减数分裂始于双倍体细胞,这些细胞具有两个相同的染色体,称之为同源染色体。首先,细胞会进行DNA,使得每条同源染色体分别由两个姊妹染色单体组成。然后每组同源染色体会互相进行同源重组,在同源染色体之间形成物理性的结合。在次减数分裂时,同源染色体会借由纺锤体分离,形成组子代细胞。接着这些子代细胞会在不进行DNA的状况下进行第二次减数分裂。姐妹染色单体会在此时分离,形成总数四颗的第二组子代细胞。在雌性动物体内,通常会形成一个卵细胞以及两个极体(子代细胞所形成的极体直接退化而不进行分裂)。由于重组的关系,每个姊妹染色单体具有新的DNA构成,使得子代不会完全同于任何一个亲代。换句话说,每个配子都具有一系列来自于其亲代以及重组过后的染色质。在有性生物里的这些遗传多样性会促使天择的运作。
细胞学说时间轴 细胞学说创建时间
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减数分裂使用了许多与有丝分裂相同的机制。在一些植物、菌类或原生生物身上,减数分裂会形成孢子而不需要借由受精。有些真核生物,如蛭形轮虫,不具有减数分裂的能力,但以单性取代[3]。
在细菌及古菌身上并没有减数分裂的机制,他们是透过无性的方式分裂来繁衍下一代。然而,无性生物会透过一种类似“有性的”途径——基因水平转移来转移细菌与细菌/古细菌与古细菌间的DNA,使之具有与亲代不同的基因表现。
在细胞生物学领域有许多未解之谜,其中之一就是为什么有“细胞加油站”之称的椭圆形线粒体结构拥有的DNA,并且不会因为细胞中大量的遗传物质而受到影响。一项新研究有可能已经找到了这个问题的。
科学家认为,线粒体曾经是的单细胞生物体,直到10多亿年前才被更大的细胞吞噬。这样,它们避免了被消化的厄运,并且与宿主建立了一种互利关系,终使动植物等更为复杂的生命得以出现。
经过漫长的演变,线粒体基因组已经缩小。现在的细胞核中包含着绝大多数细胞遗传物质,甚至还有为线粒体提供服务的基因。随着时间的推移,大多数线粒体基因已经跳入了细胞核内。但是,如果这些基因是移动的,线粒体为什么还要将其保留下来,尤其是这些基因的突变会导致的罕见疾病,逐渐破坏患者的大脑、肝、心以及其他重要器官?
英国伯明翰大学的生物学家伊恩·约翰斯顿与马萨诸塞州剑桥市怀特黑德生物医学研究所的生物学家本·威廉姆斯联手,首次通过数学建模方法对各种设进行比较。他们对来自动植物、真菌和原生生物(如变形虫)的超过2000种不同的线粒体基因组进行了分析,并其进化路径,从而创建程序并计算得出不同基因以及基因组在特定时间点丢失的概率。
位于加拿大温哥华的不列颠哥伦比亚大学的生物学家凯斯·亚当斯并未参与此项研究,但他表示:“此类研究的常规做法当中并不包括建模的方法,这是该项目诸多创新之处的一个体现。”
线粒体通过一系列化学反应,沿着细胞膜传递电子来产生能量。该过程的关键在于一系列蛋白复合物及大的球蛋白被嵌入线粒体内膜。该研究小组发现,如果某个基因产生的蛋白质处于某个蛋白复合物的核心,则该基因更有可能被保留下来。同时,负责为周边生产更多能量的基因则更有可能被转运到细胞核。
约翰斯顿认为,将这些基因保留在线粒体中是细胞控制线粒体的一种特有方法,因为关键的蛋白质是在线粒体内产生的。这种局部控制意味着细胞可以更加快速有效地调节单个线粒体中瞬间能量的产生,而不必对其包含的成百甚至上千个线粒体进行大规模改变。
伦敦大学学院生物学家约翰·艾伦非该项目组成员,他表示,这就和人们应对火灾的做法一样,如果一栋庞大建筑物内的某个房间起火,人们会选择拿起灭火器直接定向灭火而不是给该建筑的管理人员拨打电话发出灭火的请求。
他还说:“我认为这是一个非常基本的反馈机制。”他的研究发现在有需要的地方恰好生产出某些线粒体蛋白,可以帮助细胞更好地调节能量产生。我们细胞中的其他结构也可以从这种局部控制的方式中获益。但线粒体作为曾经的细胞,是拥有指挥中心的细胞。
约翰斯顿与威廉姆斯的研究模型也反映出其他一些可能有重大意义的方面。例如,为线粒体蛋白进行疏水性或防水性编码的基因更有可能在线粒体中产生。这是因为如果这些蛋白质在细胞中的其他地方产生,有时可能会在转运中停滞下来。
基因本身的化学结构也会影响它们是否能够保留下来。那些能够抵抗线粒体内部恶劣环境,不容易遭到破坏的基因保留下来的可能性更大。
约翰斯顿认为,他与威廉姆斯开发的计算机程序可以用于线粒体基因组筛选之外的许多方面。该算法能够分析致病基因或疾病症状在某个时间获得或丧失某些特征的任何问题。他希望该模型能有助于后续研究的预测工作。
细胞壁、细胞膜、细胞质(液泡、线粒体、叶绿体都属于)细胞核
由外到内:细胞壁 ,细胞膜,细胞质,细胞核。液泡,叶绿体,线粒体都是细胞器,在细胞质内随机分布,没有顺序可言。
植物细胞不含线粒体,只有叶绿体的哦!顺序为1、 细胞壁 2、细胞膜 3、细胞质 :叶绿体、液泡 4、细胞核
细胞壁>细胞膜>细胞质> 细胞核/液泡/线粒体/叶绿体
后四个亚细胞器属于并列的关系,分别分散在细胞质中
七细胞为卵细胞,助细胞(2),极核(两个核),反足细胞(3)
细胞壁
细胞膜
细胞质基质
细胞器
细胞核膜
细胞核质
细胞核仁
减数分裂各时期图像见下:
减数分裂各时期特点:
减数分裂可以分为两个阶段,间期和分裂期,其中间期分为G1期、S期和G2期。分裂期又分为减数次分裂期(减一),减数第二次分裂期(减二)。减一的末期和减二的前期可以看作同一个时期,我们一般将其称为减一的末期。
1、细胞分裂前的间期:有丝分裂细胞在进入减数分裂之前要经过一个较长的间期,称前减数分裂间期。和有丝分裂不同的是DNA不仅在S期合成,而且也在前期合成一小部分。进行DNA和染色体的,但染色体数目不变,后的每条染色体包含两条姐妹染色单体,DNA数目变为原细胞的两倍。
2、减一前期:同源染色体联会.形成四分体(或“四联体”),出现纺锤体,核仁核膜消失。同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换。减数分裂的特殊过程主要发生在前期I,通常人为划分为5个时期:①细线期、②合线期、③粗线期、④双线期、⑤终变期 。
3、减一中期:核仁消失,核膜解体,中期I的主要特点是染色体排列在赤道面上.每条同源染色体由一侧的纺锤丝牵引。同源染色体着丝点对称排列在赤道板两端。(与动物细胞的有丝分裂大致相同,动物细胞有丝分裂为着丝点排列在赤道板上)。
4、减一后期:在纺锤丝的牵引下,成对的同源染色体分离,移至两极.所以染色体数目减半。但每个子细胞的DNA含量仍为2C.同源染色体随机分向两极,使母本和父本染色体重所组合,产生基因组的变异。同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极。
5、减一末期:细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和极体。染色体到达两极后,解旋为细丝状、核膜重建、核仁形成,同时进行胞质分裂。
6、减二前期:次级精母细胞(次级卵母细胞)中染色体再次聚集,再次形成纺锤体。
7、减二中期:染色体着丝点排在赤道板上。
8、减二后期:染色体着丝点分离,染色体移向两极。
9、减二末期:细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。
扩展资料: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。
减数分裂的结果是:成熟细胞中的染色体数目比原始细胞的减少一半。减数分裂 范围是进行有性的生物;时期是从原始细胞发展到成熟细胞。
减数分裂是指有性的个体在形成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。
参考链接:
减数分裂过程:
减数分裂可以分为两个阶段,间期和分裂期,其中间期分为G1期、S期和G2期。分裂期又分为减数次分裂期(减一),减数第二次分裂期(减二)。在高中知识范围内,减一的末期和减二的前期可以看作同一个时期,我们一般将其称为减一的末期。(减一末期与减二前期间有间期但很短可以忽略)
1.细胞分裂前的间期,进行
DNA和染色体的,但染色体数目不变,后的每条染色体包含两条姐妹染色单体,DNA数目变为原细胞的两倍。
2.减一前期同源染色体联会.形成四分体(或“四联体”),出现纺锤体,核仁核膜消失。同源染色体非姐妹染色单体可能会发生交叉互换。
3.减一中期.同源染色体着丝点对称排列在赤道板两端。(与动物细胞的有丝分裂大致相同,动物细胞有丝分裂为着丝点排列在赤道板上)
4.减一后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极。
5.减一末期细胞一分为二,形成次级精母细胞或形成次级卵母细胞和极体。
6.减二前期次级精母细胞(次级卵母细胞)中染色体再次聚集,再次形成纺锤体。
7.减二中期染色体着丝点排在赤道板上。
8.减二后期染色体着丝点分离,染色体移向两极。
9.减二末期,细胞一分为二,次级精母细胞形成精细胞,次级卵母细胞形成卵细胞和第二极体。
减数次分裂前期减数次分裂中期减数次分裂后期减数次分裂末期
这里要强调指出的是:联会的同源染色体彼此分离开来,说明染色体具有一定的性;同源的两个染色体各移向哪一极是随机的,这也就是说,不同对的染色体之间是自由组合的。和卵细胞的形成过程,都具有这样的特点。
次分裂以后,紧接着就进行第二次分裂。这时候,两个次级精母细胞中每个染色体的着丝点分裂为二,两个姐妹染色单体完全分开,各有一个着丝点。这样,两个姐妹染色体单体就成为两个染色体了。由于纺锤丝的牵动,这样的两个染色体分别向细胞的两极移动。接着,细胞分裂开来,两个次级精母细胞分裂成为四个细胞,这四个细胞就是细胞,它们只含有数目减少一半
细胞经过变形,形成。的头部含有细胞核,尾部很长,所以能够游动。
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