2012年12月29日 星期六

細胞如何繁殖 How Cells Reproduce

探索生命《生物學》75
Aurelie Dupont and Manuel Legris - Sleeping Beauty Pas de Deux
1.        原核細胞的細胞分裂過程比較簡單,稱為二分裂法binary fission
細胞二分裂過程,先將單一條、環狀的染色體複製為二,然後這二個染色體分開連接到細胞膜的不同位置,接著細胞膜朝內凹長出新的細胞膜與細胞壁,將細胞一切為二。
2.        真核細胞的細胞分裂包括:
一、有絲分裂mitosis,這是細胞核的分裂;二、細胞質分裂cytokinesis
細胞在有絲分裂時期精密地複製基因材料,將完整的基因材料分配給每個子細胞。
3.        細胞從分裂開始到完成變為另一個獨立的細胞的過程,稱為細胞週期cell cycle。細胞循環由一系列的步驟組成。當一個細胞完成細胞分裂,在它進行下一個細胞分裂之前,有一段沒有活動的間隔,稱為G1G1 stage
4.        接續在G1期之後是合成期S,在S期細胞複製合成新的DNA;然後細胞進入另一個沒有活動的間隔,稱為G2G2 stage,這是細胞複製基因與細胞進行有絲分裂之間的分野。
5.        G1SG2,細胞還沒有開始分裂,這三個步驟合起來稱為間期interphase。細胞通過G1SG2期之後,進入有絲分裂期,簡稱為M M stage,細胞到M期才開始真的進行分裂。
6.        有絲分裂mitosis可分為四個時期:前期prophase、中期metaphase、後期anaphase、末期telophase 。有絲分裂產生與親代細胞染色體一樣的子細胞。
7.        有絲分裂經常伴隨著細胞質分裂。動物細胞的細胞質分裂會形成卵裂溝cleavage furrow,卵裂溝不斷往細胞內生長,直到將細胞一切為二。植物細胞是在細胞質的中央長出細胞cell plate,細胞板不斷生長直到將一個細胞切割為二。
8.        細胞減數分裂meiosis產生的配子(卵和精子)只有父母細胞一半的染色體,當兩個配子精卵結合染色體數又恢復成父母細胞的數量。
9.        減數分裂使細胞雙倍的染色體被切一半,因此每個配子(精子、卵子)的染色體都是單倍體;二個配子精卵結合產生的受精卵/接合子,從父親細胞和母親細胞各接收一份單倍體的染色體,因此受精卵的染色體是雙倍體。
10.     減數分程序分二個階段,細胞完成減數分裂後產生四個單倍體細胞。第一次減數分裂reduction division,細胞將染色體數從雙倍體減半分裂成單倍體(染色體先複製二倍,再切成一半)。
11.     第一次減數分裂時期,染色體聯會synapsis和染色體交叉互換crossing over會產生新品種的染色體。第二次減數分裂將一對一對的染色單體分開。因此,二次減數分裂後,產生4個單倍體細胞,每個細胞含有單份的染色體。
12.     大部分的高等動物是雙倍體,他們繁殖時減數分裂產生單倍體的配子,單倍體的配子結合產生雙倍體的受精卵/接合子。
13.     雄性動物的初級精母細胞經過精子生成程序spermatogenesis產生4個精子細胞。雌性動物每個初級卵母細胞經由卵子生成程序oogenesis只能產生1個成熟的卵子,其他是萎縮的極體polar bodies,沒有任何卵子的功能。
14.     植物的減數分裂產生的單倍體細胞稱為孢子,孢子會有絲分裂形成單倍體的多細胞植物;單倍體的多細胞植物成熟以後,有絲分裂產生配子(精、卵);然後,精、卵二個配子再結合成雙倍體的接合子(受精卵),雙倍體的接合子接著成長為雙倍體的多細胞植物,完成整個生命週期。
15.     大部分多細胞植物的生命週期可分為五個階段,但是每個階段的重要性隨著不同植物而有所不同。
16.     無性生殖繁殖出來的新細胞,基因跟它的父母細胞一樣;有性生殖則不同,有性生殖會產生新的基因組合,增加族群的多樣性
n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology

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