细胞分裂

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,R.Remak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。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

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