[編輯本段]基本概念
細(xì)胞增殖是生物體的重要生命特征,細(xì)胞以分裂的方式進(jìn)行增殖。單細(xì)胞生物,以細(xì)胞分裂的方式產(chǎn)生新的個體。多細(xì)胞生物,以細(xì)胞分裂的方式產(chǎn)生新的細(xì)胞,用來補充體內(nèi)衰老和死亡的細(xì)胞;同時,多細(xì)胞生物可以由一個受精卵,經(jīng)過細(xì)胞的分裂和分化,最終發(fā)育成一個新的多細(xì)胞個體。必須強調(diào)指出,通過細(xì)胞分裂,可以將復(fù)制的遺傳物質(zhì),平均地分配到兩個子細(xì)胞中去??梢姡?xì)胞增殖是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。
真核細(xì)胞的分裂方式有三種,即有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。
[編輯本段]有絲分裂
·分裂介紹
有絲分裂是真核生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式。(右上角圖就是常見有絲分裂的開始和結(jié)果)多細(xì)胞生物體以有絲分裂的方式增加體細(xì)胞的數(shù)量。體細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂是有周期性的,也就是具有細(xì)胞周期。
細(xì)胞周期 細(xì)胞周期是指連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,這是一個細(xì)胞周期。
一個細(xì)胞周期包括兩個階段:分裂間期和分裂期。從細(xì)胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前,是分裂間期。在分裂間期結(jié)束之后,就進(jìn)入分裂期。
在一個細(xì)胞周期內(nèi),這兩個階段所占的時間相差較大,一般分裂間期大約占細(xì)胞周期的90%到95%;分裂期大約占細(xì)胞周期的5%到10%。細(xì)胞的種類不同,一個細(xì)胞周期的時間也不相同。
細(xì)胞分裂間期 細(xì)胞分裂間期是新的細(xì)胞周期的開始,這個時期為細(xì)胞分裂期準(zhǔn)備了條件,細(xì)胞內(nèi)部正在發(fā)生很復(fù)雜的變化。近年來,利用放射性同位素標(biāo)記自顯影技術(shù)證明,間期細(xì)胞的最大特點是完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。因此,間期是整個細(xì)胞周期中極為關(guān)鍵的準(zhǔn)備階段。
·有絲分裂的周期變化
細(xì)胞分裂期 在細(xì)胞分裂期,最明顯變化是細(xì)胞核中染色體的變化。人們?yōu)榱搜芯糠奖悖逊至哑诜譃樗膫€時期:前期,中期,后期,末期。其實,分裂期的各個時期的變化是連續(xù)的,并沒有嚴(yán)格的時期界限。
前期
細(xì)胞分裂的前期,最明顯的變化是細(xì)胞核中出現(xiàn)染色體。分裂間期復(fù)制的染色體,由于螺旋纏繞在一起,逐漸縮短變粗,形態(tài)越來越清楚。在光學(xué)顯微鏡下觀察這個時期的細(xì)胞,可以看到每一條染色體實際上包括兩條并列的姐妹染色單體,這兩條并列的姐妹染色單體之間不是完全分離開的,而是由一個共同的著絲點連接著。在前期,核仁逐漸解體,核膜逐漸消失。同時,從細(xì)胞的兩極發(fā)出許多紡錘絲,形成一具梭形的紡錘體,細(xì)胞內(nèi)的染色體散亂地分布在紡錘體的中央。
中期
細(xì)胞分裂的中期,紡錘體清晰可見。這時候,每條染色體的著絲點的兩側(cè),都有紡錘絲附著在上面,紡錘絲牽引著染色體運動,使每條染色體的著絲點排列在細(xì)胞中央的一個平面上。這個平面與紡錘體的中軸相垂直,類似于地球上赤道的位置,所以叫做赤道板。分裂中期的細(xì)胞,染色體的形態(tài)比較固定,數(shù)目比較清晰,便于觀察清楚。
后期
細(xì)胞分裂的后期,每一個著絲點分裂成兩個,原來連接在同一個著絲點上的兩條姐妹染色單體也隨著分離開來,成為兩條子染色體。紡錘絲牽引著子染色體分別向細(xì)胞的兩極,使細(xì)胞的兩極各有一套染色體。這兩套染色體的形態(tài)和數(shù)目是完全相同的,每一套染色體與分裂以前的親代細(xì)胞中的染色體的形態(tài)和數(shù)目是相同的。
末期
當(dāng)這兩套染色體別到達(dá)細(xì)胞的兩極以后,每條染色體的形態(tài)發(fā)生變化,又逐漸變成細(xì)長而盤曲的絲。同時,紡錘絲逐漸消失,出現(xiàn)新的核膜和核仁。核膜把染色體包圍起來,形成了兩個新的細(xì)胞核。這個時候,在赤道板的位置出現(xiàn)了一個細(xì)胞板,細(xì)胞板由細(xì)胞的中央向四周擴展,逐漸形成了新的細(xì)胞壁。最后,一個細(xì)胞分裂成為兩個子細(xì)胞。大多數(shù)子細(xì)胞進(jìn)入下一個細(xì)胞周期的分裂間期狀態(tài)。
動物細(xì)胞有絲分裂的過程,與植物細(xì)胞的基本相同。不相同的特點是:第一,動物細(xì)胞有中心體,在細(xì)胞分裂的間期,中心體的兩個中心粒各產(chǎn)生了一個新的中心粒,因而細(xì)胞中有兩組中心粒。在細(xì)胞進(jìn)行分裂的過程中,一組中心粒的位置不變,另一組中心料移向細(xì)胞的另一極。在這兩組中心粒的周圍,發(fā)出無數(shù)條放射狀的星射線,兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。第二,動物細(xì)胞分裂的末期,細(xì)胞的中部并不形成細(xì)胞板,而是細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷,最后把細(xì)胞縊裂成兩部分,每部分都含有一個細(xì)胞核。這樣,一個細(xì)胞就分裂成了兩個子細(xì)胞。
細(xì)胞有絲分裂的重要意義,是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制以后,精確地平均分配到兩個子細(xì)胞中去。由于染色體上有遺傳物質(zhì),因而在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性??梢?,細(xì)胞的有絲分裂對于生物的遺傳有重要意義。
[編輯本段]無絲分裂
細(xì)胞無絲分裂的過程比較簡單,一般是細(xì)胞核先延長,從核的中部向內(nèi)凹進(jìn),縊裂楊為兩個細(xì)胞核;接著,整個細(xì)胞從中部縊裂成兩部分,形成兩個子細(xì)胞。因為分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體,所以叫做無絲分裂。
[編輯本段]減數(shù)分裂
是一種特殊方式有絲分裂,它與有性生殖細(xì)胞的形成有關(guān)。它是進(jìn)行有性生殖的生物,在原始的生殖細(xì)胞(如動物的精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞)發(fā)展為成熟的生殖細(xì)胞(精子或卵細(xì)胞)的過程中,要經(jīng)過減數(shù)分裂。在整個減數(shù)分裂過程中,染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次。減數(shù)分裂的結(jié)果是,新產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目,比新原始的生殖細(xì)胞的減少一半。例如,人的精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞中各有46條染色體,而經(jīng)過減數(shù)分裂形成的精子和卵細(xì)胞中,只含有23條染色體。
[編輯本段]二分裂
細(xì)菌可以以無性或者遺傳重組二種方式繁殖,最主要的方式是以二分裂這種無性繁殖的方式:一個細(xì)菌細(xì)胞壁橫向分裂,形成兩個子代細(xì)胞。
除細(xì)菌以外,二分裂也是原生動物最普遍的一種無性生殖.一般是有絲分裂,分裂時細(xì)胞核先由一個分為二個,染色體均等的分布在兩個子核中,隨后細(xì)胞質(zhì)也分別包圍兩個細(xì)胞核,形成兩個大小、形狀相等的子體,二分裂可以是縱裂,如眼蟲;也可以是橫裂,如草履蟲;或者是斜分裂,如角藻。
細(xì)菌沒有核膜,只有一個大型的環(huán)狀DNA分子,細(xì)菌細(xì)胞分裂時,DNA分子附著在細(xì)胞膜上并復(fù)制為二,然后隨著細(xì)胞膜的延長,復(fù)制而成的兩個DNA分子彼此分開;同時,細(xì)胞中部的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁向內(nèi)生長,形成隔膜,將細(xì)胞質(zhì)分成兩半,形成兩個子細(xì)胞,這個過程就被稱為細(xì)菌的二分裂。無絲分裂則是發(fā)現(xiàn)最早的一種真核細(xì)胞的分裂方式,在真核生物中普遍存在,而且不僅在體細(xì)胞中,甚至在生殖細(xì)胞中都能進(jìn)行無絲分裂。由于其核分裂的過程不出現(xiàn)染色體和紡錘絲,胞質(zhì)分裂后的遺傳物質(zhì)不一定能夠平均分配給子細(xì)胞,與有絲分裂有很大區(qū)別,故稱無絲分裂。無絲分裂的過程大致可劃分為4個時期:第一期核內(nèi)染色質(zhì)復(fù)制倍增,核及核仁體積增大,核仁及核仁組織中心分裂。第二期以核仁及核仁組織中心為分裂制動中心,以核仁與核膜周染色質(zhì)相聯(lián)系的染色質(zhì)絲為牽引帶,分別牽引著新復(fù)制的染色質(zhì)和原有的染色質(zhì)。新復(fù)制的染色質(zhì)在對側(cè)核仁組織中心發(fā)出的染色質(zhì)絲的牽引下,離開核膜移動到核的赤道面上。第三期核拉長成啞鈴型,中央部分縊縮變細(xì)。第四期核膜內(nèi)陷加深,最終縊裂成為兩個完整的子細(xì)胞核;接著,整個細(xì)胞從中部縊裂成兩部分,形成兩個子細(xì)胞。由此我們不難看出:無絲分裂和二分裂有著本質(zhì)的區(qū)別,二分裂指的是原核生物進(jìn)行的一種最原始的細(xì)胞增殖方式,而無絲分裂是真核生物獨特的細(xì)胞增殖方式,通過這種分裂,可同時形成多個核;且分裂時細(xì)胞核仍可執(zhí)行其生理功能。
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