有絲分裂
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有絲分裂,又稱(chēng)為間接分裂,由W. Fleming (1882)年首次發(fā)現(xiàn)于動(dòng)物及E. Strasburger(1880)年發(fā)現(xiàn)于植物。特點(diǎn)是有紡錘體染色體出現(xiàn),子染色體被平均分配到子細(xì)胞,這種分裂方式普遍見(jiàn)于高等動(dòng)植物(動(dòng)物和高等植物)。是真核細(xì)胞分裂產(chǎn)生體細(xì)胞的過(guò)程。

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特點(diǎn)
細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂具有周期性。即連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始,到下一次分裂完成時(shí)為止,為一個(gè)細(xì)胞周期。一個(gè)細(xì)胞周期包括兩個(gè)階段:分裂間期和分裂期,分裂期又分為分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。細(xì)胞在分裂之前,必須進(jìn)行一定的物質(zhì)準(zhǔn)備。細(xì)胞增殖包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂整個(gè)過(guò)程?! ?/p>
過(guò)程
有絲分裂是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程,為了描述方便起見(jiàn),習(xí)慣上按先后順序劃分為間期、前期、中期、后期和末期四個(gè)時(shí)期,在前期和中期之間有時(shí)還劃分出一個(gè)前中期。
間期 有絲分裂間期分為G1、S、G2三個(gè)階段,其中G1期與G2期進(jìn)行RNA(即核糖核酸)的復(fù)制與有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,S期進(jìn)行DNA的復(fù)制。在有絲分裂間期,染色質(zhì)沒(méi)有高度螺旋化形成染色體,而是以染色質(zhì)的形式進(jìn)行DNA(即脫氧核糖核酸)單鏈復(fù)制。有絲分裂間期是有絲分裂全部過(guò)程重要準(zhǔn)備過(guò)程,是一個(gè)重要的基礎(chǔ)工作。
前期
自分裂期開(kāi)始到核膜解體為止的時(shí)期。間期細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂前期時(shí),核的體積增大,由染色質(zhì)構(gòu)成的細(xì)染色線(xiàn)逐漸縮短變粗,形成染色體。因?yàn)槿旧w在間期中已經(jīng)復(fù)制,所以每條染色體由兩條染色單體組成。核仁在前期的后半漸漸消失。在前期末核膜破裂,于是染色體散于細(xì)胞質(zhì)中。動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂前期時(shí)靠近核膜有兩個(gè)中心體。每個(gè)中心體由一對(duì)中心粒和圍繞它們的亮域,稱(chēng)為中心質(zhì)或中心球所組成。由中心體放射出星體絲,即放射狀微管。帶有星體絲的兩個(gè)中心體逐漸分開(kāi),移向相對(duì)的兩極(圖1)。這種分開(kāi)過(guò)程推測(cè)是由于兩個(gè)中心體之間的星體絲微管相互作用,更快地增長(zhǎng),結(jié)果把兩個(gè)中心體(兩對(duì)中心粒)推向兩極,而于核膜破裂后終于形成兩極之間的紡錘體。
前中期 自核膜破裂起到染色體排列在赤道面上為止。核膜的斷片殘留于細(xì)胞質(zhì)中,與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)不易區(qū)別,在紡錘體的周?chē)袝r(shí)可以看到它們。
前中期的主要過(guò)程是紡錘體的最終形成和染色體向赤道面的運(yùn)動(dòng)。紡錘體有兩種類(lèi)型:一為有星紡錘體,即兩極各有一個(gè)以一對(duì)中心粒為核心的星體,見(jiàn)于絕大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞。一為無(wú)星紡錘體。兩極無(wú)星體,見(jiàn)于高等植物細(xì)胞(圖2)。
曾經(jīng)認(rèn)為有星紡錘體含有三種紡錘絲,即三種微管。一種是星體微管,由星體散射出的微管;二是極微管,是由兩極分別向相對(duì)一級(jí)方向伸展的微管,在赤道區(qū)來(lái)自?xún)蓸O的極微管互相重疊?,F(xiàn)在認(rèn)為極微管可能是由星體微管伸長(zhǎng)形成的。三是著絲點(diǎn)微管,與著絲點(diǎn)聯(lián)結(jié)的微管,亦稱(chēng)著絲點(diǎn)絲或牽引絲。著絲點(diǎn)是在染色體的著絲粒的兩側(cè)發(fā)育出的結(jié)構(gòu)。有報(bào)告說(shuō)著絲點(diǎn)有使微管蛋白聚合成微管的功能。無(wú)星紡錘體只有極微管與著絲點(diǎn)微管。
核膜破裂后染色體分散于細(xì)胞質(zhì)中。每條染色體的兩條染色單體其著絲點(diǎn)分別通過(guò)著絲點(diǎn)與兩極相連。由于極微管和著絲微管之間的相互作用,染色體向赤道面運(yùn)動(dòng)。最后各種力達(dá)到平衡,染色體乃排列到赤道面上。
中期 從染色體排列到赤道面上,到它們的染色單體開(kāi)始分向兩極之前,這段時(shí)間稱(chēng)為中期。有時(shí)把前中期也包括在中期之內(nèi)。中期染色體在赤道面形成所謂赤道板。從一端觀(guān)察可見(jiàn)這些染色體在赤道面呈放射狀排列,這時(shí)它們不是靜止不動(dòng)的,而是處于不斷擺動(dòng)的狀態(tài)。中期染色體濃縮變粗,顯示出該物種所特有的數(shù)目和形態(tài)。因此有絲分裂中期適于做染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和數(shù)目的研究,適于核型分析。
后期 每條染色體的兩條姊妹染色單體分開(kāi)并移向兩極的時(shí)期。分開(kāi)的染色體稱(chēng)為子染色體。子染色體到達(dá)兩極時(shí)后期結(jié)束。染色單體的分開(kāi)常從著絲點(diǎn)處開(kāi)始,然后兩個(gè)染色單體的臂逐漸分開(kāi)。當(dāng)它們完全分開(kāi)后就向相對(duì)的兩極移動(dòng)。這種移動(dòng)的速度依細(xì)胞種類(lèi)而異,大體上在0.2~5微米/分間。平均速度為 1微米/分。同一細(xì)胞內(nèi)的各條染色體都差不多以同樣速度同步地移向兩極。子染色體向兩極的移動(dòng)是靠紡錘體的活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。
末期 從子染色體到達(dá)兩極開(kāi)始至形成兩個(gè)子細(xì)胞為止稱(chēng)為末期。此期的主要過(guò)程是子核的形成和細(xì)胞體的分裂。子核的形成大體上是經(jīng)歷一個(gè)與前期相反的過(guò)程。到達(dá)兩極的子染色體首先解螺旋而輪廓消失,全部子染色體構(gòu)成一個(gè)大染色質(zhì)塊,在其周?chē)虾四こ煞?,融合而形成子核的核膜,隨著子細(xì)胞核的重新組成,核內(nèi)出現(xiàn)核仁。核仁的形成與特定染色體上的核仁組織區(qū)的活動(dòng)有關(guān)。
細(xì)胞體的分裂稱(chēng)胞質(zhì)分裂。動(dòng)物和某些低等植物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂是以縊束或起溝的方式完成的。縊束的動(dòng)力一般推測(cè)是由于赤道區(qū)的細(xì)胞質(zhì)周邊的微絲收縮的結(jié)果。微絲的緊縮使細(xì)胞在此區(qū)域產(chǎn)生縊束,縊束逐漸加深使細(xì)胞體最后一分為二。
高等植物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂是靠細(xì)胞板的形成。在末期,紡錘絲首先在靠近兩極處解體消失,但中間區(qū)的紡錘絲保留下來(lái),并且微管增加數(shù)量,向周?chē)鷶U(kuò)展,形成桶狀結(jié)構(gòu),稱(chēng)為成膜體。與形成成膜體的同時(shí),來(lái)自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基器的一些小泡和顆粒成分被運(yùn)輸?shù)匠嗟绤^(qū),它們經(jīng)過(guò)改組融合而參加細(xì)胞板的形成。細(xì)胞板逐漸擴(kuò)展到原來(lái)的細(xì)胞壁乃把細(xì)胞質(zhì)一分為二(圖3)。細(xì)胞板由兩層薄膜組成,兩層薄膜之間積累果膠質(zhì),發(fā)育成胞間層,兩側(cè)的薄膜積累纖維素,各自發(fā)育成子細(xì)胞的初生壁。
【細(xì)胞有絲分裂記憶口訣】有絲分裂并不難
間前中后末相連
前期:膜仁消失現(xiàn)兩體
中期:形定數(shù)晰赤道齊
后期:點(diǎn)裂數(shù)加均兩極
末期:兩消兩現(xiàn)重開(kāi)始(動(dòng)物)
兩消兩現(xiàn)新壁建(植物)
動(dòng)植物的不同
動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程,與植物細(xì)胞的基本相同.不同的特點(diǎn)是:
1.動(dòng)物細(xì)胞有中心體,在細(xì)胞分裂的間期,中心體的兩個(gè)中心粒各自產(chǎn)生了一個(gè)的中心粒,因而細(xì)胞中有兩組中心粒.在細(xì)胞分裂的過(guò)程中,兩組中心粒分別移向細(xì)胞的兩極.在這兩組中心粒的周?chē)?發(fā)出無(wú)數(shù)條放射線(xiàn),兩組中心粒之間的星射線(xiàn)形成了紡錘絲.
2.動(dòng)物細(xì)胞分裂末期,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(gè)細(xì)胞核.這樣,一個(gè)細(xì)胞就分裂成了兩個(gè)子細(xì)胞
動(dòng)植物的相同
動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程與植物細(xì)胞的分裂過(guò)程存在兩個(gè)個(gè)十分重要的相同點(diǎn):
無(wú)論是動(dòng)物細(xì)胞分裂過(guò)程還是植物細(xì)胞分裂過(guò)程都會(huì)有染色體的出現(xiàn)和紡錘體的形成。(植物:無(wú)星射線(xiàn)紡錘體;動(dòng)物:星射線(xiàn)紡錘體)。
意義
有絲分裂的重要意義:是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制(實(shí)質(zhì)為DNA的復(fù)制)以后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA,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?jiàn),細(xì)胞的有絲分裂對(duì)于生物的遺傳有重要意義?! ?/p>
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