《細(xì)胞增殖》
多細(xì)胞生物體體積的增大,即生物體的生長,既靠細(xì)胞生長增大細(xì)胞的體積,還要靠細(xì)胞分裂增加細(xì)胞的數(shù)量。事實(shí)上,不同動(植)物同類器官或組織的細(xì)胞大小一般無明顯差異,器官大小主要決定于細(xì)胞數(shù)量的多少。
細(xì)胞不能無限長大
你想過沒有,細(xì)胞為什么都那么微小呢?什么因素限制了細(xì)胞的長大?你可能會說,細(xì)胞體積越大,需要的營養(yǎng)物質(zhì)越多,需要排出的代謝廢物也越多,物質(zhì)的輸入和輸出會遇到困難。但是,隨著細(xì)胞的長大,細(xì)胞膜的面積不也在擴(kuò)大嗎?讓我們通過下面的模擬實(shí)驗(yàn)來探討。
通過模擬實(shí)驗(yàn)可以看出,細(xì)胞體積越大,其相對表面積越小,細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男示驮降?。?xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大。限制細(xì)胞長大的因素還有哪些呢?例如,細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心。一般來說,細(xì)胞核中的DNA是不會隨著細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增加的。如果細(xì)胞太大,細(xì)胞核的“負(fù)擔(dān)”就會過重。
隨著對后面內(nèi)容的學(xué)習(xí),你對這一問題的理解會更加深入。
細(xì)胞通過分裂進(jìn)行增殖
單細(xì)胞生物體通過細(xì)胞增殖而繁衍。多細(xì)胞生物從受精卵開始,要經(jīng)過細(xì)胞的增殖和分化逐漸發(fā)育為成體。生物體內(nèi),也不斷地有細(xì)胞衰老死亡,需要通過細(xì)胞增殖加以補(bǔ)充。因此,細(xì)胞增殖是重要的細(xì)胞生命活動,是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。
細(xì)胞以分裂的方式進(jìn)行增殖。細(xì)胞在分裂之前,必須進(jìn)行一定的物質(zhì)準(zhǔn)備。細(xì)胞增殖包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂整個連續(xù)的過程。
真核細(xì)胞的分裂方式有三種:有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。
有絲分裂
有絲分裂是真核生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式。細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂具有周期性。即連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,為一個細(xì)胞周期。一個細(xì)胞周期包括兩個階段:分裂間期和分裂期。
從細(xì)胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前,是分裂間期。細(xì)胞周期的大部分時間處于分裂間期,大約占細(xì)胞周期的90%-95%。分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備,完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,同時細(xì)胞有適度的生長。
在分裂間期結(jié)束之后,就進(jìn)入分裂期。分裂期是一個連續(xù)的過程,人們?yōu)榱搜芯糠奖?,把分裂期分為四個時期:前期、中期、后期、末期。下面以高等植物細(xì)胞為例,了解有絲分裂的過程。
前期:間期染色質(zhì)絲螺旋纏繞,縮短變粗,成為染色體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體,這兩條染色單體由一個共同的著絲點(diǎn)連接著。核仁逐漸解體,核膜逐漸消失。從細(xì)胞的兩極發(fā)出紡錘絲,形成一個梭形的紡錘體。染色體散亂地分布在紡錘體的中央。
中期:每條染色體的著絲點(diǎn)的兩側(cè),都有紡錘絲附著在上面,紡錘絲牽引著染色體運(yùn)動,使每條染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞中央的一個平面上。這個平面與紡錘體的中軸相垂直,類似于地球上赤道的位置,成為赤道板。中期染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定,數(shù)目比較清晰,便于觀察。
后期:每個著絲點(diǎn)分裂成兩個,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體,由紡錘絲牽引著分別向細(xì)胞的兩極移動。這時細(xì)胞核中的染色體就平均分配到了細(xì)胞的兩極,使細(xì)胞的兩極各有一套染色體。這兩套染色體的形態(tài)和數(shù)目完全相同,每一套染色體與分裂前親代細(xì)胞中的染色體的形態(tài)和數(shù)目也相同。
末期:當(dāng)這兩套染色體分別到達(dá)細(xì)胞的兩極以后,每條染色體逐漸變成細(xì)長而盤曲的染色質(zhì)絲。同時,紡錘絲逐漸消失,出現(xiàn)了新的核膜和核仁。核膜把染色體包圍起來,形成了兩個新的細(xì)胞核。這時候,在赤道板的位置出現(xiàn)了一個細(xì)胞板,細(xì)胞板由細(xì)胞的中央向四周擴(kuò)展,逐漸形成了新的細(xì)胞壁。最后,一個細(xì)胞分裂成為兩個子細(xì)胞。大多數(shù)子細(xì)胞進(jìn)入下一個細(xì)胞周期的分裂間期狀態(tài)。
動物細(xì)胞有絲分裂的過程,與植物細(xì)胞的基本相同。不同的特點(diǎn)是:第一,動物細(xì)胞有一對由中心粒構(gòu)成的中心體,中心粒在間期倍增,成為兩組。進(jìn)入分裂期后,一組中心粒位置不變,另一組中心粒移向細(xì)胞的另一極。在這兩組中心粒的周圍,發(fā)出無數(shù)條放射狀的星射線,兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。第二,動物細(xì)胞分裂的末期不形成細(xì)胞板,而是細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷,最后把細(xì)胞縊裂成了兩個子細(xì)胞。
細(xì)胞有絲分裂的重要意義,是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制之后,精確地平均分配到兩個子細(xì)胞中。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA,因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性??梢姡?xì)胞的有絲分裂對于生物的遺傳有重要意義。
無絲分裂
細(xì)胞無絲分裂的過程比較簡單,一般是細(xì)胞核先延長,核的中部向內(nèi)凹進(jìn),縊裂成為兩個細(xì)胞核;接著,整個細(xì)胞從中部縊裂成兩部分,形成兩個子細(xì)胞。因?yàn)樵诜至堰^程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化,所以叫做無絲分裂。例如,蛙的紅細(xì)胞的無絲分裂。
此內(nèi)容正在抓緊時間編輯中,請耐心等待
孫老師
女,中教高級職稱
市優(yōu)秀教師,優(yōu)秀班主任,骨干教師,先進(jìn)工作者,所撰寫的論文多次獲省優(yōu)秀論文一等獎。
