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打破常规!发现令人吃惊的细胞分裂方式(什么是分裂细胞的无丝分裂和二分裂?)

妙手生春 2024-05-14 02:27:47

打破常规!发现令人吃惊的细胞分裂方式

大多数细菌通过将一种被称作ftsz的蛋白放置在分裂位点上进行细胞分裂。传统上,人们普遍认为ftsz必需组装成一种环状结构以便招募十几种其他的蛋白,并且与它们一起同时施加一种均匀的收缩力,从而从左右两边对细菌进行挤压。这就好比一个人试图利用大拇指和无名指挤压棒状气球一样。尽管对这种分裂蛋白复合体中的哪种蛋白产生这种收缩力仍然存在争论,但是从来没有争议的一点是ftsz形成一种环状结构。由连续的ftsz蛋白丝或短的部分重叠的ftsz蛋白丝形成的这种环状结构长期以来被认为是细胞分裂所必需的,它的形状可以是不规则的、椭圆形的或圆环形的。细菌细胞生物学教科书是通过研究能够在实验室中培养的微生物而被撰写的。然而,迄今为止,大多数细菌并不能够培养,而且仅能够在它们的天然环境中观察到。这就是与多细胞有机体存在密切联系的细菌的情形。奥地利维也纳大学生态基因组学与系统生物学系科学家和她的团队研究了在海洋线虫表面上生长和增殖的细菌。正是在位于加勒比海中央的一个热带岛屿附近的这些海洋线虫的表面上,他们发现了一种非常规的细菌。这种共生菌是一种大约1 x 3 μm的杆状细菌,并且利用一个极附着到它的线虫宿主的表面上。它做的第一件怪异的事情是将让它的分裂面与它的长轴平行,这就是它纵向分裂而不是横向分裂(像常规的杆状细菌所做的那样)。这种聪明伶俐的的共生菌居然是非同步地发生细胞分裂。这就是它首先在附着到线虫的极上发生内折,然后在它的自由的极上发生内折。论文第一作者、维也纳大学生态基因组学与系统生物学系研究员解释道,“但是最令人吃惊的之处在于:当我们寻找ftsz环时,我们根本就没有发现。”这种共生菌的细胞分裂让科学家们感到眼花缭乱,这就是他们并不知道这种诡异的细胞分裂可能带来什么样的进化优势。一种可能的解释是这将会允许这种共生菌对它的线虫宿主保持忠诚。bulgheresi猜测,“纵向分裂可能进化出来的目的在于将这种宿主附着传递给两个子细胞。换言之,是为了避免一个子细胞因未附着到宿主上而丢失在海洋或沙子中。”

什么是分裂细胞的无丝分裂和二分裂?

无丝分裂和二分裂虽然都是细胞繁殖的过程,但是两者有区别,具体异同如下。

相同点

无丝分裂与二分裂本质上都是独特的细胞增殖方式。通过这两种分裂,可同时形成多个核,且分裂时细胞核仍可执行其生理功能。

不同点

一、分裂方式不同

1、二分裂指细菌、鞭毛植物、硅藻和大部分原生动物等单细胞生物进行繁殖时,拟核分裂一次形成两个拟核,新核分别向两侧移动,伴随着新核的移动细胞的原生质也向新核周围移动,最终细胞纵向或横向一分为二,形成两个新的个体。

2、无丝分裂是最早被发现的一种细胞分裂方式。指处于间期的细胞核不经过任何有丝分裂时期,而分裂为大小大致相等的两部分的细胞分裂方式。其分裂时没有纺锤丝与染色体的变化,并且这种分裂方式是细胞核和细胞质的直接分裂。

二、两者的生物对象不同

1、无丝分裂则是发现最早的一种真核细胞的分裂方式,在真核生物中普遍存在,而且不仅在体细胞中,在高等植物中也常见,特别是高等植物营养丰富的部位,甚至在生殖细胞中都能进行无丝分裂。如胚乳细胞(胚乳发育过程愈伤组织形成)、表皮细胞、根冠,总之薄壁细胞占大多数。

2、原核生物的分裂叫二分裂,指的是生物进行的一种最原始的细胞增殖方式。二分裂也是原生动物最普遍的一种无性生殖.一般是有丝分裂,分裂时细胞核先由一个分为二个,DNA分子均等的分布在两个子核中,随后细胞质也分别包围两个细胞核,形成两个大小、形状相等的子体。

三、两者分裂过程不同

1、无丝分裂的过程大致可划分为四个时期。第一期核内染色质复制倍增,核及核仁体积增大,核仁及核仁组织中心分裂。第二期以核仁及核仁组织中心为分裂制动中心,以核仁与核膜周染色质相联系的染色质丝为牵引带,分别牵引着新复制的染色质和原有的染色质。

新复制的染色质在对侧核仁组织中心发出的染色质丝的牵引下,离开核膜移动到核的赤道面上。第三期核拉长成哑铃型,中央部分缢缩变细。第四期核膜内陷加深,最终缢裂成为两个完整的子细胞核;接着,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞。

2、二分裂的过程较为普遍、简单。由于细菌没有核膜,只有一个大型的环状DNA分子,细菌细胞分裂时,DNA分子附着在细胞膜上并复制为二,然后随着细胞膜的延长,复制而成的两个DNA分子彼此分开;同时,细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长,形成隔膜,将细胞质分成两半,形成两个子细胞。

扩展资料

细胞分裂的生理作用

1、主要是引发细胞分裂,诱导芽的形成和促进芽的生长。对组织培养的烟草髓或茎切段,细胞分裂素可使已不具备分裂能力的髓细胞重新分裂。这种现象曾被用于细胞分裂素的生物测定。茎切段的分化常受细胞分裂素及生长素比例的调节。当细胞分裂素对生长素的浓度比值高时,可诱导芽的形成;反之则有促进生根的趋势。

如对抑制的腋芽局部施用细胞分裂素或在侧芽上涂抹一定浓度的生长素,可以解除顶端对侧芽的抑制(即顶端优势)。天然的簇生植物(莲座状植物)或由于病害发生“丛枝病”的植物里,常含有较多的细胞分裂素。

2、细胞分裂素还有防止离体叶片衰老、保绿的作用,这主要是由于细胞分裂素能够延缓叶绿素和蛋白质的降解速度,稳定多聚核糖体(蛋白质高速合成的场所),抑制DNA酶、RNA酶及蛋白酶的活性,保持膜的完整性等。在叶片上局部施用细胞分裂素,能吸聚其他部分的物质向施用处运转和积累。

3、可促进硝酸还原酶、蛋白质和核酸的合成。已知在tRNA中与反密码子相邻的地方有细胞分裂素,在蛋白质合成过程中,它们参与到tRNA与核糖体mRNA复合体的连接物上。但这可能不是外源细胞分裂素的作用方式。因为在tRNA中,细胞分裂素的合成是由原来在tRNA中的嘌呤的改变产生的。而外源细胞分裂素并不参入tRNA中,但可促进硝酸还原酶、蛋白质和核酸的合成。

参考资料来源:百度百科-二分裂

参考资料来源:百度百科-无丝分裂

细胞分裂的种类有哪些

细胞分裂是生物体生长和繁殖的基础,通常由一个母细胞产生两个或若干子细胞。产生两个不同子细胞的分裂被称为不对称细胞分裂,也称为异裂。
根据类型常可区分为有丝分裂(mitosis)和无丝分裂,在真核生物中以有丝分裂尤为重要,它不改变染色体的倍数
细胞分裂的另外一种形式是减数分裂(meiosis)。减数分裂产生染色体倍数减半的生殖细胞,即配子,这是有性生殖的必要条件。
如果细胞分裂失去控制,常常导致特定细胞团的增生,异生或肿瘤。严重的情况下发生恶性肿瘤,其中上皮组织来源的被称为癌症。
原核细胞和真核细胞的细胞分裂方式有很大的不同。原核细胞的分裂方式简单,细胞周期短,在适宜条件下可大量繁殖(如细菌每20分钟就可分裂一次),其分裂方式为一分二或二分裂,习惯上又称无丝分裂或直接分裂。真核细胞的分裂较原核细胞复杂的多,根据细胞在分裂过程中所表现的形式不同,大体分为三种类型,无丝分裂,有丝分裂和减数分裂。
能够影响细胞分裂的因素很多,而且极为复杂,目前还没达到对其全面认识的水平,下面仅就已取得的资料作一介绍。 (1)细胞的表面积与体积之比以及细胞核与细胞质体积之间的平衡:细胞通过它的表面不断地与周围环境或邻近细胞进行物质交换,这么它就必须有足够的表面积,否则它的代谢作用就很难进行.但细胞的体积由于生长而逐渐增大时,表面积与体积的比例就会变得越来越小,物质交换适应不了细胞的需要,这可以引起细胞的分裂,以恢复适宜的比例.同样的,细胞核中的遗传信息指引和控制范围有限,细胞核对太大范围的细胞质的调控作用就会相对减少.

有人曾做过这样的实验:当人工培养的变形虫快要分裂的时候,把它的细胞质切去一大块,这个变形虫就不再分裂.等它长大起来又要分裂的时候又切去一块,它也不再分裂.但如果让其继续生长,体积达到一定大小时,它又会分裂起来.

(2)抑素(3)cAMP (4)激素 (5)接触抑制(contact inhibition)

生物问题之细胞分裂

细胞分裂(cell division)是生物体生长和繁殖的基础,通常由一个母细胞产生两个或若干子细胞。产生两个不同子细胞的分裂被称为不对称细胞分裂,也称为异裂。 根据类型常可区分为有丝分裂(mitosis)和无丝分裂,在真核生物中以有丝分裂尤为重要,它不改变染色体的倍数 细胞分裂的另外一种形式是减数分裂(meiosis)。减数分裂产生染色体倍数减半的生殖细胞,即配子,这是有性生殖的必要条件。 如果细胞分裂失去控制,常常导致特定细胞团的增生,异生或肿瘤。严重的情况下发生恶性肿瘤,其中上皮组织来源的被称为癌症。 目录 [隐藏] 1 原核细胞的分裂 2 真核细胞的分裂 2.1 无丝分裂 2.2 有丝分裂 2.3 胞质分裂 3 减数分裂 4 影响细胞分裂的因素 [编辑] 原核细胞的分裂 原核细胞和真核细胞的细胞分裂方式有很大的不同。原核细胞的分裂方式简单,细胞周期短,在适宜条件下可大量繁殖(如细菌每20分钟就可分裂一次),其分裂方式为一分二或二分裂,习惯上又称无丝分裂或直接分裂。 [编辑] 真核细胞的分裂 真核细胞的分裂较原核细胞复杂的多,根据细胞在分裂过程中所表现的形式不同,大体分为三种类型,无丝分裂,有丝分裂和减数分裂。 [编辑] 无丝分裂 又称直接分裂,无丝分裂曾一度被认为只在低等生物中普遍
因为这种分裂方式是细胞核和细胞质直接分裂
遗传物质不能平均分配。是发现最早的一种细胞分裂方式。早在1841年,R.Remak首先在鸡胚血细胞中观察到这种分裂方式。因为在分裂过程中没有出现纺缍丝和染色体的变化,所以1882年,Flemming提出无丝分裂的概念。 [编辑] 有丝分裂 最初称这种分裂方式为核分裂,因为在分裂过程中出现纺缍丝和染色体等一系列变化,然后才出现细胞的真正分裂,所以又称为间接分裂或有丝分裂。1882年弗莱明提出,还由于这种分裂方式是多细胞生物体的体细胞的分裂方式,故又称体细胞分裂。 有丝分裂是一连续的复杂动态过程,为叙述方便,根据形态学上的变化,按这些过程的先后顺序分为前期(前中期)、中期、后期和未期。下面以动物细胞的分裂为例,说明各期特点 [编辑] 胞质分裂 除特殊组织细胞外,多数细胞在染色体解旋和核膜形成的同时,便进行细胞体的分裂,或称胞质分裂。但也有胞质分裂与核分裂不同步的。 动物细胞的胞质分裂,是以缢缩和起沟的方式进行的,缢缩的动力推测是由于在细胞质周边有一个微丝(microfilaments
actin)以及肌浆球蛋白(myosin)组成的「收缩环」,它的紧缩使细胞产生缢束,在缢束处起沟,使细胞一分为二。 植物细胞的胞质分裂,因带有细胞壁的缘故,另具特点。是靠形成细胞板来完成的。 在分裂未期,赤道面处的纺缍丝保留下来,并增加微管数量,向四周扩展,形成桶状结构—成膜体(phragmoplast)。来自内质网和高尔基复合体的含有多糖的小泡移向成膜体,小泡膜融合在一起而成为细胞板(cell plate)。一些充满果胶类物质的小泡,继续向细胞板间添充,形成中胶层及初生壁成分。最后细胞板两层膜和亲体细胞的质膜融合,将细胞一分为二。 真菌细胞的分裂同时具有上述两种特征。如裂殖酵母(fission yeast
Schizosaccharomyces pombe)分裂时,微丝环紧缩发生在分裂末期。胞质分裂完成后细胞板(此处称为ceptum)开始形成。在细胞板周围也有类似于桶状的微管结构, 称为post-anaphase array (PAA)。在细胞板形成过程中,内质网和高尔基体的同源结构均在细胞中央集结。 [编辑] 减数分裂 减数分裂是真核细胞中一种特殊类型的细胞分裂,出现在进行有性生殖的生物的生殖细胞中,是1883年Beneden最先阐述的,指通过两个细胞周期使染色体数目减少一半的细胞分裂方式。由于发生在生殖细胞成熟过程中,所以又有成熟分裂(maturation division)之称。 通过减数分裂使亲代与子代之间的染色体数目保持恒定,保证了物种的相对稳定性;另外在减数分裂过程中,发生非同源染色体的重新组合,以及同源染色体间的部分交换,从而使配子的遗传基础多样化,这就为生物的变异及其对环境条件的适应性提供了重要的物质基础。因此,减数分裂是生物有性生殖的基础,是生物遗传、生物进化和生物多样性的重要基础保证。 由有丝分裂向减数分裂的转变 精原细胞和卵原细胞是进行有丝分裂的,为什么到了初级性母细胞就改为减数分裂了呢?是什么因素控制调节这种分裂方式的转变的呢?这些问题尚不清楚,推测可能是多因素的综合作用结果,不过根据有些学者初步实验,可以断定这种转变是发生在前减数分裂的G2期。减数分裂前间期的G2期。 减数分裂过程的分析 第一次减数分裂或减数分裂Ⅰ(first meiotic division,meiosisⅠ)包括:前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、未期Ⅰ和胞质分裂Ⅰ六个阶段。然后,通过一个短暂的间期进入减数分裂Ⅱ。 第二次减数分裂或减数分裂Ⅱ(second meiotic division,meiosisⅡ)包括:前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、未期Ⅱ) 减数分裂Ⅰ有其鲜明特点,主要表现在前期Ⅰ染色体配对和基因重组。减数分裂Ⅱ与一般有丝分裂雷同。 前期Ⅰ根据染色体的形态变化可划分为以下几个时期: 细线期 偶线期(合线期) 粗线期 双线期 [编辑] 影响细胞分裂的因素 能够影响细胞分裂的因素很多,而且极为复杂,目前还没达到对其全面认识的水平,下面仅就已取得的资料作一介绍。 (1)细胞的表面积与体积之比以及细胞核与细胞质体积之间的平衡:细胞通过它的表面不断地与周围环境或邻近细胞进行物质交换
这么它就必须有足够的表面积
否则它的代谢作用就很难进行.但细胞的体积由于生长而逐渐增大时
表面积与体积的比例就会变得越来越小
物质交换适应不了细胞的需要
这可以引起细胞的分裂
以恢复适宜的比例.同样的
细胞核中的遗传信息指引和控制范围有限
细胞核对太大范围的细胞质的调控作用就会相对减少. 有人曾做过这样的实验:当人工培养的变形虫快要分裂的时候
把它的细胞质切去一大块
这个变形虫就不再分裂.等它长大起来又要分裂的时候又切去一块
它也不再分裂.但如果让其继续生长
体积达到一定大小时
它又会分裂起来. (2)抑素(3)cAMP (4)激素 (5)接触抑制(contact inhibition)
参考: ***
1)变成染色体 (condensed chromosome)
then replicate 2)technically yes
depending on how long after mitosis u are looking at the daughter cells

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