一、细胞有丝分裂
体细胞的有丝分裂具有细胞周期,它是指连续分裂的细胞从一次分裂开始时开始,到下一次分裂完成时为此,包括分裂间期期和分裂期。
1、分裂间期
分裂间期最大特征是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的增长,对于细胞分裂来说,它是整个周期中为分裂期作准备的阶段。
2、分裂期
最明显的变化是染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体,此时每条染色体都含有两条染色单体,由一个着丝点相连,称为姐妹染色单体。同时,核仁解体,核摸消失,纺锤丝形成纺锤体。
染色体清晰可见,每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的一个平面上,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察。
每个着丝点一分为二,姐妹染色单体随之分离,形成两条子染色体,在纺锤丝的牵引下向细胞两极运动。
染色体到达两极后,逐渐变成丝状的染色质,同时纺锤体消失,核仁、核模重新出现,将染色质包围起来,形成两个新的子细胞,然后细胞一分为二。
二、细胞无丝分裂
无丝分裂比较简单,一般是细胞核延长,从核的中部向内凹进,分裂为两个细胞核,接着整个细胞从中间分裂为两个细胞。此过程中没有出现纺锤丝和染色体,故名无丝分裂,如蛙的红细胞的分裂。
(1)特点:无丝分裂和有丝分裂相比,速度较快,耗能较少。物理化学和细胞化学证明无丝分裂产生的二个子核,具有质上的区别。
(2)性质:无丝分裂曾一度被认为是植物体在不正常状态下的一种分裂方式,但现在发现,无丝分裂还是较普遍地存在。如在胚乳发育过程中,以及植物形成愈伤组织时,常频繁出现;即使在一些正常组织中,如薄壁组织、表皮、顶端分生组织、花药的绒毡层细胞等,也都有报道。因此,对无丝分裂的生物学意义,还有待进一步的深入研究。
减数分裂可以分为三个阶段:G1期、S期、G2期。根据现代细胞生物学的研究,细胞分裂的间期分为三个阶段:第一间隙期,称为G1期;合成期,称为S期;第二间隙期,称为G2期。其中G1和G2期主要是合成有关蛋白质和RNA,S期则完成DNA的复制。
细胞核内出现细长、线状染色体,细胞核和核仁体积增大。每条染色体含有两条姐妹染色单体。
(2)细胞内的同源染色体两两侧面紧密相进行配对,这一现象称作联会。由于配对的一对同源染色体中有4条染色单体,称为四分体(或“四联体”)。
(3)染色体连续缩短变粗,同时,四分体中的非姐妹染色单体之间发生了DNA的片断交换,从而导致了父母基因的互换,产生了基因重组,但每个染色单体上仍都具有完全相同的基因。
(4)发生交叉的染色单体开始分开。由于交叉常常不止发生在一个位点,因此,染色体呈现V、X、8、O等各种形状。
(5)染色体变成紧密凝集状态并向核的周围靠近。以后,核膜、核仁消失,最后形成纺锤体。
各成对的同源染色体双双移向细胞中央的赤道板,着丝点成对排列在赤道板两侧,细胞质中形成纺锤体。
由纺锤丝的牵引,使成对的同源染色体各自发生分离,并分别移向两极。
到达两极的同源染色体又聚集起来,重现核膜、核仁,然后细胞分裂为两个子细胞。这两个子细胞的染色体数目,只有原来的一半。重新生成的细胞紧接着发生第二次分裂。
与减数第一次分裂前期相似,染色体首先是散乱地分布于细胞之中。而后再次聚集,核膜、核仁再次消失,再次形成纺锤体。
染色体的着丝点排列到细胞中央赤道板上。注意此时已经不存在同源染色体了。
每条染色体的着丝点分离,两条姊妹染色单体也随之分开,成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下,这两条染色体分别移向细胞的两极。
重现核膜、核仁,到达两极的染色体,分别进入两个子细胞。两个子细胞的染色体数目与初级精母细胞相比减少了一半。至此,第二次分裂结束。