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第2章 細胞及人體細胞分裂(1/5)

作者:單純至深字數:29782更新時間:2024-03-29 04:07:44

    細胞分裂(cell division)是指活細胞增殖及其數量由一個細胞分裂為兩個細胞的過程。分裂前的細胞稱母細胞(mother cell),分裂後形成的新細胞稱子細胞(daughter cell)。通常包括細胞核分裂和細胞質分裂兩步。在核分裂過程中母細胞把遺傳物質傳給子細胞。真核細胞分裂包括有絲分裂、減數分裂、無絲分裂。

    過程簡介

    細胞分裂(cell division)是活細胞增殖其數目由一個細胞分裂為兩個細胞的過程。分裂前的細胞稱母細胞,分裂後形成的新細胞稱子細胞。一般包括細胞核分裂和細胞質分裂兩步。在核分裂過程中母細胞把遺傳物質傳給子細胞。在單細胞生物中細胞分裂就是個體的繁殖,在多細胞生物中細胞分裂是個體生長、發育和繁殖的基礎。1855年德國學者魏爾肖(R.Virchow)提出“一切細胞來自細胞”的著名論斷,即認為個體的所有細胞都是由原有細胞分裂產生的,除細胞分裂外還沒有證據說明細胞繁殖有其他途徑。

    核分裂生理作用主要是引發細胞分裂,誘導芽的形成和促進芽的生長。對組織培養的煙草髓或莖切段,細胞分裂素可使已不具備分裂能力的髓細胞重新分裂。這種現象曾被用於細胞分裂素的生物測定。莖切段的分化常受細胞分裂素及生長素比例的調節。當細胞分裂素對生長素的濃度比值高時,可誘導芽的形成;反之則有促進生根的趨勢。如對抑製的腋芽局部施用細胞分裂素或在側芽上塗抹一定濃度的生長素,可以解除頂端對側芽的抑製(即頂端優勢)。天然的簇生植物(蓮座狀植物)或由於病害發生“叢枝病”的植物裏,常含有較多的細胞分裂素。

    細胞分裂素還有防止離體葉片衰老、保綠的作用,這主要是由於細胞分裂素能夠延緩葉綠素和蛋白質的降解速度,穩定多聚核糖體(蛋白質高速合成的場所),抑製DNA酶、RNA酶及蛋白酶的活性,保持膜的完整性等。在葉片上局部施用細胞分裂素,能吸聚其他部分的物質向施用處運轉和積累。

    細胞分裂素的作用方式還不完全清楚。已知在tRNA中與反密碼子相鄰的地方有細胞分裂素,在蛋白質合成過程中,它們參與到tRNA與核糖體mRNA複合體的連接物上。但這可能不是外源細胞分裂素的作用方式。因為在tRNA中,細胞分裂素的合成是由原來在tRNA中的嘌呤的改變產生的。而外源細胞分裂素並不參入tRNA中,但可促進硝酸還原酶、蛋白質和核酸的合成。除了天然的促進細胞分裂的物質外,還用化學方法人工合成了一些類似激動素的物質。通常也統稱細胞分裂素。其中活性較強,也最常用的是6-苄基嘌呤。

    分裂種類

    原核細胞

    還了解不多,隻對少數細菌的分裂有些具體認識。原核細胞既無核膜,也無核仁,隻有由環狀DNA分子構成核區,又稱擬核,具有類似細胞核的功能。擬核的DNA分子或者連在質膜上,或者連在質膜內陷形成的質膜體上,質膜體又稱間體。隨著DNA的複製間體也複製成兩個。以後,兩個間體由於其間的質膜的生長而逐漸離開,與它們相連接的兩個DNA分子環於是被拉開,每一個DNA環與一個間體相連。在被拉開的兩個DNA環之間細胞膜向中央長入,形成隔膜,終於使一個細胞分為兩個細胞。

    真核細胞

    按細胞核分裂的狀況可分為3種:即有絲分裂、減數分裂和無絲分裂。有絲分裂是真核細胞分裂的基本形式。減數分裂是在進行有性生殖的生物中導致生殖母細胞中染色體數目減半的分裂過程。它是有絲分裂的一種變形,由相繼的兩次分裂組成。無絲分裂又稱直接分裂。其典型過程是核仁首先伸長,在中間縊裂分開,隨後核也伸長並在中部從一麵或兩麵向內凹進橫縊,使核變成腎形或啞鈴型,然後斷開一分為二。差不多同時細胞也在中部縊裂分成兩個子細胞,由於在分裂過程中不形成由紡錘絲構成的紡錘體或中心體發出的星射線,不發生由染色質濃縮成染色體的變化,故命名無絲分裂。

    其他分裂

    無絲分裂

    無絲分裂時由於不經過染色體有規律的平均分配,故存在遺傳物質不能保證(但也不是沒有可能)均等分配的問題,由此有些人認為這是一種不正常的分裂方式.

    無絲分裂是最早發現的一種細胞分裂方式,早在1841年雷馬克(R.Remak)於雞胚血球細胞中見到。在無絲分裂中,核仁、核膜都不消失,沒有染色體的出現,在細胞質中也不形成紡錘體,當然也就看不到染色體複製和平均分配到子細胞中的過程。但進行無絲分裂的細胞,染色體也要進行複製,並且細胞要增大。當細胞核體積增大一倍時,細胞就發生分裂。至於核中的遺傳物質DNA是如何分配到子細胞中的,還有待進一步研究。無絲分裂是最簡單的分裂方式。過去認為無絲分裂主要見於低等生物和高等生物體內的衰老或病態細胞中,但後來發現在動物和植物的正常組織中也比較普遍地存在。無絲分裂在高等生物中主要是高度分化的細胞,在動物的上皮組織、疏鬆結締組織、肌肉組織和肝組織中,在植物各器官的薄壁組織、表皮、生長點和胚乳等細胞中,都曾見到過無絲分裂現象。

    無性分裂

    分裂生殖又叫裂殖,是無性生殖中常見的一種方式,即是母體分裂成2個(二分裂)或多個(複分裂)大小形狀相同的新個體的生殖方式。這種生殖方式在單細胞生物中比較普遍,但對不同的單細胞生物來說,在生殖過程中核的分裂方式是有所不同的,可歸納為以下幾種方式:

    1 以無絲分裂方式營無性分裂生殖

    無絲分裂又稱直接分裂,是一種最簡單的細胞分裂方式。整個分裂過程中不經曆紡錘絲和染色體的變化,這種方式的分裂在細菌、藍藻等原核生物的分裂生殖中最常見。

    原核細胞的分裂包括兩個方麵:(1)細胞DNA的分配,使分裂後的子細胞能得到親代細胞的一整套遺傳物質;(2)胞質分裂把細胞基本上分成兩等分。

    複製好的兩個DNA分子與質膜相連,隨著細胞的生長,把兩個DNA分子拉開,細胞分裂時,細胞壁與質膜發生內褶,最終把母細胞分成了大致相等的兩個子細胞。

    2 以核的有絲分裂方式營無性分裂生殖

    有絲分裂的過程要比無絲分裂複雜得多,是多細胞生物細胞分裂的主要方式,但一些單細胞如:甲藻、眼蟲、變形蟲等,在分裂生殖時,也以有絲分裂的方式進行:

    (1)甲藻細胞染色體的結構和獨特的有絲分裂,兼有真核細胞和原核細胞的特點,細胞開始分裂時核膜不消失,核內染色體搭在核膜上,分裂時核膜在中部向內收縮形成凹陷的槽,槽內細胞質出現由微管按同一方向排列的類似於紡錘絲的構造,調節核膜和染色體,分離為子細胞核,最終分裂成兩個子細胞(甲藻)。

    (2)眼蟲營分裂生殖時,核進行有絲分裂,分裂過程中核膜並不消失,隨著細胞核中部收縮分離成兩個子核,然後細胞由前向後縱裂為二(縱二分裂),其中一個帶有原來的一根鞭毛,另一個又長出一根新鞭毛,從而形成兩個眼蟲。

    (3)變形蟲長到一定大小時,進行分裂繁殖,是典型的有絲分裂,核膜消失,隨著細胞核中部收縮,染色體分配到子核中,接著胞質一分為二,將細胞分裂成兩個子代個體。

    3 以核的無絲分裂和有絲分裂方式營無性分裂生殖

    這種方式最典型的代表就是草履蟲,草履蟲屬原生動物纖毛蟲綱,細胞內有大小兩種類型的核,即大核和小核,小核是生殖核,大核是營養核,在草履蟲進行無性繁殖時,小核進行核內有絲分裂,大核則行無絲分裂,接著蟲體從中部橫縊分成2個新個體。 本章尚未完結,請點擊下一頁繼續閱讀---->>>

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