高中生物细胞分裂详解(细胞相关知识点总结)
细胞的一切生命活动,都是为了生物体的生长繁殖。多细胞生物体的成长,即靠细胞生长增大细胞的体积,也靠细胞增殖分裂产生更多细胞。细胞的增殖是靠细胞分裂实现的。
细胞的分裂可不是简单的一分为二。如果细胞分裂就是细胞一分为二,新细胞拥有的遗传物质就只有原细胞的一半,根本无法完成各种生命活动。细胞分裂前要进行准备工作,比如准备好两个细胞所需的所有物质等等。细胞分裂后,新细胞再进行下一次分裂的准备,周而复始。所以说,细胞分裂是一个周期性的过程。
细胞分裂是一个周期性的过程
连续分裂的细胞,从第一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。一个细胞周期分为两个阶段:分裂间期和分裂期。分裂间期中,细胞会完成大部分的准备工作,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时进行适度的生长。
分裂间期过后就进入了分裂期,细胞开始进行细胞分裂。在真核细胞中,细胞分裂大多是以有丝分裂的方式进行的。真核细胞的遗传物质,通常以染色质或染色体的形式存在于细胞核中。分裂间期,遗传物质以染色质的形式存在;分裂期,遗传物质以染色体的形式存在。染色体因为能被碱性染料染成深色而得名,在分裂期中可以被很好地观察到。于是,人们就根据染色体在分裂期的活动状态,将分裂期划分为了前期、中期、后期和末期。
祖传的染色体
以高等植物细胞为例。在间期里,遗传物质完成了复制,但仍处于染色质丝状态。染色质丝,顾名思义,像一条条丝线,这种状态不利于两套遗传物质的分离。于是,在分裂期的开始,也就是前期,染色质丝就螺旋缠绕,缩短变粗,形成一条条染色体。每条染色体由两条并列的姐妹染色单体组成,这两条染色单体由一个共同的着丝点连接着。此时,核仁逐渐解体,核膜逐渐消失,从细胞的两极发出纺锤丝,形成了一个梭形的纺锤体。这个现象就是高中里常说的“两出现两消失”。纺锤丝,就是有丝分裂所具有的“丝”。
前期,“两出现两消失”
在前期,虽然形成了染色体,但染色体的排列杂乱无章。每条染色体的着丝点两侧,都有纺锤丝附着在上面,牵引着染色体进行运动。当每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的一个平面上时,标志着细胞分裂进入中期。这个平面与纺锤体的中轴相垂直,类似地球上赤道的位置,被称为赤道板。在中期,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,易于观察。
中期,染色体排列在赤道板上
一条由两条姐妹染色单体组成的染色体,实际上带有两个DNA分子(一般情况下,一个染色体只携带一分子DNA)。换句话说,遗传物质完成复制后,两份遗传物质不急着分离,而是在一起形成了一对姐妹染色单体,由着丝点连接。在后期,着丝点分裂为两个,姐妹染色单体随之分开,形成两个单独的子染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极运动。这样,细胞核中的染色体就被平均分配到了细胞的两极,数目、形态都完全相同。
后期,姐妹染色单体分开,分别向细胞的两极移动。
末期,染色体重新变成细长而盘曲的染色质丝,纺锤体消失,核仁和核膜重新出现。这里正好与前期相反。核膜把染色体包裹起来,重新形成了细胞核。这时,赤道板的位置上出现了细胞板,细胞板从细胞中央向四周扩展,逐渐形成了新的细胞壁,细胞质也完成了分裂。此时,细胞分裂全部完成,大部分子细胞进入了下一个细胞周期,重新开始了物质准备。
细胞分裂就此完成
就这样,细胞周而复始地生长并分裂,植物体才得以生长。
动物细胞的有丝分裂的过程,与植物细胞的大同小异。不同点在于,一是纺锤体的形成过程不同:动物细胞具有由一对中心粒构成的中心体,中心体在间期倍增成为两组。在分裂期,两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒周围发出大量呈放射状的星射线(其化学本质与纺锤丝一样,都是微管),两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。二是动物细胞不形成细胞板,细胞质的分裂只需细胞膜从细胞中部向内凹陷,最后将细胞缢裂成两部分,细胞分裂就完成了。
细胞的有丝分裂对于生物的遗传有着重要的意义。这个过程将亲代细胞核中的遗传物质经过复制,精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上带有DNA,因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
真核细胞还有一种常见的分裂方式,叫无丝分裂。顾名思义,无丝分裂,就没有纺锤丝和纺锤体的形成。无丝分裂的过程比较简单,就是细胞核和细胞质先后从中间缢裂,形成两个新细胞。分裂过程中并不会出现纺锤丝和染色体的变化。这种分裂方式常见于口腔上皮细胞和蛙的红细胞等。
细胞增殖可以说是生物体生长繁殖的基础。在生物体生长繁殖的过程中,细胞还会有什么变化?
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