成梟哲

【摘 要】細胞分裂與有絲分裂是細胞中重要的生命活動過程，為生物的基因重組提供了可能性與選擇性。而占據(jù)細胞周期中較為長久的是細胞間期，并且在細胞中一直為準備有絲分裂或者減數(shù)分裂做準備。在其間期中，變化最大的階段為細胞周期中發(fā)生分裂的前期、中期、后期、末期等?；诖?，本文著重探討在細胞的有絲分裂中，染色體、DNA的數(shù)量變化和規(guī)律曲線。 【關(guān)鍵詞】有絲分裂;染色體;DNA;細胞周期;變化規(guī)律

引言

在真核細胞和真核生物的有絲分裂以及減數(shù)分裂過程中，染色體和DNA的數(shù)量變化曲線規(guī)律貫穿了整個生物學(xué)的始終，因此成為遺傳學(xué)以及細胞生物學(xué)甚至分子生物學(xué)等學(xué)科的重點研究方向，也是我們將來學(xué)習(xí)生命科學(xué)的基礎(chǔ)。本文主要從有絲分裂過程中染色體和DNA 數(shù)量變化分析、核質(zhì)分裂不同步時，染色體、DNA的數(shù)量變化曲線分析以及細胞核內(nèi)染色體、DNA的數(shù)量變化規(guī)律分析等三個方面進行闡明論述。

一、有絲分裂過程中染色體和DNA數(shù)量變化曲線

在有絲分裂中，染色體以及DNA的數(shù)量變化從根本上能夠影響到真核細胞的生長、發(fā)育以及繁衍。圖1與圖2為高中生物《必修1分子與細胞》中畫出的有絲分裂過程中染色體和DNA的數(shù)量變化曲線。

二、核質(zhì)分裂不同步時，染色體、DNA的數(shù)量變化曲線分析

通過學(xué)習(xí)與查閱資料可以發(fā)現(xiàn)，并不是所有的真核細胞在進行有絲分裂時，細胞質(zhì)和細胞核都能夠同時完成有絲分裂這一完整的過程。很多時候，大多數(shù)真核細胞的細胞質(zhì)和細胞核在分裂過程中并不是同步的。眾所周知，細胞周期的劃分是具有一定階段性和時間性的，因此，根據(jù)細胞形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化情況來看，細胞周期分為細胞間期、細胞分裂前期、細胞分裂中期、細胞分裂后期、細胞分裂末期等幾個階段。而細胞一旦開始分裂，就會持續(xù)地產(chǎn)生細胞前期、中期、后期和末期幾種不同形態(tài)，直至細胞完全分裂結(jié)束，而這即為整個分裂期過渡到分裂間期的過程。由此可見，這一系列發(fā)生的變化都集合于真核細胞的細胞核內(nèi)，也就是我們前面所說的細胞的核分裂過程。因為細胞的細胞核是由真核細胞所完成一系列的遺傳發(fā)育過程的，并且其也是生物進行新陳代謝的主要場所，這就造成了對于細胞的有絲分裂，人們籠統(tǒng)地認為細胞核的分裂就是整個細胞周期進行的唯一目的。

其實，除此之外，細胞的胞質(zhì)分裂也是一種重要的有絲分裂過程。當細胞核完成分裂之后，細胞質(zhì)也要進行相應(yīng)的分裂，以確保細胞分裂產(chǎn)生的新細胞具有完整的細胞骨架以及細胞膜等原生質(zhì)層，使得新細胞能夠成為一個分裂完成的完整細胞體，進而成長為完整的子細胞。而這些都需要在核分裂結(jié)束后，細胞質(zhì)去完成與實現(xiàn)。因為新的子細胞并不具有自己分裂與產(chǎn)生新的子細胞的功能，所以需要相應(yīng)的細胞質(zhì)與蛋白質(zhì)去融合，進而成為完整的原生質(zhì)層。圖3為細胞進行有絲分裂且核質(zhì)分裂并不同步時，該細胞的細胞核和細胞質(zhì)中染色體和DNA的數(shù)量變化曲線。

圖3

三、細胞核內(nèi)染色體、DNA的數(shù)量變化規(guī)律分析

在生物體內(nèi)，細胞核是整個細胞體系中最為重要的中樞系統(tǒng)，為整個細胞的分裂復(fù)制過程提供相應(yīng)的能量，同時也為細胞質(zhì)的分裂過程傳達最高的“指示”?？梢哉f，細胞核的分裂掌控了整個細胞分裂周期的流程與規(guī)律。但是仍然需要注意的是，在細胞分裂末期時，細胞產(chǎn)生的變化會對細胞核中染色體以及DNA數(shù)量產(chǎn)生較大的影響。因為在細胞分裂末期，細胞內(nèi)的情況是最為復(fù)雜的，這時的細胞核和細胞質(zhì)已經(jīng)完成了整個分裂的過程，細胞核以及細胞的原生質(zhì)層已經(jīng)完全獨立分裂成了兩個全新的子細胞。也就是說，整個真核細胞的分裂周期已經(jīng)進入了尾聲。但是，讓我們驚奇的是，這時的兩個新子細胞還是連接在一起的，也就是說，這些子細胞并沒有完全地分離斷裂開來成為兩個獨立的子細胞，而是緊密連接在一起的。所以，要格外注意這時細胞核內(nèi)染色體、DNA的數(shù)量變化規(guī)律，其具體變化曲線如圖4所示。

圖4 細胞分裂周期細胞核內(nèi)染色體、DNA的數(shù)量變化曲線

四、結(jié)語

細胞分裂包括了有絲分裂和減數(shù)分裂，而有絲分裂又占據(jù)了大多數(shù)細胞分裂的主要歷程。因此，全面了解有絲分裂的整個過程，對于我們學(xué)習(xí)細胞分裂乃至整個生物學(xué)科都有著巨大的意義。

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