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法国梧桐细胞的繁殖周期和特点

来源:未知  发表时间:2019-01-03 17:13  


法国梧桐的生长是通过细胞数目的增多、细胞体积的增大和细胞结构及功能的分 化来实现的,而细胞数目的增多是通过细胞的繁殖,即细胞分裂来实现的。细胞 分裂的方式有无丝分裂、有丝分裂和减数分裂3»。
1.3.1细胞周期
图1.22法国梧桐细跑周期示意图
细胞周期是指连续分裂的细胞,从上一次细胞分裂结束时开始,到下一次细 胞分裂完成时为止,其间所经历的全部过程。细胞周期可分为分裂间期和分裂期 
1 )分裂间期
分裂间期是从上一次分裂结束到下一次分裂开始的一段时间,它是细胞分裂 前的准备时期,主要变化是完成遗传物质(DNA)的复制和有关蛋白质的合成。 此期细胞核明显增大,出现细丝状的染色质丝,因DNA已经复制,此时的每条染 色质丝实际上由两条缠绕在一起的细丝组成。在间期,细胞内还进行能是的积累, 以供分裂时需要。根据其变化特点,又可把间期分为DNA合成前期、DNA合成期 和DNA合成后期。
法国梧桐细胞的繁殖周期和特点
(1 ) DNA合成前期(G1期)指从上一次分裂结束到下一次分裂DNA合成前的 时期。该期物质代谢活跃,主要是进行RN/V蛋白质和磷酸等的合成,但DNA的 合成尚未开始。
进入G1期的细胞可沿3条途径变化:一是进入DNA合成期,产生2个子细胞, 如分生组织细胞;二是暂时停留在G1期,条件适宜时再进入DNA合成期,如薄壁 组织细胞;三是终生处于G1期不再进行分裂,而沿看生长、分化、成熟、衰老、 死亡的途径进行发育,如多数成熟组织的细胞。
(2 ) DNA合成期(S期)指细胞核内DNA合成开始到合成结束的时期。该期 主要完成DNA的复制和组成染色体的蛋白质的合成,并装配成一定结构的染色 质。
(3 ) DNA合成后期(G2期)指从測结束到分裂期开始前的时期。此期RNA 和蛋白质的合成继续进行,同时合成微管蛋白,并且储备能是。
间期结束后,即进入分裂期。分裂期的主要变化是将间期细胞已经复制的遗 传物质以染色体的形式平均分配到两个子细胞中。
2)分裂期(M期)
细胞经过分裂间期后即进入分裂期,将已经复制的DNA平均分配到2个子细胞
中,每个子细胞可得到与母细胞相同的一组遗传物质。分裂期包括核分裂和胞质 分裂2个过程。
一般情况下,新的细胞核形成后,就会在赤道板的位置形成新的细胞壁,将 细胞质分开,完成胞质分裂,从而将一个母细胞变成两个子细胞。但有些情况下, 细胞核在经过多次分裂后才形成新的细胞壁,完成胞质分裂,如苹果、胡乳 的发育。也有的只进行核的分裂而不产生新的细胞壁,即不进行胞质分裂,从而 形成多核细胞,如某些低等法国梧桐和被子法国梧桐的无节乳汁管的发育。
法国梧桐细胞的一个细胞周期所经历的时间,一般在十几小时到几十小时不等, 其中分裂间期所经历的时间较长,而分裂期较短,如有人测得蚕豆根尖细胞的细 胞周期共30 h ,其中分裂间期为26 h ,而分裂期仅为4 h。
细胞周期的长短与细胞中DNA含是和环境条件有关:DNA含是越高,细胞周 期所经历的时间越长;环境条件适宜,细胞分裂快,细胞周期所经历的时间就 短。
1.3.2有丝分裂
有丝分裂也叫间接分裂,是法国梧桐细胞最常见、最普遍的一种分裂方式。因在 其分裂过程中出现丝状物——染色体和纺锤体,所以称其为有丝分裂。法国梧桐营养 器官的生长,如根、茎的伸长和增粗都是靠这种分裂方式实现的。有丝分裂的主 要变化是细胞核中的遗传物质的平均分配,这是一个比较复杂的连续过程。为叙 述方便,我们把有丝分裂的核分裂分成前期、中期、后期和末期(图1.23 )。
(1)前期前期的主要变化是染色质细丝通过螺旋化缩短变粗,呈染色体的形 态。此时的每一条染色体因和间期的染色质细丝相对应,故也含有两个相同的组
成部分,我们将其称为染色单体。一条染色体上的两个染色单体,仅在着丝点处 相连。着丝点是染色体上一个染色较浅的缢痕,在光学显微镜下可明显看到。
在前期末,核膜、核仁消失,并开始从两极出现纺锤丝。
(2 )中期细胞内所有的纺锤丝形成纺锤体。纺捶丝牽引着染色体的着丝点, 移向细胞中央与纺連体纵轴垂直的平面一赤道面,最后染色体的着丝点整齐排 列到赤道面上,而染色体的其余部分在两侧任意浮动。在移动过程中,染色体进 —步缩短变粗。此期是观察染色体形态、数目和结构的最佳时期。
(3 )后期每条染色体的着丝点一分为二,两条染色单体分开而成为染色体, 并_锤丝的牽引下分別移向细胞两极。此时细胞内的染色体平均分成完全相同 的两组。
(4 )末期染色体到达两极,解螺旋变成细丝状的染色质;纺連体消失;核仁、 核膜重新形成,与染色质共同组成新的细胞核。
子核的出现标志着核分裂的结束,然后通过产生新的细胞壁,完成胞质分裂 而形成两个子细胞,再进入下一个细胞周期。
通过有丝分裂的过程可以看出:有丝分裂产生的子细胞,其染色体数目与类 型,同母细胞的染色体数目与类型完全一致。由于染色体是遗传物质的载体,所 以通过有丝分裂,子细胞就获得了与母细胞相同的遗传物质,从而保证了子细胞 与母细胞之间遗传的稳定性,也为细胞的全能性奠定了结构基础。
1.3.3无丝分裂
无丝分裂又称直接分裂,其过程比较简单,一殷是核仁首先伸长。中间发生 缢裂并分开,P逭后细胞核一分为二,细胞也随之分裂成两个子细胞(图1.24 )。因 在其分裂过程中不出现染色体和纺淫体,故名无丝分裂。
无丝分裂不但在低等法国梧桐中比较常见,高等法国梧桐中未发育到成熟状态的细胞, 如甘署的块根、马铃薯的块茎以及胚乳细胞的发育、愈伤组织的形成等均有无丝 分裂发生。
无丝分裂的特点是分裂过程简单、分裂速度快、耗能少,但由于不出现纺锤 丝,复制后的遗传物质不能均等地分配到两个子细胞中,因此其遗传性是不太稳 定的。
1.3.4减数分裂
减数分裂又叫成熟分裂,是法国梧桐有性生殖过程中一种特殊的有丝分裂。被子 法国梧桐中雌、雄配子的形成,都要经过减数分裂。
减数分裂的过程和有丝分裂相似,主要变化也是复制后的遗传物质的平均分 配,但由于减数分裂时遗传物质只复制一次,而细胞连续分裂两次,所以产生的 子细M□母细胞相比,染色体的数目减半,减数分裂由此得名。
减数分裂也有间期,称为减数分裂前的间期,其主要变化^有丝分裂的间期 相同,也是DNA分子的复制和相关蛋白质的合成。经过间期的复制及其他变化后, 细胞即开始进行两次连续的分裂(图1.25 )。
1)减数分裂第一次分裂(分裂I)
(1)前期I和有丝分裂的前期相比,减数分裂前期I的变化比较复杂,且经 历的时间较长,根据其变化特点,又可分为以下五个时期:
细线期细胞核内出现细长、线状的染色体,细胞核增大。
偶线期(又叫合线期)同源染色体(一条来自父方、一条来自母方,形 态、大/」鴻似的两条染色体)逐渐两两靠拢配对,称为联会。
粗线期染色体进一步缩短、变粗,这时的每一条染色体都含有两个相同的 组成部分,叫姊妹染色单体,它们仅在着丝点处相连。联会的两条同源染色体间 的染色单体互称非姊妹染色单体,非姊妹染色单体间可发生横断及片断的交换, 交换后染色体有了遗传物质的变化,含有同源染色体中另一染色体上的部分遗传 基因,这种交换现象对生物的变异具有重要意义。
双线期染色体继续缩短变粗,同时联会的同源染色体开始分离,但在染色 单体交叉处仍然相连,从而使染色体呈现"X", "V" ,〃0〃 f "S 〃等形状。
终变期染色体进一步缩短变粗,此期是观察与计算染色体数目的最佳时 期。以后核仁、核膜消失,开始出现纺锤丝。
(2 )中期I纺锤丝的牽引下,配对的同源染色体的着丝点等距分布于赤道 板的两侧,同时由纺锤丝形成纺連体。
(3 )后期I纺锤丝牽引看染色体的着丝点,使成对的同源染色体发生分离, 分别向两极移动。此时每一极染色体的数目只有原来的一半。
(4 )末期I到达两极的每一组染色体,又聚集起来,重新出现核膜、核仁, 形成两个子核,并在赤道面的位置形成细胞板,将母细胞分裂成两个子细胞。此 时每个子细胞中的染色体数目是母细胞的一半。新的子细胞形成后即进入减数分 裂第二次分裂,也有不形成新的细胞板而直接进入第二次分裂的。
2)减数分裂第二)欠分裂(分裂D)
其变化和有丝分裂的分裂期基本相同,也分为前期、中期、后期、末期,分 别称为前期n、中期n、后期n、末期n。在减数分裂第二次分裂前, 细胞不再进行dna分子的复制,染色体也不加倍,其分裂过程与有丝分裂各时期 相似,这里不再重复。
经过减数分裂,一个母细胞最终形成4个子细胞,每个子细胞中的染色体数只 有母细胞的一半。通过这种分裂方式产生的有性生殖细胞(雌、雄配子)相结合 成合子后,恢复了原有染色体倍数,使物种的染色体数保持稳定,保证了物种遗 传上的相对稳定性。同时由于非姊妹染色单体间的互换和重组,又丰富了物种的 变异性,这对增强生物适应环境的能力、延续种族十分重要,也是人们进行杂交 育种的理论依据。

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