2.DNA合成期(S期):合成DNA时期,染色体发生复制,DNA含量比G1期增加一倍。
3.DNA合成后期或有丝分裂准备期(G2期):G2期的每条染色体由两条完全相同的染色单体组成,含一个完全相同的DNA分子。
4.分裂期(M期):是进行有丝分裂的时期。
(二)细胞分裂的类型
无丝分裂、有丝分裂、减数分裂等。
1.无丝分裂:是指间期核不经任何有丝分裂时期,直接分裂,形成差不多相等的两个子细胞。
2.有丝分裂:又称间接分裂,分为核分裂和胞质分裂。一个细胞经过一次有丝分裂,产生染色体数目和母细胞染色体数目相同的两个子细胞。据核的变化,又分为前期、中期、后期和末期。
(1)前期:核内的染色质凝缩成染色体,核仁解体,核膜破裂以及纺锤体形成。间期核的染色质是细长的细丝,分裂前期,染色质丝螺旋缠绕逐渐增粗,为念珠状的细丝,继续螺旋化缩短、变粗,成为分离的染色体,染色体缩至最短,核仁解体,其组成物质的一部分转移到了染色体。前期最末,核膜破裂,和内质网结合,此时核液和细胞质混合起来,此外,前期终了前,核的两极出现少量的微管细丝,开始形成纺锤体。
(2)中期:是染色体排到赤道面上,纺锤体完全形成的时期。核膜破裂,标志着前期的结束,各染色体的染色单体清晰可见,微管伸长,形成纺锤丝,有的通过两极,有的从一极附着到染色单体的着丝点上。每个染色单体,各有一个着丝点,所有的纺锤丝形成了一个纺锤状的构象,称为纺锤体。纺锤丝在染色体的运动上起重要作用,由于微管的作用,染色体移动,到细胞中部,染色体的着丝点,都排在赤道面。中期时便于计数染色体数目。
(3)后期:各个染色体染色单体分开,由赤道面移向细胞两极的时期。后期时,染色体仍继续缩短,达最短程度。染色体从着丝点分开,向两极移动,到两极集中。
(4)末期:是形成二子核和胞质分裂的时期。到达两极的子染色体,膨胀而失去轮廓,螺旋解开,变为染色质细丝,并形成新的核膜,核仁出现,形成了两个子核。
经过核分裂和胞质分裂,一个母细胞成为两个子细胞,子细胞染色体的数目和母细胞的相同,为2N。
凡是进行有性生殖的动植物都有减数分裂的过程。两个性细胞,即配子(精子或卵)融合为一,成为合子或受精卵,再发育成新的一代,称为有性生殖。
3.减数分裂:包括两次连续的分裂,但其DNA只复制一次,一个母细胞经过减数分裂以后,形成4个子细胞,这样,每个子细胞染色体的数目(以N表示),比母细胞(2N)减少了一半。所以称为减数分裂。
如人的体细胞含23对(46条)染色体,经减数分裂产生的精子和卵细胞(配子)染色体数目只有23条,受精后又恢复为46条。
减数分裂也分为间期和分裂期。间期细胞进行DNA的复制。分裂期细胞进行两次连续的分裂。
(1)减数分裂的第一次分裂:称为减数分裂Ⅰ,包括4个时期。
①前期Ⅰ:又可分为以下6个时期:
◆前细线期:核中染色体极细,在光镜下难以分辨,但染色体已开始凝缩,出现螺旋丝。
◆细线期:染色质经螺旋化,形成细长线状的染色体,每条染色体含有2条染色单体。细胞核和核仁增大,RNA含量增加一倍。
◆偶线期(合线期):同源染色体(一条来自父本,一条来自母本,两者的形状,大小很相似,而且基因顺序也相同的染色体)
两两靠拢,准确的配对,这种现象称为联会(配对的染色体称为二价体)。
◆粗线期:染色体缩短变粗。二价体的数目为原来二倍体染色体数目的一半。每个二价体含有4条染色单体,也称为四联体(每一条染色体由2条染色单体组成)。此期有一个很重要的现象是,二价体中不同染色体的染色单体之间,可在若干相对应的位置上发生横断,并发生染色单体片段的互换和再结合,而另两条染色单体则不变。这种现象称为交换,即在粗线期同源染色体的非姊妹染色单体间发生局部交换。交换对生物的遗传和变异有重大意义。
◆双线期:染色体继续缩短变粗。配对的同源染色体彼此排斥并开始分离,但在染色单体之间发生交换的地方—交叉点,仍然连接在一起。因此联会的染色体呈现出X、V、8、0等形状。
◆终变期:染色体变得更为粗、短,染色体对常分散排列在核膜内侧,因此,这一时期是观察、计算染色体数目最适宜的时期,此期末,核膜、核仁相继消失,纺锤丝开始出现。
②中期Ⅰ:成对的染色体(二价体)排列在细胞中部的赤道面上,两条染色体的着丝点分别排列在赤道面的两侧,纺锤体形成。这个时期也是对染色体进行计数和研究的适宜时期。
③后期Ⅰ:在纺锤丝的牵引下,二价体中两条同源染色体分开,分别移向两极。这样每一极染色体数目只有原来母细胞的一半。(但注意的是,每一个染色体仍然含有2条染色单体,实际上减数分裂就是在此减数)。
④末期Ⅰ:染色体到达两极。染色体螺旋解体,重新出现核膜,形成两个子核,并进行胞质分裂。
(2)减数分裂的第二次分裂:减数分裂的第二次分裂紧接着第一次分裂,或有一个极短的分裂间期。在第二次分裂前没有DNA的复制和染色体的加倍。减数第二次分裂与有丝分裂相似,也可分为4个时期。
①前期Ⅱ:此期很短。已伸展的染色体又螺旋化缩短变粗,核膜再度消失,纺锤丝重新出现。
②中期Ⅱ:染色体以着丝点排列在子细胞的赤道面上,纺锤体形成。
③后期Ⅱ:着丝点分裂,染色单体彼此分离,在纺锤丝的牵引下分别移向两极。
④末期Ⅱ:移到两极的染色体解螺旋,核仁,核膜出现,各形成一个子核,并进行胞质分裂,这样就形成4个子细胞。
(3)减数分裂的基因组合:减数分裂时,同源染色体随机分配,因而配子的染色体组成多种多样。基因是染色体上的特定核苷酸序列,因此基因组合也是多种多样。
如果一种生物有2对染色体,产生22=4种配子;如果一种生物有3对染色体,则产生23=8种配子。人有23对染色体,精子和卵各有223=8388608种染色体组合。
(4)减数分裂的特点:●减数分裂只发生在生物的有性生殖过程中。●减数分裂形成的子细胞染色体数目为母细胞的一半。●减数分裂由两次连续的分裂完成,一个母细胞形成四个子细胞。●减数分裂过程中发生了同源染色体的配对、交叉、互换等现象。
(5)减数分裂的意义:●减数分裂产生的子细胞染色体数目减为母细胞的一半,细胞内只有一组染色体,由此形成的精细胞及卵细胞也是单倍体。精、卵结合形成受精卵又恢复了亲代的染色体数目,这就使每一种植物的染色体数目保持了相对的稳定性,也就是在遗传上保持了物种的相对稳定性。●减数分裂过程中,发生同源染色体间的交叉,即遗传物质的交换和重组,使后代出现了变异性。这对增强植物的适应能力,繁衍种族,都有重要意义。
第二节 组织、器官和系统
思考题:◆名词解释:组织、器官、系统。◆上皮组织分为哪些类型?各有何特点及功能?◆结缔组织的分类是什么?各有何特点和功能?◆肌肉组织的分类、特点。◆神经组织的组成是什么?神经元的构造是什么?
多细胞生物体的细胞,由于形态的分化和功能的分工,形成不同的组织、器官和系统。
一、组织的概念
组织是由相同功能和相似构造的细胞群以及细胞间质构成的。每种组织各完成一定的机能。
二、动物组织的类型
根据细胞的形态和功能的不同,细胞间质的多少和结构上的差异,可将动物的组织分成四大类:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。
(一)上皮组织:由形态规则、排列紧密的细胞和少量细胞间质组成,无血管(营养物质来自毛细血管渗透),细胞间有明显的连接复合体。呈膜状覆盖在动物体表和体内各种腔、管和囊的内表面。
上皮组织不断更新,如人体表皮每个月更新2次,胃上皮每2-3天更新1次。
上皮组织的功能:保护、吸收、排泄、感觉、分泌、呼吸、生殖等。
根据形态可分成单层和多层上皮二大类。
1.单层上皮:仅有一层细胞组成。
◆扁平上皮:细胞扁平,分布在血管壁和体腔内表面。
◆立方上皮:细胞呈立方形,核位于细胞中央。大多组成腺体。
◆柱状上皮:细胞柱形,核卵圆形,常位于细胞基部。组成胃、肠的内壁、呼吸和生殖器官的一部分。
2.复层上皮:由一层以上、处于不同发育阶段的细胞组成。
◆迁移上皮:细胞和层数随所在器官生理状况的改变而变迁。组成膀胱和输尿管的上皮。
依据功能可分为三种类型:
1.被覆上皮:覆盖在机体的内外表面,无脊椎动物的常单层,脊椎动物的常多层。
2.腺上皮:由特化的上皮细胞组成,具有制造和分泌物质的功能。如汗腺、唾液腺、乳腺、肠腺等等。
3.感觉上皮:为特化的上皮细胞,具有感觉功能,如听觉上皮、嗅觉上皮、视网膜、味蕾等。
4.生殖上皮:精细胞和卵细胞是特化上皮组织,位于睾丸和卵巢。
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