A-level 生物学/生物学基础/核分裂
所有生物体都会生长、修复自身并繁殖。第 1 章告诉我们所有细胞都来自先前的细胞，我们将在本章中了解其机制。细胞核负责细胞的活动，并通过 DNA 来实现。一个生物体中所有的细胞在遗传上都是相同的。
染色体是存在于细胞核内的线状结构，细胞中染色体的数量是物种的特征 - 例如，我们人类有 46 条染色体。从电子显微镜拍摄的染色体照片被称为核型。动物有两组匹配的染色体，因此它们的细胞（除生殖细胞，配子外）被称为二倍体。配子只有一组染色体，被称为单倍体细胞。在人类中，二倍体细胞有 46 条染色体，单倍体细胞有 23 条。
请看右边的图片 - 这是染色体结构的简化图 - 可以看到染色体是一种双重结构，由两个相同的结构组成，称为染色单体 (1)。这是因为在间期（核分裂之间的时期），每个 DNA 分子都会复制出一个包含在染色单体中的相同副本 - 这些染色单体通过着丝粒 (2) 连接在一起。特定特征的基因始终位于染色体上的相同位置。
每条染色体都是一对被称为同源染色体（因为它们相同）的一部分。一对中的每个成员都拥有控制相同特征的基因，被称为等位基因 - 它们可能在编码这些特征的方式上有所不同。例如，眼睛的颜色是由一个等位基因编码的，该等位基因可能不同，但有显性和隐性等位基因，这就是眼睛的颜色“表现”的方式。有两种不同的染色体决定个体的性别，称为性染色体，所有其他的染色体被称为常染色体。女性有两条 X 染色体，而男性有一条 X 染色体和一条 Y 染色体。
囊性纤维化是由编码产生正常粘液的氯离子通道蛋白的基因中的缺陷等位基因引起的，突变的等位基因会导致产生非常厚的粘液，从而导致囊性纤维化。只有当两个同源染色体都具有缺陷等位基因的副本时，这个人才会患上这种疾病 - 否则，这个人将只是一个携带者。
核分裂用于三种事情：生长、无性繁殖或有性繁殖 - 并使用两种不同的类型 - 分别是 有丝分裂和减数分裂。
当二倍体细胞分裂时，它必须保持与原始细胞相同数量的染色体，这被称为有丝分裂。
减数分裂用于有性生殖，产生的细胞是配子 - 一个具有完整染色体数量一半的单倍体细胞。
有丝分裂是用于生物体生长和修复的核分裂类型 - 它产生具有完整染色体数量（二倍体细胞）的遗传上相同的细胞。它是一个精确控制的过程，称为 **细胞周期**。
细胞周期是从一次细胞分裂到下一次细胞分裂之间的时期 - 它有三个阶段：**间期**、**核分裂**和**细胞分裂**。在间期，细胞在细胞分裂后恢复到正常大小，然后继续执行其正常的过程，无论其任务是什么。当接收到分裂的信号时，DNA 会复制，以便每条染色体都包含两个相同的染色单体。然后进行核分裂，然后整个细胞分裂。在动物细胞中，细胞分裂还涉及构建两个新核之间的细胞质 - 称为胞质分裂 - 。
间期是图中的阶段 I。
- 前期，阶段 II、III - 染色质浓缩成高度有序的结构，称为染色体，核膜开始分解。细胞核也分解并形成多个染色体的一部分。中心体移到细胞核的对极。
- 中期，阶段 IV - 浓缩的染色体携带遗传信息，在它们各自的着丝粒处在细胞的中央排列，然后被分离到两个子细胞中。
- 后期，阶段 V、VI 染色单体（染色体的相同副本）在它们的着丝粒处分离，因为它们被拉向细胞中的对极。它们被拉动是因为微管纤维开始缩短，将它们拉动。
- 末期，细胞核、核仁重新形成，染色体解开成更长的染色质结构，以便重新进入间期。胞质分裂也发生 - 细胞质和细胞通过细胞边缘的收缩分裂成两部分。
本节称为 IPMAT 节，因为它是一种容易记住有丝分裂阶段（**I**nterphase-**P**rophase-**M**etaphase-**A**naphase-**T**elophase）的方法。
- 细胞的替换和组织的修复是通过有丝分裂完成的 - 细胞不断地通过有丝分裂被替换。在一些动物中，有丝分裂可以再生它们身体的整个部分。
- 有丝分裂也是无性繁殖的基础。这在单细胞生物和植物中更为普遍。植物从茎上发芽，芽会直接长成新的植物，然后从母株分离，独立生存。
- 两个新细胞的细胞核具有与母核相同的染色体数量，并且在遗传上是相同的。
癌症是发达国家常见的疾病，仅 2005 年英国就有超过 140,000 人死于癌症。癌症的形式多种多样。癌症是无控制的有丝分裂的结果，也就是说细胞会不断地分裂，不受控制。这种不受控制的有丝分裂会产生一个不规则的细胞团，称为肿瘤，这些细胞通常形状异常。
癌症是控制细胞分裂的基因发生突变的结果，这些基因会从那里不断分裂，并将突变的基因传递给所有后代。基因发生突变的原因有很多，任何可能导致基因发生突变的因素都被称为诱变剂 - 认为其中几个因素必须在同一个细胞中同时发生。致癌物是指导致癌症的物质，一些诱变剂具有致癌性。
X 射线、放射性衰变元素和伽马射线都可以在细胞内部形成破坏性离子，从而破坏 DNA 链。紫外线会破坏基因，可能会导致皮肤癌。
香烟或雪茄烟焦油中的化学物质是一种极其常见的杀手 - 25% 的癌症死亡是由焦油致癌物造成的。这些化学物质会破坏 DNA 分子。
更罕见的是，癌症可能是由病毒引起的，包括乳头瘤病毒，这种病毒可以通过性传播，与宫颈癌有关。
你不会遗传癌症，但你可以遗传导致癌症的缺陷基因，或者仅仅是更容易患癌症。
原发性肿瘤是少量肿瘤细胞的集合。由于细胞不断分裂，两种类型的肿瘤都会对机体造成巨大的负担。
- 不会从原发部位扩散
- 压缩和取代周围组织
- 远为危险
- 在体内扩散，侵入组织并破坏组织。
- 通过血流分布在全身
- 干扰其生长开始部位的功能。
- 癌细胞可以脱落并通过血液和淋巴系统扩散到身体的其他部位，形成继发性肿瘤。