細(xì)胞分裂是生命體將遺傳物質(zhì)準(zhǔn)確傳遞給下一代、保持正常運(yùn)作的重要機(jī)體活動(dòng)。可分為前中后間等階段。是生物學(xué)的重要基礎(chǔ)知識(shí)。本文主要對(duì)有絲分裂的不同時(shí)期細(xì)胞的變化進(jìn)行分析。

有絲分裂 - 概述

前期

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(shí)開(kāi)始，到下一次分裂完成時(shí)為止，為一個(gè)細(xì)胞周期。一個(gè)細(xì)胞周期包括兩個(gè)階段：分裂間期和分裂期。

細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂時(shí)，核和胞質(zhì)都發(fā)生形態(tài)上的變化，稱有絲分裂期。有絲分裂過(guò)程是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，為了便于描述人為的劃分為六個(gè)時(shí)期：間期(interphase)、前期(prophase)、前中期(premetaphase)、中期(metaphase)、后期(anaphase)和末期(ophase)。其中間期包括G1期、S期和G2期，主要進(jìn)行DNA復(fù)制等準(zhǔn)備工作。

①前期。自分裂期開(kāi)始到核膜解體為止的時(shí)期。間期細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂前期時(shí)，核的體積增大，由染色質(zhì)構(gòu)成的細(xì)染色線逐漸縮短變粗，形成染色體。因?yàn)槿旧w在間期中已經(jīng)復(fù)制，所以每條染色體由兩條染色單體組成。核仁在前期的后半漸漸消失。在前期末核膜破裂，于是染色體散于細(xì)胞質(zhì)中。動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂前期時(shí)靠近核膜有兩個(gè)中心體。中心體放射出星體絲，即放射狀微管。帶有星體絲的兩個(gè)中心體逐漸分開(kāi)，移向相對(duì)的兩極。核膜破裂后形成兩極之間的紡錘體。

后期

④后期。每條染色體的兩條姊妹染色單體分開(kāi)并移向兩極的時(shí)期。分開(kāi)的染色體稱為子染色體。子染色體到達(dá)兩極時(shí)后期結(jié)束。子染色體向兩極的移動(dòng)是靠紡錘體的活動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。

⑤末期。從子染色體到達(dá)兩極開(kāi)始至形成兩個(gè)子細(xì)胞為止稱為末期。此期的主要過(guò)程是子核的形成和細(xì)胞體的分裂。子核的形成大體上是經(jīng)歷一個(gè)與前期相反的過(guò)程。到達(dá)兩極的子染色體首先解螺旋而輪廓消失，其周圍集合核膜成分，融合而形成子核的核膜，核內(nèi)出現(xiàn)核仁。

細(xì)胞體的分裂稱胞質(zhì)分裂。動(dòng)物和某些低等植物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂是以縊束或起溝的方式完成的。高等植物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂是靠細(xì)胞板的形成。細(xì)胞板逐漸擴(kuò)展到原來(lái)的細(xì)胞壁乃把細(xì)胞質(zhì)一分為二。

有絲分裂期所用時(shí)間，因生物和細(xì)胞的種類不同而有很大差別。一般要1～3小時(shí)，但快者有10多分鐘就可完成，慢者需5～6個(gè)小時(shí)，甚至更長(zhǎng)時(shí)間。通常，胚胎發(fā)生早期細(xì)胞分裂快，而成體組織細(xì)胞分裂慢。

在有絲分裂期中通常是前期和末期時(shí)間較長(zhǎng)，而中期和后期時(shí)間較短。

許多理化因素都影響有絲分裂過(guò)程。對(duì)于植物和低等動(dòng)物的細(xì)胞，在一定范圍內(nèi)(約8~25℃)溫度越低，細(xì)胞周期越長(zhǎng)，有絲分裂過(guò)程也越慢。接近零度的低溫可抑制紡鍾體的形成，使細(xì)胞受阻在有絲分裂中期。電離輻射，如X射線和γ射線能抑制細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂。許多化學(xué)藥物都有抑制有絲分裂的作用，如秋水仙素、對(duì)二氯苯等。促進(jìn)有絲分裂的化學(xué)物質(zhì)有植物凝集素、赤霉素等。

有絲分裂 - 動(dòng)植物的不同

分裂后期

用藥物(秋水仙素、巰基乙醇等)破壞紡錘體，則染色體不能排列到赤道面，除去藥物后，紡錘體重新形成，則染色體又能排列到赤道面，由此可見(jiàn)，染色體向赤道面的排列和紡錘體的活動(dòng)有關(guān)。由輻射損傷或其他原因造成的沒(méi)有著絲點(diǎn)的染色體斷片不能排列到赤道面上。因此說(shuō)明，染色體向赤道面的排列和著絲點(diǎn)的活動(dòng)有關(guān)。用微束紫外線照射時(shí)二價(jià)體的一側(cè)著絲點(diǎn)或著絲點(diǎn)絲，則染色體不能正好位于赤道面，而偏近于未受照射的著絲點(diǎn)所面向的一極。這說(shuō)明染色體在赤道面的配位必須兩個(gè)著絲點(diǎn)及與兩極相連的兩側(cè)著絲點(diǎn)絲都正常地發(fā)揮作用。根據(jù)以上事實(shí)和其他觀察，推測(cè)在前中期時(shí)兩個(gè)著絲點(diǎn)分別以著絲點(diǎn)絲與兩極相連，靠?jī)蓸O牽引力的平衡，使染色體位于赤道面上。除這種牽引平衡的力量外，還可能有其他一些因素起輔助作用。

后期染色體運(yùn)動(dòng)

后期時(shí)兩組子染色體向兩極移動(dòng)，而在有些細(xì)胞兩極也被推開(kāi)更遠(yuǎn)。關(guān)于這種運(yùn)動(dòng)的機(jī)制尚無(wú)定論。后期時(shí)著絲點(diǎn)微管在向極的末端不斷解聚，因而逐漸變短。這可能是使染色體被拉向兩極的重要原因。 因?yàn)樵隗w外實(shí)驗(yàn)中給模型細(xì)胞添加O以阻抑微管的解聚時(shí)，則染色體向兩極移動(dòng)過(guò)程停止，反之，如果添加少量秋水仙素以促使微管解聚速度加快，則染色體向兩極移動(dòng)速度也加快。有些細(xì)胞在分裂后期兩極分開(kāi)更遠(yuǎn)可能是由下述機(jī)制造成的：來(lái)自兩極的極微管在赤道區(qū)互相重疊，微管蛋白在它們的自由末端聚合而使微管加長(zhǎng)。這些重疊的來(lái)自兩極的微管互相滑動(dòng)，使兩極推開(kāi)更遠(yuǎn)。

有絲分裂 - 意義

有絲分裂的重要意義，是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制(實(shí)質(zhì)為DNA的復(fù)制)以后，地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA，因而在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。可見(jiàn)，細(xì)胞的有絲分裂對(duì)于生物的遺傳有重要意義。