製。 第二次減數分裂(續) 前期 紡錘體再度形成，核膜消失。 中期 成對染色體排列在細胞中央。 後期 每對染色體開始往兩端分離。 末期 兩個子細胞分別形成細胞膜，產生四個 子細胞，最後每個子細胞的染色體為原 來細胞的一半。