真核细胞分裂方式

真核细胞分裂方式,第1张

真核细胞分裂方式:有丝分裂。有丝分裂(mitosis),又称做间接分裂,是EStrasburger(1880)年发现于植物,由WFleming于1882年发现于动物。特点是细胞在分裂的过程中有纺锤体和染色体出现,使已经在S期复制好的子染色体被平均分配到子细胞,这种分裂方式普遍见于高等动植物(动物和高等植物)。动物细胞(低等植物细胞)和高等植物细胞的有丝分裂是不同的。

细胞(英文名:cell)并没有统一的定义,比较普遍的提法是:细胞是生物体基本的结构和功能单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成,但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。一般来说,细菌等绝大部分微生物以及原生动物由一个细胞组成,即单细胞生物,高等植物与高等动物则是多细胞生物。细胞可分为原核细胞、真核细胞两类,但也有人提出应分为三类,即把原属于原核细胞的古核细胞独立出来作为与之并列的一类。研究细胞的学科称为细胞生物学。

细胞分裂的类型有三种:有丝分裂是体细胞增殖的主要方式,一次复制,一次分裂,染色体数目保持不变,是生长、发育的基础;减数分裂是一种特殊的有丝分裂,是产生有性生殖细胞的方式,一次复制,两次分裂,染色体数目减少一半,是生殖、遗传的基础。无丝分裂是少数生物细胞增殖的方式,分裂过程中无纺锤丝和染色体的规律性变化。

是活细胞增殖其数目由一个细胞分裂为两个细胞的过程。分为有丝分裂和无丝分裂。

有丝分裂:分裂间期,染色体复制;分裂前期:核膜、核仁消失,染色体散乱排列;分裂中期:染色体受纺锤丝牵引整齐排列在赤道板上;分裂后期:着丝点分裂,每个染色体一分为二,姊妹染色单体成为子染色体,纺锤丝牵引2套子染色体向细胞2极移动;分裂末期:核膜、核仁出现,纺锤体消失,植物在赤道板出长出细胞板,最终成为新细胞壁使细胞一分为二,动物细胞细胞膜凹陷,细胞缢裂。

无丝分裂(如蛙的红细胞):细胞核一分为二,整个细胞再缢裂。

细胞分裂是生物体生长和繁殖的基础,通常由一个母细胞产生两个或若干子细胞。产生两个不同子细胞的分裂被称为不对称细胞分裂,也称为异裂。

根据类型常可区分为有丝分裂(mitosis)和无丝分裂,在真核生物中以有丝分裂尤为重要,它不改变染色体的倍数

细胞分裂的另外一种形式是减数分裂(meiosis)。减数分裂产生染色体倍数减半的生殖细胞,即配子,这是有性生殖的必要条件。

如果细胞分裂失去控制,常常导致特定细胞团的增生,异生或肿瘤。严重的情况下发生恶性肿瘤,其中上皮组织来源的被称为癌症。

原核细胞和真核细胞的细胞分裂方式有很大的不同。原核细胞的分裂方式简单,细胞周期短,在适宜条件下可大量繁殖(如细菌每20分钟就可分裂一次),其分裂方式为一分二或二分裂,习惯上又称无丝分裂或直接分裂。真核细胞的分裂较原核细胞复杂的多,根据细胞在分裂过程中所表现的形式不同,大体分为三种类型,无丝分裂,有丝分裂和减数分裂。

能够影响细胞分裂的因素很多,而且极为复杂,目前还没达到对其全面认识的水平,下面仅就已取得的资料作一介绍。 (1)细胞的表面积与体积之比以及细胞核与细胞质体积之间的平衡:细胞通过它的表面不断地与周围环境或邻近细胞进行物质交换,这么它就必须有足够的表面积,否则它的代谢作用就很难进行但细胞的体积由于生长而逐渐增大时,表面积与体积的比例就会变得越来越小,物质交换适应不了细胞的需要,这可以引起细胞的分裂,以恢复适宜的比例同样的,细胞核中的遗传信息指引和控制范围有限,细胞核对太大范围的细胞质的调控作用就会相对减少

有人曾做过这样的实验:当人工培养的变形虫快要分裂的时候,把它的细胞质切去一大块,这个变形虫就不再分裂等它长大起来又要分裂的时候又切去一块,它也不再分裂但如果让其继续生长,体积达到一定大小时,它又会分裂起来

(2)抑素(3)cAMP (4)激素 (5)接触抑制(contact inhibition)

生物细胞有丝分裂的重要特征,就是亲代细胞的染色体经过复制以后,平均分配到两个子细胞中去。也就是细胞在分裂之前和分裂之后,细胞中染色体和DNA的个数保持不变。但是在分裂过程中,有染色体的复制和着丝点的变化,所以在分裂过程中有染色体和DNA的变化。

在细胞分裂间期,细胞主要是完成组成染色体的DNA分子复制和有关蛋白质的合成。复制的结果,每个染色体都形成两个完全一样的姐妹染色单体。

在细胞分裂前期,最明显的变化是细胞核中出现染色体。这个时期通过光学显微镜就可看到,每一个染色体实际上包括两个并列着的姐妹染色单体,并由一个共同的着丝点连接着。此时,两个姐妹染色单体由同一个着丝点连接,我们称之为一个染色体包含两个染色单体。因为DNA在细胞分裂间期已经发生复制,所以,此时的一个染色体应包含两个DNA分子。

在细胞分裂中期,只是纺锤丝牵引染色体运动,使每个染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上,着丝点的数目没有变化。所以,此时期与前期比较,细胞核中染色体和DNA没有变化。

在细胞分裂后期,由于每一个着丝点分裂成两个,那么,原来连接在同一个着丝点上的两个姐妹染色单体也随着分离开来,成为两个染色体(此时期无染色单体存在)也就是说,此时期中,细胞核中着丝点的个数增加了一倍,染色体的个数也增加了一倍,而细胞核中的DNA 个数没有变化。

在细胞分裂末期,两套形态、数目完全相同的染色体分别进入两个子细胞,因而,此时期中每个子细胞中染色体和DNA 的个数都是后期的细胞核中的一半。

染色体在细胞分裂间期、前期、中期、末期都没有变化,而只是在后期中增加了一倍。DNA 在细胞分裂间期发生复制,到了末期又恢复到原来的DNA个数,因而在有丝分裂中分裂后的每个子细胞和分裂前的体细胞中的染色体和DNA 个数保持不变

方式:有丝分裂、减数分裂和无丝分裂;

时期——间期:染色体复制,有关蛋白质合成

前期:核仁解体,核膜消失;染色质逐渐变成染色体;纺锤体形成等

中期:每条染色体的着丝粒排列在赤道板上,染色体形态稳定,可用于各种形态学的分析

后期:着丝点一分为二,姐妹染色单体分开,形成两条子染色体;子染色体在纺锤丝的作用下移向两级

末期:核膜核仁重新出现;染色体逐渐变成染色质:纺锤体消失~

细胞分裂(cell division)

是生物体生长和繁殖的基础,通常由一个母细胞产生两个或若干子细胞。产生两个不同子细胞的分裂被称为不对称细胞分裂,也称为异裂。根据类型常可区分为有丝分裂(mitosis)和无丝分裂,在真核生物中以有丝分裂尤为重要,它不改变染色体的倍数细胞分裂的另外一种形式是减数分裂(meiosis)。减数分裂产生染色体倍数减半的生殖细胞,即配子,这是有性生殖的必要条件。如果细胞分裂失去控制,常常导致特定细胞团的增生,异生或肿瘤。严重的情况下发生恶性肿瘤,其中上皮组织来源的被称为癌症。

原核细胞的分裂

原核细胞和真核细胞的细胞分裂方式有很大的不同。原核细胞的分裂方式简单,细胞周期短,在适宜条件下可大量繁殖(如细菌每20分钟就可分裂一次),其分裂方式为一分二或二分裂,习惯上又称无丝分裂或直接分裂。

真核细胞的分裂

真核细胞的分裂较原核细胞复杂的多,根据细胞在分裂过程中所表现的形式不同,大体分为三种类型,无丝分裂,有丝分裂和减数分裂。

无丝分裂

又称直接分裂,无丝分裂曾一度被认为只在低等生物中普遍,因为这种分裂方式是细胞核和细胞质直接分裂,遗传物质不能平均分配。是发现最早的一种细胞分裂方式。早在1841年,RRemak首先在鸡胚血细胞中观察到这种分裂方式。因为在分裂过程中没有出现纺缍丝和染色体的变化,所以1882年,Flemming提出无丝分裂的概念。

有丝分裂

最初称这种分裂方式为核分裂,因为在分裂过程中出现纺缍丝和染色体等一系列变化,然后才出现细胞的真正分裂,所以又称为间接分裂或有丝分裂。1882年弗莱明提出,还由于这种分裂方式是多细胞生物体的体细胞的分裂方式,故又称体细胞分裂。有丝分裂是一连续的复杂动态过程,为叙述方便,根据形态学上的变化,按这些过程的先后顺序分为前期(Interphase)、前中期(prophase)、中期(Metaphase)、后期(Anaphase)和未期(Telophase)。下面以动物细胞的分裂为例,说明各期特点

胞质分裂

除特殊组织细胞外,多数细胞在染色体解旋和核膜形成的同时,便进行细胞体的分裂,或称胞质分裂。但也有胞质分裂与核分裂不同步的。动物细胞的胞质分裂,是以缢缩和起沟的方式进行的,缢缩的动力推测是由于在细胞质周边有一个微丝(microfilaments, actin)以及肌球蛋白(myosin)(一种细胞骨架)组成的“收缩环”,它的紧缩使细胞产生缢束,在缢束处起沟,使细胞一分为二。植物细胞的胞质分裂,因带有细胞壁的缘故,另具特点。是靠形成细胞板来完成的。在分裂未期,赤道面处的纺缍丝保留下来,并增加微管(一种细胞骨架)数量,向四周扩展,形成桶状结构—成膜体(phragmoplast)。来自内质网和高尔基复合体的含有多糖的小泡移向成膜体,小泡膜融合在一起而成为细胞板(cell plate)。一些充满果胶类物质的小泡,继续向细胞板间添充,形成中胶层及初生壁成分。最后细胞板两层膜和亲体细胞的质膜融合,将细胞一分为二。真菌细胞的分裂同时具有上述两种特征。如裂殖酵母(fission yeast, Schizosaccharomyces pombe)分裂时,微丝环紧缩发生在分裂末期。胞质分裂完成后细胞板(此处称为ceptum)开始形成。在细胞板周围也有类似于桶状的微管结构, 称为post-anaphase array (PAA)。在细胞板形成过程中,内质网和高尔基体的同源结构均在细胞中央集结。

减数分裂

减数分裂是真核细胞中一种特殊类型的细胞分裂,出现在进行有性生殖的生物的生殖细胞中,是1883年Beneden最先阐述的,指通过两个细胞周期使染色体数目减少一半的细胞分裂方式。由于发生在生殖细胞成熟过程中,所以又有成熟分裂(maturation division)之称。通过减数分裂使亲代与子代之间的染色体数目保持恒定,保证了物种的相对稳定性;另外在减数分裂过程中,发生非同源染色体的重新组合,以及同源染色体间的部分交换,从而使配子的遗传基础多样化,这就为生物的变异及其对环境条件的适应性提供了重要的物质基础。因此,减数分裂是生物有性生殖的基础,是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。;由有丝分裂向减数分裂的转变:精原细胞和卵原细胞是进行有丝分裂的,为什么到了初级性母细胞就改为减数分裂了呢?是什么因素控制调节这种分裂方式的转变的呢?这些问题尚不清楚,推测可能是多因素的综合作用结果,不过根据有些学者初步实验,可以断定这种转变是发生在前减数分裂的G2期。减数分裂前间期的G2期。;减数分裂过程的分析:第一次减数分裂或减数分裂Ⅰ(first meiotic division,meiosisⅠ)包括:前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、未期Ⅰ和胞质分裂Ⅰ六个阶段。然后,通过一个短暂的间期进入减数分裂Ⅱ。第二次减数分裂或减数分裂Ⅱ(second meiotic division,meiosisⅡ)包括:前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、未期Ⅱ)减数分裂Ⅰ有其鲜明特点,主要表现在前期Ⅰ染色体配对和基因重组。减数分裂Ⅱ与一般有丝分裂雷同。前期Ⅰ根据染色体的形态变化可划分为以下几个时期:

1 细线期

2 偶线期(合线期)

3 粗线期

4 双线期

影响细胞分裂的因素

能够影响细胞分裂的因素很多,而且极为复杂,目前还没达到对其全面认识的水平,下面仅就已取得的资料作一介绍。(1)细胞的表面积与体积之比以及细胞核与细胞质体积之间的平衡:细胞通过它的表面不断地与周围环境或邻近细胞进行物质交换,这么它就必须有足够的表面积,否则它的代谢作用就很难进行但细胞的体积由于生长而逐渐增大时,表面积与体积的比例就会变得越来越小,物质交换适应不了细胞的需要,这可以引起细胞的分裂,以恢复适宜的比例同样的,细胞核中的遗传信息指引和控制范围有限,细胞核对太大范围的细胞质的调控作用就会相对减少有人曾做过这样的实验:当人工培养的变形虫快要分裂的时候,把它的细胞质切去一大块,这个变形虫就不再分裂等它长大起来又要分裂的时候又切去一块,它也不再分裂但如果让其继续生长,体积达到一定大小时,它又会分裂起来(2)抑素(3)cAMP (4)激素 (5)接触抑制(contact inhibition) en:Cell division

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