A-level 生物學/生物學基礎/核分裂
所有生物體都會生長、修復自身並繁殖。第 1 章告訴我們所有細胞都來自先前的細胞，我們將在本章中瞭解其機制。細胞核負責細胞的活動，並透過 DNA 來實現。一個生物體中所有的細胞在遺傳上都是相同的。
染色體是存在於細胞核內的線狀結構，細胞中染色體的數量是物種的特徵 - 例如，我們人類有 46 條染色體。從電子顯微鏡拍攝的染色體照片被稱為核型。動物有兩組匹配的染色體，因此它們的細胞（除生殖細胞，配子外）被稱為二倍體。配子只有一組染色體，被稱為單倍體細胞。在人類中，二倍體細胞有 46 條染色體，單倍體細胞有 23 條。
請看右邊的圖片 - 這是染色體結構的簡化圖 - 可以看到染色體是一種雙重結構，由兩個相同的結構組成，稱為染色單體 (1)。這是因為在間期（核分裂之間的時期），每個 DNA 分子都會複製出一個包含在染色單體中的相同副本 - 這些染色單體透過著絲粒 (2) 連線在一起。特定特徵的基因始終位於染色體上的相同位置。
每條染色體都是一對被稱為同源染色體（因為它們相同）的一部分。一對中的每個成員都擁有控制相同特徵的基因，被稱為等位基因 - 它們可能在編碼這些特徵的方式上有所不同。例如，眼睛的顏色是由一個等位基因編碼的，該等位基因可能不同，但有顯性和隱性等位基因，這就是眼睛的顏色“表現”的方式。有兩種不同的染色體決定個體的性別，稱為性染色體，所有其他的染色體被稱為常染色體。女性有兩條 X 染色體，而男性有一條 X 染色體和一條 Y 染色體。
囊性纖維化是由編碼產生正常粘液的氯離子通道蛋白的基因中的缺陷等位基因引起的，突變的等位基因會導致產生非常厚的粘液，從而導致囊性纖維化。只有當兩個同源染色體都具有缺陷等位基因的副本時，這個人才會患上這種疾病 - 否則，這個人將只是一個攜帶者。
核分裂用於三種事情：生長、無性繁殖或有性繁殖 - 並使用兩種不同的型別 - 分別是 有絲分裂和減數分裂。
當二倍體細胞分裂時，它必須保持與原始細胞相同數量的染色體，這被稱為有絲分裂。
減數分裂用於有性生殖，產生的細胞是配子 - 一個具有完整染色體數量一半的單倍體細胞。
有絲分裂是用於生物體生長和修復的核分裂型別 - 它產生具有完整染色體數量（二倍體細胞）的遺傳上相同的細胞。它是一個精確控制的過程，稱為 **細胞週期**。
細胞週期是從一次細胞分裂到下一次細胞分裂之間的時期 - 它有三個階段：**間期**、**核分裂**和**細胞分裂**。在間期，細胞在細胞分裂後恢復到正常大小，然後繼續執行其正常的過程，無論其任務是什麼。當接收到分裂的訊號時，DNA 會複製，以便每條染色體都包含兩個相同的染色單體。然後進行核分裂，然後整個細胞分裂。在動物細胞中，細胞分裂還涉及構建兩個新核之間的細胞質 - 稱為胞質分裂 - 。
間期是圖中的階段 I。
- 前期，階段 II、III - 染色質濃縮成高度有序的結構，稱為染色體，核膜開始分解。細胞核也分解並形成多個染色體的一部分。中心體移到細胞核的對極。
- 中期，階段 IV - 濃縮的染色體攜帶遺傳資訊，在它們各自的著絲粒處在細胞的中央排列，然後被分離到兩個子細胞中。
- 後期，階段 V、VI 染色單體（染色體的相同副本）在它們的著絲粒處分離，因為它們被拉向細胞中的對極。它們被拉動是因為微管纖維開始縮短，將它們拉動。
- 末期，細胞核、核仁重新形成，染色體解開成更長的染色質結構，以便重新進入間期。胞質分裂也發生 - 細胞質和細胞透過細胞邊緣的收縮分裂成兩部分。
本節稱為 IPMAT 節，因為它是一種容易記住有絲分裂階段（**I**nterphase-**P**rophase-**M**etaphase-**A**naphase-**T**elophase）的方法。
- 細胞的替換和組織的修復是透過有絲分裂完成的 - 細胞不斷地透過有絲分裂被替換。在一些動物中，有絲分裂可以再生它們身體的整個部分。
- 有絲分裂也是無性繁殖的基礎。這在單細胞生物和植物中更為普遍。植物從莖上發芽，芽會直接長成新的植物，然後從母株分離，獨立生存。
- 兩個新細胞的細胞核具有與母核相同的染色體數量，並且在遺傳上是相同的。
癌症是發達國家常見的疾病，僅 2005 年英國就有超過 140,000 人死於癌症。癌症的形式多種多樣。癌症是無控制的有絲分裂的結果，也就是說細胞會不斷地分裂，不受控制。這種不受控制的有絲分裂會產生一個不規則的細胞團，稱為腫瘤，這些細胞通常形狀異常。
癌症是控制細胞分裂的基因發生突變的結果，這些基因會從那裡不斷分裂，並將突變的基因傳遞給所有後代。基因發生突變的原因有很多，任何可能導致基因發生突變的因素都被稱為誘變劑 - 認為其中幾個因素必須在同一個細胞中同時發生。致癌物是指導致癌症的物質，一些誘變劑具有致癌性。
X 射線、放射性衰變元素和伽馬射線都可以在細胞內部形成破壞性離子，從而破壞 DNA 鏈。紫外線會破壞基因，可能會導致皮膚癌。
香菸或雪茄煙焦油中的化學物質是一種極其常見的殺手 - 25% 的癌症死亡是由焦油致癌物造成的。這些化學物質會破壞 DNA 分子。
更罕見的是，癌症可能是由病毒引起的，包括乳頭瘤病毒，這種病毒可以透過性傳播，與宮頸癌有關。
你不會遺傳癌症，但你可以遺傳導致癌症的缺陷基因，或者僅僅是更容易患癌症。
原發性腫瘤是少量腫瘤細胞的集合。由於細胞不斷分裂，兩種型別的腫瘤都會對機體造成巨大的負擔。
- 不會從原發部位擴散
- 壓縮和取代周圍組織
- 遠為危險
- 在體內擴散，侵入組織並破壞組織。
- 透過血流分佈在全身
- 干擾其生長開始部位的功能。
- 癌細胞可以脫落並透過血液和淋巴系統擴散到身體的其他部位，形成繼發性腫瘤。