一、鱼类细胞结构及分裂

鱼类和所有生物 (除病毒、噬菌体外) 都是由细胞组成的。细胞是构成生物体最基本的单位。一切生命活动，如生长、发育、繁殖、遗传、变异等都离不开细胞。生物的繁殖总是从细胞的分裂开始，它的生长和发育就是细胞的繁殖与分化的结果。生物的遗传物质存在于细胞里，它主要是通过亲代性细胞传递的。在多细胞生物中，尽管细胞内部分化出许多从事不同功能的构造——细胞器 (cell organ)，但与一个完整细胞的构造基本一致的。细胞的构造包括细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、高尔基体 (Golgi body)、质体等。细胞核里含有染色体和核仁等。鱼类的染色体里，含有数百个、数千个基因 (遗传的基本单位)。染色丝(chromatic thread) 的主要组成是脱氧核糖核酸 (DNA)，其DNA是由磷酸、五碳糖和含氮有机碱基组成的。DNA的糖分子叫D-α去氧核糖。DNA的碱基为： 腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)、胞嘧啶 (C)、胸腺嘧啶(T)。一个碱基分子和一个去氧核糖分子结合起来叫核苷。核苷再加上一个磷酸基则成为一个核苷酸分子，许多核苷酸分子聚合在一起形成多核苷酸链。DNA是由两条多核苷酸链构成的双螺旋结构，并具有方向性。两条多核苷酸链上的碱基，在连接时有严格的配对规则，它们总是A和T、G和C配成碱基对。因此，两条多核苷酸链必然是互补的。染色体的D NA及细胞其他成分 (线粒体与质体) 的DNA担负着两个极重要的生物学功能，一是控制和指导各种蛋白质 (包括各种酶) 的合成; 二是它本身的复制增生，保证生物体的遗传性状获得继承。鱼类繁殖 (propagation) 的基本方法是细胞的有丝分裂。在细胞的有丝分裂过程中，细胞核与细胞质都有很大的变化，其中变化最为明显的是核内的染色体。细胞分裂的整个过程分成前后连续的四个时期： 前期 (prophase)、中期 (metaphase)、后期 (anaphase) 和末期 (telophase)。分裂前期，细胞核内先是核仁的消失和同时染色体的形成; 核外则有纺锤体的出现; 随后细胞膜的破坏和消失，使得染色体(chromosome) 悬在纺锤体上面。分裂中期是全部染色体都整齐地排列在纺锤体中心的赤道板上面。分裂后期是当每一个染色体在纺锤体上由一而纵行分裂为二 (即由一个染色体分为两个染色单体)，并各向两极移动时，细胞分裂已由中期过渡到后期。分裂末期的变化，基本上和前期走相反的道路，即从分裂以后的染色体逐渐组成新的细胞核，并在细胞核组成后，细胞本身也就分裂为二，由一个母细胞变成为两个子细胞。鱼类细胞中的染色体数量是一定的，其体细胞都含有2n个染色体，称二倍体 (diploid)。而上述的有丝分裂所产生子细胞的染色体数目也都是2n个。但是，鱼类卵子和精子两种生殖细胞不是二倍体，而是单倍体(haploid)，其原因是由于它们在有性生殖中，配子的形成是通过减数分裂过程，在此过程中产生的配子都只含半数 (n个) 染色体，称单倍体 (monoploid)。每个精原细胞 (spermatogenous cell) 经两次分裂形成四个精子， 而一个卵原细胞 (oogonium cell) 形成的四个细胞中， 只有一个带有充分的细胞质而形成可受精的卵，其他三个只带少量的细胞质，成为不能受精的极体。两次减数分裂 (meiosis)，染色体只复制一次。两次减数分裂也可分若干时期，但与有丝分裂比较，在第一次减数分裂 (又称成熟分裂) 中有明显的差异。前期发展很缓慢，每对同源染色体都会一一配对地并排联合在一起，称 “联会”。同时，每对染色体中的一个染色单体，就同与它并排的同源染色体 (homologous chromosome) 中的一个染色单体发生交叉。彼此之间同时就会交换一个节段 (偶尔甚至会交换两个或多个节段)。到中期，每对 (但不是每个) 染色体有着丝点在中期板 (metaphaseplate) 上一边一个循着纺锤体的微小管连向两极，这使在后期中分赴两极的染色体就只有n个。于是到末期产生的是两个单倍体的细胞即次级卵母细胞 (secondary oocyte) 和第一极体或两个次级精母细胞 (secondary spermatocyte)，第二次减数分裂实质上就是一次有丝分裂。在减数分裂中发生过父、母本染色体节段间的交换，使在次级卵母细胞中的每个染色体的两套染色单体不再全部是同样的复制品，从而使每对分离的染色单体也不全部同样。这样，即使是同一亲本所产生的配子 (gamete) 也是多样化的。另一个引起配子多样化的原因，是由于多数生物的染色体不止一对，这样在二次减数分裂后期当它们分趋两极时，按随机分配组合规律，即不同对的染色体分配至子细胞中是完全独立的。