第二节 细胞分裂

学习目标

1.简述细胞分裂的各时期的特征

2.比较动植物细胞分裂的异同

3.分析有丝分裂过程中染色体和DNA的数量变化

问题导学

序言

生物都要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程，活细胞也一样，就在此时，同学们身体内就有许多细胞在进行分裂，细胞为什么要进行分裂，细胞分裂的方式有几种，以及我们的体细胞是怎样分裂的呢，本知识点主要讲解其中一种类型，有丝分裂的相关问题。

问题探索：

一、细胞分裂

 每个物种都有特定的染色体数目，不同的染色体携带不同种类的遗传信息。细胞的分裂必须确保新的细胞具有相同数量和相同类型的染色体。

 细胞分裂是由细胞核的分裂而发起的。有两种类型的核分裂发生： 有丝分裂和减数分裂。（本节论述有丝分裂）

 有丝分裂发生在生长的生物体，它产生的子细胞具有与亲代细胞染色体相同数量和类型的染色体。

二、细胞周期

 多细胞生物的细胞生长和繁殖周期要通过四个阶段。这个周期的前三个阶段涉及生长和细胞内的高程度的新陈代谢活动，第四阶段涉及到分裂。不同的细胞，细胞周期的时间是不同的。因此一些细胞（如洋葱根尖细胞有丝分裂一个细胞周期大约需要12小时）周期可能需要比较短的时间，而另一些 （如人脑细胞） 周期可能需要很多年才能完成。

 三个阶段可以组合在一起成为间期，第四阶段 （涉及核的分裂，或子细胞的有丝分裂或胞质分裂） 被称为细胞分裂。

（来源于澳洲教材的插图）

三、有丝分裂过程中的重要事件

    有丝分裂是细胞周期的一部分。在间期，细胞生长、储存能量和复制染色体和细胞质内含物。在有丝分裂过程中，核膜消失，纺锤丝附着的染色体，复制的染色体随着纺锤丝的牵引来到细胞两极，以精确的方式使每个子细胞具有相同数量和类型的染色体，从而保证物种的连续性。

    在两次分裂间的一段时间（间期）是必须让细胞生长的时间，储存能量和复制DNA和制造相关细胞器。

 间期的第一阶段被称为 G1 期，其中 G（Growth） 代表成长。此阶段增长得非常迅速，其中涉及很高程度新陈代谢，导致大量的蛋白质和 RNA 合成。这将允许细胞细胞器如线粒体、叶绿体 （在植物里）、内质网、高尔基体的大小和数量的增加。

    间期的第二阶段被称为 S期。此阶段染色体并不清晰，呈现为丝状，称为染色质。随着细胞成长，成熟，染色质的上的的遗传物质 （DNA） 复制，并使用现有的 DNA 分子作为模板。

间期的第三阶段被称为G2期。此阶段为即将的分裂做最后的准备，耗能并需要大量蛋白质。在动物细胞中中心粒会复制。丝蛋白会形成纺锤丝并开始聚集。

 有丝分裂和细胞质分裂

 在核分裂或细胞有丝分裂有四个阶段： 前期、中期、后期和末期。其次是细胞质分裂形成两个细胞 （由细胞质分裂）。

  前期：DNA 链浓缩变得更加鲜明，染色质高度螺旋化的染色体。每个这些染色体包含两条链，称为染色单体，平行于彼此之间他们的长度和联接点称为着丝点。当染色体高度螺旋化，一系列在细胞质形成的蛋白质丝，形成一个贯穿该细胞的纺锤体。纺锤丝的两端被称为中部赤道和两极。在动物细胞中中心粒分开，并移动到相反的两极放出星射线。原子核的核仁消失，核膜开始分开。

 中期：核膜消失后，染色体移动到纺锤体的赤道板位置上，每条染色体连接到纺锤丝的赤道板位置上，每个染色体附属于在每一条纺锤丝上的着丝点上。

 后期：染色单体随着纺锤丝牵引分开到相反的两极。染色体上的染色单体的分开是被纺锤体拉开还是染色体上着丝点的主动断裂，目前原理尚有争议，但线粒体集合在纺锤体表明大量的能量所需。其现象是在赤道板处染色体的收缩和分离。向着相反两极分开，染色单体分离，从而成为单独的染色体。

 末期：染色体到达纺锤的两极末端解旋，成为子细胞的染色体，紧紧地聚集在一起。纺锤体分解，其纤维破碎，然后消失，同时新的核膜在染色体周围形成，核仁再现和染色体解旋恢复到染色质的形态，标志着核分裂结束。

    细胞质分裂

 当末期的事件正在发生的同时，两极之间的细胞质也开始分裂。细胞质分裂发生在动物细胞以及其他没有细胞壁的细胞时，细胞被一条蛋白质螺纹状带修掐成两半，接着细胞膜生长以封闭细胞，结果是形成两个独立的细胞。植物是通过细胞板来形成，细胞板来源于高尔基产生囊泡，生长横穿细胞的中间部分与现有细胞膜融合在一起。新的细胞壁在分裂前细胞板和膜间产生。

本章小结

一、重要概念

二、关键术语

纺锤体

染色体

染色单体

着丝粒

细胞核分裂

细胞质分裂

学习评价

一、知识检测

1．描述在分裂期的四个阶段中发生了什么？

2．比较植物细胞以及动物细胞处于分裂间期时的不同？

二、能力检核

猜想如果细胞周期中的间期中出了遗漏会发生什么？

三、思维检验