再谈着丝粒、着丝点在有丝分裂和减数分裂中的修订-最新资料

1、再谈着丝粒、着丝点在有丝分裂和减数分裂中的修订高中生物；染色体；有?z 分裂；着丝粒；着丝点着丝点和着丝粒在不同教材版本里，用法不一。人教版必修一有丝分裂、必修二减数分裂均用着丝点，北师大版均用着丝粒。笔者释疑着丝点和着丝粒，找到二者的区别与联系，并对有丝分裂和减数分裂过程及其特点再次修订扫除困惑，为准确复习备考细胞分裂提供参考。一、染色体与染色质“狭义”的染色体指真核生物的染色体，由DNA组蛋白、非组蛋白和少量RNAA成，易被碱性染料染成深色的物质。 间期、 末期以细丝状形态呈现，前期、 中期、 后期以圆柱状或杆状出现。为了区别同一物质的两种形态，前者称为染色质，后者称为染色体。 细丝状染色

2、质经螺旋化、缩短变粗为圆柱状、杆状的染色体。二者主要区别不是化学组成，而是构型，表现在染色体是染色质在分裂期紧密包装、卷曲凝缩的结构形式。依据“狭义”染色体概念，原核生物没有染色体。参考陈三凤、刘德虎编著的现代微生物遗传学， “广义”染色体概念指控制生物主要性状的核酸分子的超螺旋结构。原核生物拟核有一个环状双链 DN粉子，若干个质粒。质粒仅仅是环 状双链DNA#子，不是细胞器。按照染色体“广义”概念，不管 拟核还是质粒，双链DNAB认为是染色体。教辅曾有“原核细胞染色体”说法，本不为错，只是取的染色体广义概念罢了。高中 学段，染色体取“狭义”理解，一致认为原核细胞没有染色体，有环状双链DNA真

3、核细胞有染色体。计算染色体、染色质数目，以“计算着丝粒数量”为依据。例如，不管染色质复制与否，只要着丝粒为1 个，染色质就为1条。染色体数量计算，亦是同理。二、着丝粒与着丝点在有丝分裂中的修订人教版教材必修一第六章细胞的生命历程使用了“着丝点”，北师大版教材必修一第六章细胞的增殖使用了“着丝粒”。人教版必修一细胞的增殖？有丝分裂P112P113用词“着丝点”： “前期： 每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体由一个共同的着丝点连接；中期： 每条染色体着丝点的两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动；后期：每个着丝点分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体”。北师大

4、版必修一体细胞的分裂？有丝分裂P99P100用词“着丝粒”：“前期：每条染色体包含 2 条姐妹染色单体，两个姐妹染色单体由一个着丝粒相连；中期： 染色体高度螺旋化，着丝粒与纺锤丝相连，排列在细胞中央平面上；后期：染色体的着丝粒一分为二，每条染色体的2 个姐妹染色单体分开，由纺锤丝牵引逐渐向两极移动，原来的全部染色体被平均分成两组。”那么，着丝点与着丝粒二者相同吗？回答是不同。光学显微镜下，观察到“染色体内缢形成一个缢缩区域”，称为主缢痕（初级缢痕），着丝粒位于主缢痕处。如此，染色体被主缢痕分为两部分，即分成两条臂。通常，1 条染色体只有1个着丝粒。着丝粒由着丝粒蛋白、 着丝粒DN"口

5、染色单体连接蛋白三部分组成。从本质来说，着丝粒是一段特异的染色体，不过是着色很浅的间隙部分而已。在电子显微镜用于细胞内部结构观察前，着丝点和着丝粒被看成一个结构，误以为是一个结构的两种表述。在电子显微镜下观察，发现二者功能上具有关联，但并不相同。图 1 着丝粒和着丝点既然着丝粒将染色体分成两条臂，根据着丝粒在染色体上的分布、 位置， 将染色体分为中着丝粒染色体、近中着丝粒染色体、近端着丝粒染色体和端着丝粒染色体四种。中着丝粒染色体：着丝粒位于染色体中央，两臂等长；近中着丝粒染色体：着丝粒较近于染色体的一端，偏离染色体中央，两臂长短不一，形成一个长臂和一个短臂；近端着丝粒染色体：着丝粒较近于染色

6、体的末端，一臂很长，一臂很短；端着丝粒染色体：着丝粒处于染色体末端，只有一个臂，呈棒状。着丝粒借助“染色单体连接蛋白”连接姐妹染色单体。 着丝粒是姐妹染色单体分开前互相连接之处，它并不与纺锤丝直接相连。 着丝粒的作用是使复制的染色质在有丝分裂、减数分裂中能均等地分配到子细胞中。以有丝分裂1 条染色质进行复制为例， 着丝粒在一个细胞周期中的数目变化，如下表。表 1 着丝粒在一个细胞周期中的数目变化所以，计算染色质或染色体数目，用着丝粒更合适。在有丝分裂后期，着丝粒一分为二，每条染色体的两个姐妹染色单体分开，纺锤丝牵引着两条子染色体的着丝点移向细胞两极。着丝点也称动粒，在细胞分裂期位于着丝粒两侧，

7、与纺锤体直接相连的结构，是纺锤丝的连接点，与染色体移动有关。动物和少数低等植物的着丝点为盘状，高等植物的着丝点为球状或杯状。着丝点是由蛋白质构成的三层结构，三层结构依次是内板、中间间隙、外板，内板连接着丝粒 DNA外板连接着纺锤丝。以植物细胞1 条染色质复制为例，在有丝分裂一个细胞周期中着丝粒、着丝点主要变化：前期，细胞两极发出纺锤丝，着丝点附着在着丝粒外侧，连接着纺锤丝，姐妹染色单体由1 个着丝粒相连，着丝粒数：DNA数=1 ： 2;后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体消失成为2 条子染色体，在纺锤丝牵引下，着丝点分离（分开），分别移向细胞两极，着丝粒数：DNA数=1 ： 1。表 2 比较着丝粒和

8、着丝点综上所述，修订人教版必修一“植物细胞有丝分裂中着丝点的使用”：“前期：每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条姐妹染色单体由一个共同的着丝粒连接；中期： 每条染色体着丝点的两侧，都有纺锤丝附着在上面，纺锤丝牵引着染色体运动；后期：每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开形成两条子染色体”。着丝粒分裂是后期的标志。着丝粒分裂后，纺锤丝牵引着子染色体的着丝点分别移向两极，保证了染色体的平均分配，有利于细胞在遗传上保持稳定性。修订北师大版必修一“植物细胞有丝分裂中着丝粒的使用”： “前期： 两个姐妹染色单体由一个着丝粒相连；中期：着丝点与纺锤丝相连，排列在细胞中央平面上；后期：染色体着丝粒一

9、分为二，每条染色体的两个姐妹染色单体分开，由纺锤丝牵引逐渐向两极移动。”三、着丝粒与着丝点在减数分裂中的修订在分析着丝粒与着丝点基础上，以“精原细胞形成精子”为例，修订人教版必修二减数分裂过程。（一）减数第一次分裂前的间期精原细胞呈圆形或椭圆形，位于曲细精管管壁或生精小管管壁， 来源于胚胎时期迁移至此的原始生殖细胞。精原细胞经有丝分裂产生大量的精原细胞，其中部分精原细胞在减数第一次分裂前的间期完成DNA®制和蛋白质合成，细胞体积增大，形成初级 精母细胞，染色质46条，组成为44+XY。虽完成DN阳制，复 制后的每条染色质由共用一个着丝粒的两条姐妹染色单体构成，着丝粒并没有因DNM复制

10、而增加。（二）减数第一次分裂一一成对的染色体分离，形成次级精母细胞减数第一次分裂前期：丝状染色质螺旋化形成杆状或圆柱状染色体，同源染色体相互靠近、配对发生联会，形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，中心体发出星射线，移向两极后形成纺锤体。核膜核仁消失。减数第一次分裂中期：同源染色体相对平行排列在赤道板上；每条染色体着丝点的两侧，都有星射线附着其上，星射线牵引着染色体运动。减数第一次分裂后期：在星射线的牵引下，配对的同源染色体发生分离，非同源染色体自由组合并移向细胞两极。同源染色体向两极移动是随机发生的，保证移向两极的染色体具有多种组合方式。减?档遍淮畏至涯卜冢悍峭？源染色体进入细

11、胞同一极，染色体解螺旋形成染色质，核膜、核仁重新形成，细胞质缢裂后形成2 个大小相同的次级精母细胞。减数第一次分裂过程中，着丝粒并没有分裂，着丝粒数：DNA数=1 : 2。（三）减数第二次分裂一一姐妹染色单体分开，两条子染色体分离，形成精细胞减数第二次分裂间期通常很短，某些生物减数第二次分裂间期没有，没有DNAM制和染色质复制，细胞中染色质数已经减半，中心粒再次复制由一组变为两组，准备减数第二次分裂。减数第二次分裂前期：染色质螺旋化、重新收缩成染色体，每一条染色体由两条姐妹染色单体组成。中心体发出星射线形成纺锤体。核膜、核仁消失，着丝粒数：DNA数=1 ： 2。减数第二次分裂中期：着丝粒区的着丝点排列在赤道板上，着丝粒数：DNA数=1 : 2。减数第二次分裂后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，形成 2 条子染色体，在纺锤体的牵引下移向细胞两极，着丝粒数：DN峨=1 ： 1。减数第二次分裂末期： 染色体移至次级精母细胞两极后，解旋、伸展形成染色质，核膜、核仁出现形成细胞核，细胞质均等缢裂后最终形成4 个圆形的精细胞，精细胞也称精子细胞，着丝粒数：DNA数=1 ： 1。继而，圆形的精细胞经历变形期，完成细胞分化形成蝌蚪形的精子。综上所述，以精原细胞2 条染色质复制为例，减数分裂中着丝粒和着丝点