关于基因的有丝分裂以及减数分裂

关于基因的有丝分裂以及减数分裂1.减数分裂:减数分裂是生物细胞中染色体数目减半的分裂方式。性细胞分裂时，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次，这是染色体数目减半的一种特殊分裂方式。减数分裂不仅是保证物种染色体数目稳定的机制，同时也是物种适应环境变化不断进化的机制。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。减数分裂（Meiosis）范围是进行有性生殖的生物；时期是从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞。减数分裂是指有性生殖的个体在形成生殖细胞过程中发生的一种特殊分裂方式，不同于有丝分裂和无丝分裂，减数分裂仅发生在生命周期某一阶段，它是进行有性生殖的生物性母细胞成熟、形成配子的过程中出现的一种特殊分裂方式。受精时雌雄配子结合，恢复亲代染色体数，从而保持物种染色体数的恒定。2.有丝分裂：有丝分裂（mitosis），又称做间接分裂，由W.Fleming于1882年首次发现于动物及E.Strasburger（1880）年发现于植物。特点是有纺锤体染色体出现，子染色体被平均分配到子细胞，这种分裂方式普遍见于高等动植物（动物和高等植物）。是真核细胞分裂产生体细胞的过程。动物细胞（低等植物细胞）和高等植物细胞的有丝分裂是不同的。3.有丝分裂和减数分裂的区别：1.减数分裂过程中细胞连续分裂两次，而有丝分裂过程中细胞只分裂一次；2.减数分裂的结果是染色体数目减半，而有丝分裂的结果是染色体数目不变；3.减数分裂后，一个细胞形成四个含有不同遗传物质组合的子细胞，而有丝分裂后，一个细胞只形成两个遗传物质相同的子细胞；4.减数分裂过程中有其特有的同源染色体配对和同源非姐妹染色单体间的局部交换，而有丝分裂没有。另外：①看染色体的数目：单数的话一定是减数分裂。②看有无同源染色体：没有的话一定是减数分裂。③若出现四分体，同源染色体分别排列在赤道板两侧就一定是减数分裂。没有以上情况出现就是有丝分裂。1.DNA高度螺旋，染色质凝结，染色单体数量开始不变，后期从着丝粒出分开，染色单体为零。2.DNA高度螺旋，染色质凝结，染色单体在第一次分裂时候数量不变，染色单体在第二次分裂后期时候染色体从着丝粒出分开，染色单体数量为零。3.有丝分裂间期细胞质凝结，细胞核膜和核仁消失。前期有中心粒发出纺锤丝牵引染色体，中期染色体的着丝粒排列在中央赤道板处，后期染色体从着丝粒出分离，纺锤丝将染色体向两极牵引，末期细胞质分裂而且重新形成新的核膜核仁，形成新的两个细胞。减数分裂的第一次分裂不同的地方在于第一次中期是同源染色体相对排列，对称排列在赤道板的两侧，后期染色体并不分离，直接形成两个新的细胞。在第二次分裂中就和有丝分裂相同了。4.最好观察的地方是在分裂中期，有丝分裂染色体的着丝粒排列在中央的赤道板，而减数分裂第一次中期是同源染色体相对排列，对称排列在赤道板的两侧，第二次分裂中期则跟有丝分裂一样，是着丝粒排列在中央的赤道板两侧4.染色体数目的确定染色体形态可分为单线型和双线型（如右图），当染色体复制完成后，就有单线型变为双线型，无论哪一种形态，染色体的数目都等于着丝点的个数。只要数清着丝点的个数，染色体的个数就知道了。5.特殊名词检索：〈1〉姐妹染色体：如右图，姐妹染色单体是指染色体在细胞有丝分裂（包括减数分裂）的间期进行自我复制，形成由一个着丝点连接着的两条完全相同的染色单体。（若着丝点分裂，则就各自成为一条染色体了）。每条姐妹染色单体含1个DNA分子。〈2〉姐妹染色单体：1.概述：其原理是，当细胞接触到5-溴脱氧尿嘧啶核苷(Brdu)时，Brdu可作为核苷酸前体物，专一替代胸腺嘧啶掺入到新合成的DNA链中。只要通过两个细胞复制周期，就可使姐妹染色单体中的一条单体的DNA双链中，有一股链是掺入有Brdu的，而另一条单体的DNA双链中，两股链全掺入有Brdu.这样的细胞经过分化染色处理，即可见到同一条染色体的两条姐妹染色单体有明显的差异，有一条单体为深色，另一条为浅色。2.简介：在有丝分裂和减数第二次分裂的后期，每对姐妹染色单体都随着着丝点的分裂而彼此分开。姐妹染色单体是对原有染色单体概念的拓展和深化。运用这一概念能够明析地反映出有丝分裂、减数分裂过程中染色体的行为特点，比笼统的染色单体的提法更形象、具体和贴切。3.单体关系：一般来说，染色单体应包括姐妹染色单体，但二者并非等同关系。其一，姐妹染色单体是由一个着丝点连着的并行的两条染色单体，是在细胞分裂的间期由同一条染色体经复制后形成的，在细胞分裂的间期、前期、中期成对存在，其大小、形态、结构及来源完全相同(但经过四分体时期的交叉互换后，会产生差异），就像连体的同卵双胞胎姐妹婴儿；而染色单体应指细胞中全部的姐妹染色单体，它们的大小、形态及来源不一定相同。因此，对姐妹染色单体在细胞中的数量应以几对数来叙述，就像几对同源染色体一样，而不宜用个数。其二，细胞中每对姐妹染色单体之间的化学组成是一致的，DNA分子的结构相同，所包含的遗传信息也一样，而染色单体之间所携带的DNA分子结构及遗传信息就不一定相同了。其三，在有丝分裂和减数第二次分裂的后期，每对姐妹染色单体都随着着丝点的分裂而彼此分开(就像连体的同卵双胞胎婴儿经手术后形成两个独立的人一样)〈3〉染色单体：1.概述：Chromatids(染色单体)：复制时产生的染色体拷贝。此名字通常用来形容处于随后的细胞分裂期它们分开的之前的染色体。2.分裂过程：从有丝分裂前期到中期（在有丝分裂后期，着丝点断裂，此时不存在染色单体），染色体沿其长轴发生纵裂。这样被分成的二条染色体各称为染色单体。开始成为一对的染色单体两者并不分开，逐渐它们具有独立的基质，并在其中各自形成二条染色丝。而且染色单体往往出现互相关联的螺旋。这些螺旋的圈数在中期以前逐渐减少，并且着丝粒也开始分裂。从中期进入后期时，一对染色单体就互相完全分开，作为子染色体分别向相反的两极移动。减数分裂的二价染色体是由4条染色单体（四分染色体）产生的。染色单体是在有丝分裂的细胞间期就形成的3.组成部分：“X”中有两条染色单体，一条染色体，两个DNA分子。当“X”分裂成“|”和“|”后，这时没有染色单体了（“|”不能称为一条染色单体，只有在“X”这个形态时才能说其中有两条染色单体）染色单体的计算根据着丝点，一个着丝点有两个染色单体。“|”没有染色单体，只有一条染色体，一个DNA分子。〈4〉同源染色体：如右图，是在二倍体生物细胞中，形态、结构基本相同的染色体，并在减数第一次分裂（参考减数分裂）的四分体时期中彼此联会（若是三倍体及其他奇数倍体生物细胞，联会时会发生紊乱），最后分开到不同的生殖细胞（即精子、卵细胞）的一对染色体，在这一对染色体中一个来自母方，另一个来自父方。同源染色体（homologouschromosomes）是有丝分裂中期看到的长度和着丝点位置相同的两个染色体，或减数分裂时看到的两两配对的染色体。同源染色体一个来自父本，一个来自母本；它们的形态、大小和结构相同。由于每种生物染色体的数目是一定的，所以它们的同源染色体的对数也一定。例如豌豆有14条染色体，7对同源染色体。同源染色体上常含有不同的等位基因，减数分裂时又进行了交换并随机地分配到不同的性细胞中去，这对于遗传重组有重要意义。正常细胞中，一对同源染色体若表示为由两条染色体A、B组成，在减数分裂中变成“AA`”组和“BB`”组，两组联会形成四分体；有丝分裂中变成“AA`”组和“BB`”组，但两组不联会，在有丝分裂中期染色体的着丝点整齐排列在赤道板上，着丝点分开后染色体平均分配到两个子细胞。〈5〉着丝点：着丝点(kinetochore）如右图，着丝粒两侧的具有三层盘状或球状结构的蛋白。高等植物的着丝点呈球形。着丝点的定位与形成决定于着丝粒特异的DNA顺序，在有丝分裂一开始便形成。着丝点(Kinetochore)是细胞分裂的重要细胞器，是细胞纺锤体微管附着的地方。分裂后期由于纺锤体微管的缩短，将复制后的二条染色单体拉向两极，遗传物质DNA随之平分到二个子细胞中去。〈6〉染色质：染色质（chromatin）最早是1879年Flemming提出的用以描述核中染色后强烈着色的物质。现在认为染色质是细胞间期细胞核内能被碱性染料染色的物质。染色质的基本化学成分为脱氧核糖核酸核蛋白，它是由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA（即核糖核酸）组成的复合物。〈7〉赤道板：赤道板equatorialplate亦称核板(是人们假想出来的)。细胞有丝分裂中期,每条染色体的的着丝点准确地排列在纺锤体中心的一条线上，与地球赤道的位置类似，因此叫做赤道板。配对的同源染色体(二价体)排列于赤道面中,形成赤道板。这时二价体因长短的不同和交叉数目的多少和有无而呈不同形态,中期Ⅱ染色体排列于赤道面,两条染色单体的着丝点分别向着两极,形成赤道板。后期Ⅱ时两条染色单体分开,移向两极。