有丝分裂是细胞生命周期中的一个重要过程,它是真核生物细胞增殖的主要方式之一。细胞通过有丝分裂确保了新细胞与母细胞具有相同的遗传信息,从而维持物种的遗传稳定性。
细胞增殖的意义在于生物体的生长、发育、繁殖以及遗传。在有丝分裂中,细胞经历一系列有序的阶段,通常被分为细胞周期的四个主要部分:间期、前期、中期和后期,以及末期。
1. 细胞周期:
- (1) 概念:细胞周期是指一个细胞从一次分裂完成到下一次分裂完成的全过程。
- (2) 两个阶段:间期(包括G1期、S期和G2期)和分裂期(包括前期、中期、后期和末期)。
- (3) 特点:间期占据了大部分细胞周期时间,主要进行DNA复制和蛋白质合成;分裂期则是细胞形态和遗传物质分配的关键时期。
2. 植物细胞有丝分裂各期的特点:
- 分裂间期:DNA复制完成,形成姐妹染色单体。
- 前期:染色体出现,核膜和核仁消失,纺锤体形成。
- 中期:染色体排列在赤道板上,形态清晰,适合观察。
- 后期:着丝点分裂,染色单体分开并向两极移动,染色体数量加倍。
- 末期:染色体变为染色质,核膜、核仁重建,细胞板形成,最终导致细胞壁的产生,将细胞分裂成两个子细胞。
3. 有丝分裂中染色体、DNA和染色单体数量的变化:
- 在间期,染色体复制,DNA数量加倍,染色单体出现。
- 前期至中期,染色体形态变化,但数量不变,DNA数量与染色单体相同。
- 后期,染色体数目加倍,DNA数量不变,染色单体消失。
- 末期,染色体和DNA数量恢复到间期状态,染色单体不再存在。
4. 植物与动物细胞有丝分裂的比较:
- 相同点:都有间期和分裂期,子细胞的染色体数目和遗传物质与母细胞相同。
- 不同点:纺锤体的来源(植物由细胞板形成,动物由中心体产生)和细胞分裂方式(植物形成细胞壁,动物细胞膜内陷)。
5. 有丝分裂的意义:
- 保证了亲子代细胞间的遗传稳定性,保持生物性状不发生改变。
6. 无丝分裂:在无丝分裂中,没有明显的纺锤丝和染色体变化,如蛙的红细胞分裂。
练习解答:
1. 细胞有8条染色体、8条染色单体、8个DNA分子。
2. 间期细胞有4条染色体、0条染色单体、4个DNA分子。
3. 子细胞有4条染色体、0条染色单体、4个DNA分子。
选择题答案:
细胞内染色体数a=4,染色单体数b=0,DNA分子数c=4,这个状态对应于有丝分裂的后期,因为此时染色体已分开,没有染色单体,而DNA数量与染色体数相同。所以答案是A. 前期。