关于细胞分裂

一个细胞分裂成两个细胞的过程。分裂前的细胞称为母细胞,分裂后形成的新细胞称为子细胞。细胞分裂通常包括两个步骤:核分裂和细胞质分裂。在核分裂过程中,母细胞将遗传物质传递给子细胞。在单细胞生物中,细胞分裂是个体的繁殖,而在多细胞生物中,细胞分裂是个体生长、发育和繁殖的基础。

①原核细胞的分裂。我还不太了解,但对少数细菌的划分有一些具体的了解。原核细胞既没有核膜,也没有核仁,只有环状DNA分子组成的核区,也称伪核,具有类似细胞核的功能。类核DNA分子要么附着在质膜上,要么附着在质膜内陷形成的质膜上,也称为中间体。随着DNA的复制,中间体也复制成两个。之后,两个中间体由于其间质膜的生长而逐渐分离,与之相连的两个DNA分子环被拉开,每个DNA环都连接着一个中间体。在被拉开的两个DNA环之间,细胞膜向中心生长,形成隔膜,最终将一个细胞分裂为两个细胞。

②真核细胞的分裂。根据核分裂的情况,可分为有丝分裂、减数分裂和无丝分裂三种。有丝分裂是真核细胞分裂的基本形式。减数分裂是一种分裂过程,它导致有性生殖生物的生殖细胞中的染色体数量减半。它是有丝分裂的一个变种,由两个连续的分裂组成。丝状分裂也叫直接分裂。典型的过程是核仁先伸长,然后中间收缩分离,然后核仁也从中间一侧或两侧伸长内陷到横嵴内,使核仁变成肾形或哑铃形,然后断裂一分为二。几乎与此同时,细胞也在中间凝聚成两个子细胞,因其不形成由纺锤体丝组成的纺锤体,在分裂过程中不从染色质变为染色体而得名。

细胞分裂是活细胞繁殖其物种的过程。通常包括两个步骤:核分裂和细胞质分裂。在核分裂过程中,母细胞将遗传物质传递给子细胞。在单细胞生物中,细胞分裂是个体的繁殖,而在多细胞生物中,细胞分裂是个体生长、发育和繁殖的基础。1855年,德国学者R.Virchow提出了著名的“一切细胞都来自细胞”的结论,即一个个体的一切细胞都是由原始细胞分裂产生的。没有证据表明除了细胞分裂还有其他细胞繁殖方式。

细胞进化

一.无丝分裂

在无丝分裂中,没有遗传物质,因为它不通过染色体的规则平均分布。

保证(但不是不可能)平均分配的问题,有人认为这是一种不正常的划分方式。

有丝分裂是最早发现的细胞分裂方式,早在1841年由雷马克在鸡胚血细胞中见到。在无丝分裂中,核仁和核膜不消失,染色体不出现,细胞质中不形成纺锤体。当然,染色体复制和平均分配到子细胞的过程是看不到的。然而,在经历无丝分裂的细胞中,染色体也应该复制,并且细胞应该增大。当细胞核的体积加倍时,细胞就会分裂。至于细胞核内的遗传物质DNA是如何分配给子细胞的,还需要进一步研究。无丝分裂是最简单的分裂方式。过去认为无丝分裂主要存在于低等生物和高等生物的衰老或病理细胞中,但后来发现在动植物的正常组织中更为常见。有丝分裂主要是高等生物中高度分化的细胞。在动物的上皮组织、疏松结缔组织、肌肉组织和肝组织,植物器官的薄壁组织、表皮、生长点和胚乳中已见到有丝分裂。

论无性分裂和生殖过程中细胞核的分裂方式

裂殖生殖又称裂殖生殖,是一种常见的无性生殖方式,即母体分裂成两个(二分裂)或两个以上(双分裂)大小和形状相同的新个体的生殖方式。这种繁殖方式常见于单细胞生物,但对于不同的单细胞生物,在繁殖过程中核分裂的方式是不同的,可以概括为:

1通过无丝分裂无性繁殖。

无丝分裂,也称为直接分裂,是最简单的细胞分裂。在整个分裂过程中,纺锤体丝和染色体的比例不变,这种分裂在细菌和蓝藻等原核生物的分裂繁殖中最为常见。

原核细胞的分裂包括两个方面:(1)细胞DNA的分配,使分裂出来的子细胞得到母细胞的一整套遗传物质;(2)胞质分裂基本上将细胞分成两等份。

复制的两个DNA分子与质膜相连。随着细胞的生长,两个DNA分子被拉开。细胞分裂时,细胞壁和质膜折叠,最后母细胞分裂成两个大致相等的子细胞。

2通过核有丝分裂进行营养分裂和繁殖。

有丝分裂的过程比无丝分裂复杂得多,是多细胞生物细胞分裂的主要方式。然而,一些单细胞,如甲藻、眼虫和变形虫,也通过有丝分裂进行分裂和繁殖。

(1)甲藻细胞的染色体结构和独特的有丝分裂具有真核细胞和原核细胞的双重特征。当细胞开始分裂时,核膜并没有消失,细胞核内的染色体与核膜重叠。细胞分裂时,核膜中间向内收缩形成凹沟,沟内细胞质具有微管同向排列的纺锤状结构,调控核膜和染色体,分裂为子细胞,最终分裂为两个子细胞(沟鞭藻)。

(2)眼虫在分裂繁殖过程中,细胞核进行有丝分裂,核膜在分裂过程中不消失。随着细胞核中间部分的收缩,分裂成两个亚核,然后细胞从前到后纵向分裂成两个(纵向二元分裂),其中一个有原鞭毛,另一个长出新的鞭毛,从而形成两个眼虫。

(3)阿米巴原虫长到一定大小时,分裂繁殖,这是典型的有丝分裂,核膜消失。随着细胞核中部的收缩,染色体分布到子核,然后细胞质一分为二,将细胞分成两个后代个体。

3通过核无丝分裂和有丝分裂进行无性分裂和繁殖。

这种方式最典型的代表是草履虫,属于原生动物纤毛虫类。细胞内有两种类型的细胞核,即大核和小核,小核为生殖核,大核为营养核。草履虫无性繁殖时,小核进行有丝分裂,大核进行无丝分裂,然后虫体从中间分裂成两个新的个体。

植物细胞通过分裂繁殖。繁殖是生物体或细胞形成新的个体或细胞的过程。

植物细胞的分裂包括无丝分裂、有丝分裂和减数分裂以及细胞的自由形成。

(1)有丝分裂

有丝分裂又称间接分裂,是最常见、最常见的分裂方式。

有丝分裂是连续分裂,一般分为核分裂和细胞质分裂。

1.核分裂(长时间):核分裂是一个持续的过程。为了叙述方便,细胞核分裂被人为地分为前期、中期和后期四个时期。有丝分裂阶段的特征如下:

前期:核内染色质浓缩成染色体,核仁解体,核膜破裂,纺锤体开始形成。

中期:中期是染色体排列在赤道板上,纺锤体完全形成时期。

晚期:晚期是每条染色体的两条染色单体分离,分别从赤道向细胞两极移动的时期。

末期:两个细胞核和胞质分裂形成的时期。染色体分解,核仁和核膜出现,赤道板上聚集的纺锤丝称为成膜细胞。

2.细胞质分裂(短时间):有丝分裂后期,当染色体靠近两极时,细胞质开始分裂。两个亚核之间的连续丝上增加了许多短的纺锤丝,形成一个梭形丝密集的桶形区域,称为成膜细胞。微管的数量增加。在成膜细胞中,有来自高尔基体和内质网的囊泡(含多糖),这些囊泡沿微管方向聚集融合,释放多核物质形成细胞板,细胞板从中间向四周扩张,直至与母细胞壁相连,成为细胞间层-初生壁。新的质膜由囊泡膜融合而成。新的细胞壁形成后,两个新形成的细胞核及其周围的细胞质分离成两个子细胞。

有丝分裂的特点:每一个母细胞通过细胞分裂分为两个基本相同的子细胞,染色体数目、形状、大小相同,每一个染色单体都含有与母细胞基本相同的遗传信息,使子细胞从母细胞获得大致相同的遗传信息。从而使该物种保持相对稳定的核型和遗传稳定性。

减数分裂

有性生殖要通过两性生殖细胞的结合形成一个合子,然后从合子发育成一个新的个体。生殖细胞的染色体数目是体细胞的一半。否则,每繁殖一代,体细胞中的染色体数量就会增加一倍。由于在形成生殖细胞——精子或卵细胞时,染色体的数量要减少一半,因此原始细胞必须进行减数分裂。

精子形成过程

精子形成部位:生精小管中的精巢(睾丸)。在睾丸中,有丝分裂产生大量的原始生殖细胞,即精原细胞。根据有丝分裂的特点,精原细胞的染色体数目与体细胞相同。在精原细胞期,进行染色体复制。当雄性动物性成熟时,睾丸中的一些精原细胞开始进行减数分裂,减数分裂后,精原细胞形成成熟的生殖细胞——精子。

精原细胞在减数分裂过程中分裂两次。

1房间前

1房间后(复制)

1前期(关联)

1期中考试

1的后期

1结束阶段

2间期

2前期

中期

第二阶段后期

2终端阶段

减数分裂

染色体第一次分裂减半;

第二次分裂分离了两条姐妹染色体。

在第一次分裂的早期,细胞中的同源染色体成对配对,称为突触。所谓同源染色体,是指减数分裂过程中配对的两条染色体,一般形状大小相同,一条来自父亲,一条来自母亲。联合染色体形成后,染色体进一步螺旋、增厚,逐渐在光学显微镜下可以看到,每条染色体含有两个姐妹染色单体,由着丝粒连接,每对同源染色体含有四个姐妹染色单体,称为四分体。比较四分体时期和联合韧带时期,由于染色体复制发生在精原细胞中,所以它们都含有相同数量的染色单体和DNA,但区别主要是染色体螺旋度不同。韧带联合组织的染色体螺旋度较低,染色体较细,光学显微镜下看不清染色单体,所以图上没有显示。四分体时期,染色体螺旋度高,染色体变粗。在光学显微镜下可以清楚地看到,每条染色体都有两个单体。

在细胞分裂的同时,细胞内的同源染色体相互分离。结果一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,此时细胞内的染色体数量减少一半,细胞内不再存在同源染色体。第一次减数分裂结束了。

第二次减数分裂始于次级精母细胞,细胞不经染色体复制直接进入第二次减数分裂。在第二次细胞分裂期间,染色体的行为与有丝分裂中的染色体非常相似。细胞中染色体的着丝粒排列在赤道板的位置,然后分裂,于是两个姐妹染色单体分离,分别向细胞的两极移动。同时,细胞分裂,产生精细胞。精细胞变形后成为精子,两个次级精母细胞最终产生四个精子,减数分裂结束。

随后,每个四分体排列在细胞中央,同源染色体像手拉手一样排成两排。纺锤体丝收缩,拉动染色体向两极移动,导致四分体对分,配对同源染色体分离,但此时着丝粒没有分离,每条染色体上仍有两条染色单体。然后发生细胞分裂,一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,每个次级精母细胞的染色体数量只有初级精母细胞的一半。初级精母细胞有四条染色体,次级精母细胞只有四条染色体。染色体数目减半的原因是同源染色体分离,次级精母细胞中没有同源染色体。

突触中同源染色体的分离,说明染色体具有一定的独立性。因为细胞中心两条同源染色体的排列是随机的,可以互相交换,这就决定了同源的两条染色体随机移动到哪一极,从而可以自由组合不同的染色体对。这是以后要学习的基因自由组合规律的细胞学基础。

第二次分裂的基本过程类似于有丝分裂:中期染色体着丝粒排成一排,后期着丝粒一分为二,两个姐妹染色单体成为两条染色体,在纺锤体丝的牵引下向两极移动。然后,细胞分裂,两个次级精母细胞分裂成四个精细胞,减数分裂完成。

精子细胞变形形成精子。在这个过程中,精细胞的细胞质大部分丢失,细胞核内的重要物质——染色体轻装上阵,形成一条长长的尾巴,便于游动。

卵细胞形成的过程

卵巢中卵细胞形成的过程与精子形成的过程基本相同,但也有区别。相似之处:染色体一旦被复制,就有了突触和四分体。第一次分裂后,同源染色体分离,染色体数量减少一半。在第二次分裂期间,有着丝粒分裂,最终卵细胞中的染色体数目比卵原细胞中的染色体数目减少一半。区别:每次分裂形成两个细胞,一大一小。小细胞叫极体,以后会退化,只剩下一个卵细胞,而一个精原细胞形成四个精子。卵细胞形成后,不需要变形,但变形后才能形成精子。卵细胞:细胞大,呈球形,不能游动;它富含卵黄和营养物质,保证了受精后新个体的发育。精子:细胞体积小,有鞭毛,能游动,特点是保证受精。

受精-精子和卵细胞结合成为受精卵的过程。

精子的头部进入卵细胞,精子与卵细胞的细胞核结合。因此,受精卵中的染色体数量又回到了原来的体细胞数量,一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。从同源染色体的角度来看,精子和卵细胞中的同源染色体是单独存在的,但精子携带其中一条,卵细胞携带另一条。受精后,两条同源染色体在一个细胞中,它们成对存在。所以同源染色体的概念是指一个来自父亲,一个来自母亲。

减数分裂使染色体数量减少一半,受精使染色体数量恢复到原来的数量,从而使生物前后代的染色体数量保持不变。

第四,细胞分化

以高等动物为例。当受精卵分裂一定时间后,细胞增多,形成内部有空腔的球形胚胎。这个时期的胚胎叫做胚泡。这个时期的胚胎的特点是中央有一个腔,称为囊胚腔。胚胎继续发育形成原肠胚。因为动物最末端的细胞分裂迅速,新生成的细胞向植物最末端移动,使植物最末端的细胞沉入囊胚腔,囊胚腔缩小。被捕获的细胞不仅构成了胚胎的内胚层,还形成了一个新的腔,称为原肠胚腔。在内、外细胞层之间分化出一层新的细胞层,称为中胚层,这一时期的胚胎称为原肠胚。原肠胚的特征是具有原肠胚腔和三层胚层:外层、中层和内层。原肠胚的外胚层由动物最末端覆盖胚胎表面的细胞组成,内胚层由陷在胚泡腔中的细胞组成,中胚层位于内胚层和外胚层之间。这三个胚层继续发育,通过组织分化和器官形成,最终形成完整的幼虫。

外胚层:形成神经系统的各种器官,包括大脑、脊髓和神经、眼睛的视网膜、虹膜上皮、内耳上皮、皮肤的表皮和皮肤的附属结构。

内胚层:形成消化道(咽、食道、胃、肠等)的上皮。)和呼吸道(喉、气管、支气管等。)、来源于肺、肝、胰和咽的腺体(甲状腺、甲状旁腺、胸腺等。),以及膀胱、尿道和泌尿系统附属腺的上皮等。

中胚层:真皮、循环系统(心脏、血管和血液)、排泄系统(肾脏、输尿管)、生殖系统(生殖腺、生殖管和附腺等)。)、气管和消化道的管壁、体腔膜等。

细胞分化在胚胎期达到最大。

干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。它包括胚胎干细胞和成体干细胞。干细胞的发育受到许多内部机制和微环境因素的影响。目前,人类胚胎干细胞已经在体外培养成功。最近的研究发现,成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织,这为干细胞的广泛应用提供了基础。

在胚胎发育过程中,单个受精卵可以分裂发育成多细胞组织或器官。在成年动物中,正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复和再生。胚胎分化和成体组织再生是干细胞进一步分化的结果。胚胎干细胞是全能的,具有分化成几乎所有组织和器官的能力。

在个体发育的某个阶段甚至成年后,仍有一些细胞负责组织的更新和修复,如血液、肠黏膜上皮、皮肤表皮等。这些细胞通常被称为特定组织的干细胞,也称为多能细胞。

随着细胞生物学的发展,发现一些成体组织不仅可以再生,还可以从其来源分化为不同的细胞类型。比如肌肉细胞在一定情况下可以变成具有增殖能力的骨髓细胞;相反,血液“前体细胞”(即未成熟的血细胞)也可以变成肌肉细胞,甚至长出肝脏或脑细胞。

ES不错,但是来源有限。目前ES多取自人工流产的极早期胚胎或体外受精培养时的剩余胚胎。然而,科学家已经证实,es可以在体外培养和繁殖,即在实验室的试管中,ES细胞可以增殖,定向分化并形成多巴胺能细胞,这正是治疗帕金森病所需的神经元。

充当开关的蛋白质被称为“GATA”。研究人员利用基因工程增加小鼠胚胎干细胞的GATA含量,结果胚胎干细胞变成了在妊娠生命阶段发挥重要作用的其他细胞。同时,研究人员还发现,除了蛋白质的“GATA”,其他物质也起着开关作用,它们相互配合决定胚胎干细胞的命运。

研究人员计划通过基因技术找到所有的“开关”,让胚胎干细胞按照人的意志生成各种组织。操作好这些“开关”,就有可能把普通干细胞变成真正的“万能细胞”。

干细胞特别是胚胎干细胞的鉴定、分离、增殖和定向分化将成为细胞生物学乃至整个生命科学的主要焦点。

目前一个新的有趣的发现是,活细胞活着的时候左转,死后右转,但是所有的病毒、细菌、死亡物质都是只右转,不左转。原因是什么?这是否与宇宙的左右不对称有关(地球的自转和公转仍然是左手的,十大行星几乎都是左手的,宇宙的大黑洞也是左手的,现在中微子也被认为是左手的)。看来衰老的问题关系到更广阔的研究领域。

老茧

花药培养花药培养是利用植物组织培养技术,通过无菌操作技术,将已发育到一定阶段的花药接种在人工培养基上,从而改变花药中花粉粒的发育程序,诱导其分化,并继续有丝分裂形成细胞团,进而形成一组未分化的薄壁组织——愈伤组织,或分化成胚状体,再将愈伤组织分化成完整植株。

也称为愈合组织或伤口组织。植物局部损伤后在创面形成的具有分生组织和保护作用的活的薄壁细胞群。愈伤组织的外层细胞通常可以木质化或形成周皮,从而保护其表面的细胞。在植物嫁接中,愈伤组织促进砧木和接穗的紧密结合,植物扦插可以从愈伤组织中分化出不定根和不定芽。在组织和细胞培养中,愈伤组织也能在合适的条件下生长。愈伤组织诱导形成新植株已广泛用于植物无性繁殖。

植物组织培养中的愈伤组织形成和形态发生(植物结构水平1课时)

在植物组织培养中,主要目的是诱导愈伤组织的形成和形态发生,使体外的一个细胞、一个组织或一个器官细胞脱分化形成愈伤组织,然后愈伤组织再分化形成植株。

从外植体到形成典型愈伤组织的愈伤组织的形成一般经历三个时期:起始期、分裂期和形成期。

启动期是指细胞准备分裂的时期。用于接种的外植体细胞通常是成熟细胞,处于静止状态。启动期是由一些刺激因素(如机械损伤、改变光强、增加氧气等)诱发的。)和激素,使外植体细胞的合成代谢活性增强,蛋白质和核酸快速合成。机械损伤可以诱导植物体细胞分裂,如伤口上的愈伤组织。植物组织培养中使用愈伤组织一词,但植物组织培养中外植体细胞分裂诱导的愈伤组织大多不是损伤的结果。外源生长素具有良好的诱导细胞分裂的作用,因此生长素在植物组织培养中得到了广泛的应用,如2,4-二氯苯氧乙酸、萘乙酸、吲哚乙酸、细胞分裂素等。

有丝分裂是指外植体细胞经过子细胞的诱导、持续分裂和增殖后的去分化过程。分裂期愈伤组织的特点是细胞分裂快,结构疏松,颜色淡而透明。

外植体的脱分化因植物种类、器官来源及其生理条件而异。比如烟草、胡萝卜等植物的脱分化相对容易,而禾本科植物的脱分化相对困难;花脱分化容易,茎和叶脱分化难。幼组织去分化容易,成熟老组织去分化难。

分化期是指在分裂末期,细胞开始出现一系列的形态和生理变化,从而在愈伤组织中产生不同形状和功能的细胞。这些细胞类型是薄壁细胞、分生组织细胞、色素细胞、成纤维细胞等等。

外植体细胞经过启动、分裂、分化等一系列变化,形成结构紊乱的愈伤组织。如果我们继续在原培养基上培养愈伤组织,它会因为营养不足或培养基中有毒代谢物的积累而停止生长,甚至衰老、变黑、死亡。如果愈伤组织要继续生长增殖,必须定期(如2-4周)将愈伤组织分成小块,接种在新鲜培养基上,使愈伤组织长期保持旺盛的生长。

愈伤组织的形态发生是通过启动、分裂和分化阶段产生的愈伤组织,其中虽然发生了细胞分化,但没有器官发生。只有满足一定的条件,愈伤组织的细胞才能再分化,产生芽和根,进而发育成完整的植株。愈伤组织的形态发生主要包括两种途径:不定芽和胚状体。不定芽模式是在一定条件下,愈伤组织中的分生组织细胞分化形成不同的器官原基,然后逐渐形成芽和根。胚状体是由愈伤组织细胞诱导产生的具有胚、胚根和下胚轴的胚状结构,然后长成完整的植株。这种胚状结构是由愈伤组织中的薄壁细胞不经有性生殖直接产生的,称为胚状体。

不定芽法和胚状体法是植物组织培养中最常见和最重要的两种方法。胚状体法比不定芽法有更多的优点,如产生的胚状体数量比不定芽多,胚状体可以制成人工种子,等等。

肝细胞分裂

肝脏是人体重要的消化器官,因其在损伤情况下具有很强的再生修复能力而受到医学家的广泛关注。目前认为参与肝脏修复的细胞可能有三种来源:一种是通过肝细胞有丝分裂来弥补死亡的肝细胞,在正常肝细胞代谢和轻度肝损伤中起主要作用;二是在肝损伤严重的情况下,激活肝干细胞,分化成肝细胞,修复肝脏;最近的研究表明,骨髓中的造血干细胞也具有分化成肝细胞的能力,提示它们可以作为肝细胞修复的第三种潜在来源。

游戏《细胞分裂》

汤姆·克兰西的分裂细胞

发行公司:育碧

微软最受欢迎、最成功、插图精美的Xbox游戏现在已经被搬上了PC屏幕。从某种角度来说,这部移植的作品甚至比《照在你身上》还要好。虽然,这两个版本的游戏在很多方面几乎是相同的。这个消息对于两个领域的游戏迷来说都是非常重要的。另一方面,改进后的保存系统和独特有效的“鼠标+键盘”控制方案,使得PC版《分裂细胞》在某些方面优于游戏主机版。本质上,这确实是一款出色的动作游戏。其Xbox版获得了无数玩家的好评,相信PC版也会被很多游戏迷接受。

美国国家安全局最高情报官山姆·费舍尔(Sam Fisher)在解决了前三次危机后,突然遭遇了一场浩劫。他唯一的女儿因为一名司机酒后驾车而在一场车祸中丧生。悲痛中的萨姆·费希尔以暴制暴,惩罚了撞死女儿的司机,并因伤服刑。然而,他在监狱里听到了一个惊人的消息。他的女儿意外死亡不是因为司机酒驾,而是因为恐怖分子的叙以谋杀。为了查明真相,山姆·费舍尔毅然选择越狱,追查杀害女儿的真凶。在此次发布的图片中,玩家可以看到中国经济之都上海的标志性建筑——东方明珠。按照官方的说法,这一系列对上海这座城市的描述将会非常到位,在上海的玩家可以在国际大作中体验自己生活的城市,有一种不一样的感觉。