细胞增殖 · 植物细胞的有丝分裂

先排好顺序,
再看见一次“复制与均分”

一颗洋葱根尖里的细胞,不是在一瞬间“变成两个”。它先为遗传物质准备副本,再把副本准确地送往相反两端。把镜头里的片段排成一条时间线,过程就会清楚起来。

起点

为什么要把遗传物质先复制?

一次细胞分裂的目标不是把原有物质随意分开,而是让两个子细胞各自得到一套相同的遗传物质先复制再均分。连续分裂的细胞,从上一次分裂完成下一次分裂完成,经历的全过程叫作细胞周期。

细胞周期分为分裂间期和分裂期。分裂间期看似安静,却完成 DNA 的复制和有关蛋白质的合成,为后面的分裂作准备。

推演 01

把五张“显微照片”放回发生顺序

先点选左侧的一张事件卡,再点右侧的空位;电脑上也可以直接拖动。提示:真正进入分裂期前,DNA 已经完成复制。

待排序的事件

一条连续的时间线

推演 02

每一步都在解决一个问题

分裂间期

“给什么东西均分?”

DNA 完成复制,有关蛋白质合成。此时每条染色体已由两条姐妹染色单体组成,但它们还没有被拉开。

前期

“怎样让遗传物质便于移动?”

染色质螺旋缠绕、缩短变粗,成为清晰的染色体;核仁逐渐解体、核膜逐渐消失,纺锤丝形成。

中期

“怎样做到两边机会相同?”

每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的一个平面上。这个位置称为赤道板,是随后等量分开的几何起点。

后期

“副本如何真正分家?”

着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两套相同的染色体,并在纺锤丝牵引下移向细胞两极。

末期与胞质分裂

“如何变成两个完整细胞?”

染色体解螺旋成染色质,纺锤丝消失,核膜和核仁重新出现。植物细胞中央出现细胞板,并向四周扩展形成新的细胞壁,胞质随之分开。

间期

复制与准备

前期

染色体出现

中期

赤道板排列

后期

着丝粒分裂

末期

细胞板形成

显微镜下

根尖装片为什么能留下这条时间线?

观察对象:洋葱根尖分生区

根尖分生区细胞呈正方形,排列紧密,分裂较旺盛,因而较容易找到处于不同阶段的细胞。

一个装片把许多细胞在同一时刻“定格”。看到的不是同一个细胞连续变化,而是不同细胞分别停留在不同阶段。

  1. 培养根尖并取材选取生长旺盛的根尖,材料中较容易找到分裂细胞。
  2. 制作装片:解离、漂洗、染色、制片解离使组织细胞相互分离;漂洗洗去解离液;染色使染色体着色;制片时使细胞分散开来。
  3. 先低倍镜定位,再高倍镜观察在低倍镜下找到分生区细胞,再转换高倍镜,辨认染色体的形态和位置。
  4. 用“同一时刻的很多细胞”还原过程间期细胞数通常最多,说明间期持续时间较长;各期细胞数的多少可作为其经历时间长短的线索。
读图时先问:染色体在什么位置?着丝粒有没有分裂?核膜是否重现?这三问比死记名称更能把各时期接起来。