2.4 染色体

由于生殖细胞中的染色体是代代相传的遗传物质，下面将详细讨论这一机制的实现方式。涉及两种细胞分裂方式：

有丝分裂（Mitosis）：普通的细胞分裂。
减数分裂（Meiosis）：两次特殊的分裂，最终形成生殖细胞。

此处的处理不可避免地被简化，以突显出两者的本质相似性，并展示减数分裂是有丝分裂的微妙变体。

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有丝分裂

在普通的有丝分裂中，该过程发生在生长或替换磨损或损伤组织时，核膜溶解。这时，染色体（猫有 38 条染色体）排列成一个有序的线，在细胞中央形成一个平面。这是细胞内部一个活动强烈的时期。不久，每条染色体通过自我复制过程产生一个与之完全相同的伙伴，即克隆。

染色体在一段时间内紧密相邻，然后开始分离。38 条染色体中的每一条都以相同的方式表现。两个染色体群体趋向同步运动，最终在细胞的每一端聚集在一起。核膜围绕每一组染色体形成，从而产生两个细胞核。细胞可能在两个细胞核之间收缩，或者简单地构建一个细胞壁。两个细胞核现在被包含在不同的细胞中，并且这些细胞增大，直到它们与之前的单个细胞相同。

有丝分裂负责构建体细胞，一个细胞接一个细胞，直到组织、骨骼和各种器官形成。这种分裂还负责性腺的形成，这些性腺在胚胎发育的适当阶段形成。性腺在生命早期形成并不意味着它们立即具备功能性。实际上，功能性要在几个月后，当体细胞生长几乎完成，动物达到青春期时才会出现。然而，这意味着性腺在某种程度上是半独立于体细胞的，直到在激素的影响下，它们开始活跃并产生生殖细胞。这时，有丝分裂转变为稍微复杂一些的减数分裂。

减数分裂

与有丝分裂一样，减数分裂始于核膜的溶解和染色体的有序排列。然而，不同的是，染色体不再作为独立的个体表现，而是成对结合。然后，这些成对的染色体在交叉点交换遗传物质。观察显示，配对并不是随机发生的，而是仅涉及那些大小和形状相似的染色体。显然，猫的 38 条染色体实际上是 19 对染色体（即每种类型的染色体都有两个）。这解释了为什么配对能够发生，因为不同的染色体通常彼此独立地表现。

无论是什么吸引力使得相似的染色体结合在一起，这种吸引力很快减弱，排斥力开始起作用。染色体向细胞的相反两端分离，19 条染色体保持在一起，而核膜在它们周围形成。细胞壁分隔细胞，形成两个新细胞。这是第一次减数分裂。接着进行第二次分裂，这实际上是一次有丝分裂。在此过程中，染色体排列，但不配对。相反，通过自我复制形成一个伙伴染色体，染色体分离形成独立的细胞核。细胞壁的出现产生两个新细胞。需要注意的是，这次分裂只涉及 19 条染色体。

减数分裂中最重要的是第一次分裂。在这个阶段，遗传物质的混合发生，因此没有两个生殖细胞包含相同的遗传物质。然而，最重要的方面是减数分裂期间染色体数量的减少。猫的体细胞中有 19 条不同的染色体，但由于每种染色体存在两条，这就形成了 38 条的总数。这个数目，即 38 条，被称为二倍体数目（减半的 19 条被称为“基础”或“单倍体”数目）。

减数分裂的产物转变为生殖细胞，每个细胞包含 19 条染色体。对于雄性，这种转变相对直接，通过减数分裂直接产生精子。对于雌性，这种转变则不那么直接，尽管最终结果相同，即产生一个包含 19 条染色体的可受精卵细胞核。雄性和雌性各自的 19 条染色体结合，恢复到二倍体数目 38 条，从而赋予个体全部的基因决定特征，其中一半来自母亲，一半来自父亲。

现在应该显而易见的是，减少体细胞染色体数量的一半是必要的。如果没有这一过程，染色体数量在每一代都会翻倍，这是荒谬的。然而，在生殖细胞生成之前进行减数分裂是维持染色体恒定数量的一种巧妙机制。染色体成对排列也是这一机制的一部分。生殖细胞不应仅仅随机接收 19 条染色体，而是接收相同的基础 19 条染色体。排列确保这一过程通过将每对染色体的一个送到细胞的相对两端得以实现。然而，染色体可能在分裂之前在细胞中被打乱，减数分裂的排列有效地将它们重新配对。

二倍体-单倍体的交替仅限于生殖细胞，体细胞总是包含 38 条染色体（除非发生分裂意外）。这些意外往往是罕见的，但当它们发生时，可能会导致异常。产生玳瑁色雄猫就是一个例子，这将在后面的章节中讨论。

关于小型和大型猫科动物的单倍体染色体数量的最新信息已在本章的技术附录中给出。研究表明，家猫的 19 条单倍体染色体并不异常。事实上，核型学家（研究染色体的人）详细研究显示，大多数猫科动物的染色体数量相似。他们还发现，不同物种的个体染色体的大小和形状差异不大。这可能解释了为什么能够在许多物种之间获得杂交种，即使杂交种可能是不育的。

这段文字在讲一个非常核心、但在传统生物课上也很容易被大家听懵的知识点——细胞分裂的两种方式：有丝分裂（mitosis）与减数分裂（meiosis），尤其强调它们如何影响遗传信息的传递与维持稳定染色体数量。

1️⃣ 猫的染色体数量：先记住这个数字

猫有 38条染色体（=19对）。
我们常说“每个基因来自爸爸一半、妈妈一半”，就是因为染色体是“成对”存在的！

2️⃣ 两种分裂方式，分工不同！

类型	名称	作用	举例
有丝分裂	Mitosis	用来长身体、修复组织	伤口愈合、皮肤更新
减数分裂	Meiosis	专门制造生殖细胞（精子/卵子）	产生下一代的关键过程

🔁 有丝分裂：身体的“复制粘贴”机制

这个过程就像“拷贝文件”一样，把细胞一分为二：

🔹 所有染色体都复制一份（变成双份）
🔹 然后平均分成两个新细胞
🔹 每个新细胞都跟原来的完全一样，也有 38 条染色体

📌 用来：让身体长大、替代老旧或受伤细胞、构建器官

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