备课素材：中心体在细胞分裂过程中的行为-高一下学期生物人教版必修2

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中心体在细胞分裂过程中的行为

人教2019版高中生物学必修一说， 细胞分裂过程中，中心粒之间星射线形成纺锤体：



那么，在细胞分裂过程中，中心体行为变化是怎样的？

一、中心体及其功能、复制

中心体由一对垂直的中心粒及其周围物质构成。中心粒由微管（MT）组成，和发出鞭毛和纤毛的基体类似均为9+0微管，外围的9个均为三联体微管。中心粒在纤毛和中心粒组装中发挥着至关重要的作用。中心粒周围物质（PCM）又称云状电子致密物，主要由γ微管蛋白组成，在微管蛋白的组装中起成核作用。





中心体参与微管的组装，又称为微管组织中心（MTOC），中心体发出的微管实际上不是中心粒发出，而是PCM发出，无论是星体微


管、极微管还是动粒微管均为单体微管。由于微管蛋白的极性，它们的负极在其他协同蛋白的作用下锚定在中心体内，而正极向外发射形成细胞骨架中的微管结构。

中心粒的复制是半保留复制，复制时两个垂直的中心粒先分开，合成另外一个中心粒，新合成的中心粒和原有的中心粒组成一对垂直中心粒。

二、中心体在有丝分裂过程中作用 在活跃分裂的细胞中，中心粒和中心体的数量受到严格控制：中心粒复制与DNA复制偶联在一起，以至于在有丝分裂期间，一个中心体含有两个中心粒，在有丝分裂纺锤体的每个极上有一个中心粒，从而确保染色体准确地分离。

三、中心体在减数分裂及受精作用中的表现

精子形成过程：在人类等灵长类动物中，当精母细胞完成第二次减数分裂后，精细胞中的中心体会排列在靠近精子头部的位置，其中垂直向的中心粒会开始装配微管蛋白而形成精子尾巴，且在精子正确成熟后会被降解掉，所以在人的成熟的精子里有且只有一个中心粒。

卵细胞形成过程：中心体存在于有丝分裂时期的卵母细胞中，在一旦当卵母细胞进入减数分裂时期，中心体即会消失。中心体的消失顺序是先丢失PCM组分，然后是中心粒。

受精过程：由于卵母细胞的中心粒（即母本中心粒）被清除，受精卵需要依赖精子提供的中心粒（即父本中心粒）来组装成受精卵中的首个中心体，从而确保有丝分裂正确进行和胚胎发育成功开展。由于受精卵的中心体不是由精卵细胞各自提供一个中心粒（或一个中心体）而构成，而是由精子所提供的中心粒重新形成的中心体结构，因此，这一现象被称之为中心体的不对称遗传（asymmetric inheritance）。

四、人类卵母细胞纺锤体的组装

2022年11月18日，Science杂志以研究长文的形式发表了复旦大学王磊教授团队突破性的成果，报道了人卵细胞中存在与众不同的微观组织中心，命名为huoMTOC，打破了领域内多年的认识，并从生理和病理角度揭示了huoMTOC异常的重要生物学意义。人卵母细胞中存在着前所未知且与众不同的微管组织中心，研究者将其命名为huoMTOC（Human Oocyte Microtubule Organizing Center），明确了相关分子组成、阐明了人卵母细胞启动纺锤体组装的生理机制。

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