教材 · 生物 · 遗传信息的表达与发生 · DNA 与遗传信息的表达

细胞周期与体细胞分裂

細胞周期と体細胞分裂

V 遺伝情報の発現と発生 / DNAの分子構造と複製
一句话结论

细胞周期=间期(G₁、S、G₂)+分裂期;DNA 在 S 期复制,每个细胞的 DNA 量 2→4,分裂后回到 2,而染色体数始终保持 2n。体细胞分裂产生两个遗传信息完全相同的子细胞。

在显微镜下看洋葱根尖的压片,绝大多数细胞里看不到棒状染色体,正在分裂的只是少数。这并不说明分裂罕见,而是分裂期在整个周期里只占很短一段:视野里各期细胞的数目之比,就是各期时长之比。

为什么是这样

细胞周期(細胞周期)分为间期和分裂期。间期又分三段:G₁ 期为 DNA 合成做准备,S 期复制 DNA,G₂ 期为分裂做准备。间期细胞并没有闲着,DNA 复制和大量蛋白质合成都在这时进行。不再分裂的细胞离开周期进入 G₀ 期,例如多数神经细胞。

分裂期依次为前期、中期、后期、末期。前期染色质凝缩成棒状染色体,每条由两条姊妹染色单体组成,核膜消失;中期纺锤丝附着在着丝粒(動原体)上,染色体排列在赤道面;后期姊妹染色单体分开,被拉向两极;末期核膜重新出现。随后细胞质分裂:动物细胞从外侧向内缢缩,植物细胞在中央形成细胞板并向外扩展。

因为每条染色体先完整复制、再把两份精确分开,两个子细胞拿到的遗传信息与母细胞完全相同。这就是体细胞分裂的意义。

细胞周期中每个细胞的 DNA 量变化每个细胞的 DNA 相对量24G₁期S期G₂期分裂期G₁期(前・中・后・末期)S 期 DNA 复制,量由 2 增到 4;分裂结束一分为二。染色体数(每个核 2n)全程不随 S 期加倍。

定量表达

以 G₁ 期每个细胞的 DNA 量为 2:S 期逐渐增到 4,G₂ 期和分裂期保持 4,细胞质分裂后每个细胞回到 2。染色体数的变化方式不同:S 期复制后每条染色体含两条染色单体,仍算一条,所以人的体细胞 2n=46 在间期一直是 46 条;后期姊妹染色单体分开后各算一条,细胞一分为二之前一个细胞里暂时有 92 条,分到两个子细胞后各为 46 条。

当群体中的细胞各自独立地处在周期的不同时刻时,某一时期的长度与观察到的该期细胞数成正比:t=Ta⁄N。其中 T 是细胞周期的长度,N 是观察到的细胞总数,a 是处于该期的细胞数。前提是细胞分裂不同步,并且计数时不偏挑某一类细胞。

怎么用

典型题:洋葱根尖共计数 500 个细胞,间期 450 个、前期 30 个、中期 8 个、后期 6 个、末期 6 个,细胞周期为 24 小时。先判断这是「细胞数之比=时长之比」的题,再代入:分裂期细胞共 50 个,t=24×50⁄500=2.4 小时;前期为 24×30⁄500=1.44 小时。间期占了约九成的时间,所以视野里大多看不到染色体。

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