有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式,因其过程中会出现纺锤丝而得名。事实上动物细胞有丝分裂过程中出现的是星射线,高等植物细胞有丝分裂才会出现纺锤丝。原核生物不能进行有丝分裂,这是由祈硗樘缎其细胞结构所决定的。 有丝分裂具有一定的周期性,称为细胞周期。即连续分裂的细胞,从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。 一个完整的细胞周期包括两个连续的阶段:分裂间期与分裂期。分裂间期为物质准备阶段,分裂期则是细胞分裂阶段。 有丝分裂过程是从分裂间期开始再进入分裂期,直到分裂期结束为止。现以植物细胞为例介绍有丝分裂的整个过程。
工具/原料
显微镜
细胞
(一)分裂间期
1、 这是有丝分裂的物质准备阶段,为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。
2、 由于这一阶段要为下一过程做好物质准备,故而其所持续的时间较长,占细胞周期的绝大部分时间。但是不同的细胞其分裂间期所持续的时间一般也不相同,可以根据这一特点来区分不同的细胞。
3、 根据分裂间期细胞内部的活动情况还可将分裂间期细分为三个时期,分别为DNA合成前期、DNA合成期、DNA合成后期 。其特点如下所述。
(1)DNA合成前期
1、 也称为G1期,G1期特点如下:是一个生长期,主要进行RNA和蛋白质的生物合成,且为下一阶段的DNA合成做准备,特别是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所不可缺少的其它酶类,以及储备能量。
(2)DNA合成期
1、 也称为S期,S期特点如下:是细胞分裂的关键时刻,其主要特征是DNA的合成。DNA分子的复制就是在这个时期进行的,通常只要DNA的合成一开始,细胞分裂活动就会进行下去,直到分裂成两个子细胞。
(3)DNA合成后期
1、 也称为G2期,G2期特点如下:主要为分裂期做准备,此期DNA合成终止,但任有少量RNA和蛋白质的合成。特别是微管蛋白的合成,为分裂期纺锤体微管的组装提供原料。
(二)分裂期
1、 分裂期是细胞开始分裂的阶段,也称为M期,包括细胞核分裂和细胞质分第藤登捩裂的过程。M期持续时间较短,是一个连续的过程,为方便研究可人为地分为酡箔挝棍前期、中期、后期、末期四个时期。此期细胞有极其明显的形态变化。如间期中的染色质在M期浓缩成染色体,染色体的行为非常明显。
(1)前期
1、 前期细胞行为如下:间期中的染色质丝高度螺旋,缩短变粗而成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,由一个共同的着丝点连接在一起。核仁逐渐解体,核膜逐渐消失。植物细胞两极分别发出纺锤丝而形成一个梭形的纺锤体,占据绝大部分中央区域。
(2)中期
1、 中期细胞行为如下:每条染色体上的着丝点两侧都与纺锤丝相结合,纺锤丝牵引染色体运动而使每条染色体上的着丝点都趋于排列在细胞中央的一个平面。此平面与纺锤体的中轴相垂直,与地球赤道位置相似,故而称为赤道板。此期染色体形态稳定,数目清晰,便于观察。
(3)后期
1、 后期细胞行为如下:每条染色体上的着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极。滠锖斟绸此时细胞核中的染色体就平均分配到了细胞的两极,使细胞的两极各有一套染色体。每套染色体都与亲代细胞中的染色体形态和数目完全相同。
(4)末期
1、 末期细胞行为如下:两极中的两套染色体逐渐解螺旋而成为染色质丝,纺速绌质塬锤丝逐渐消失,核膜和核仁重现,核膜将染色质包围起来,形成两个新的细胞核,峙僮侯劝细胞核分裂至此结束。同时,赤道板位置出现一个细胞板,此细胞板由中央向四周扩展,逐渐形成新的细胞壁,至此一个细胞就分裂成为了两个子细胞,这也是植物细胞的细胞质分裂过程。