Question

细胞分裂过程中染色体和ＤＮＡ变化的规律

Answer 1

细胞分裂是生活细胞的重要生理功能之一。细胞分裂的方式有三种：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂。对于绝大多数动植物来讲，主要是有丝分裂和减数分裂两种。生物之所以能够在亲代和子代之间保持遗传性状的稳定性，主要是因为在细胞分裂过程中，保持了遗传物质的相对稳定性。而生物的主要遗传物质是DNA，染色体又是遗传物质DNA的主要载体，所以在细胞分裂过程中讨论比较多的是染色体和DNA的变化。以下就两种主要分裂方式谈谈DNA和染色体的变化规律。 1 有丝分裂 生物细胞有丝分裂的重要特征，就是亲代细胞的染色体经过复制以后，平均分配到两个子细胞中去。也就是细胞在分裂之前和分裂之后，细胞中染色体和DNA的个数保持不变。但是在分裂过程中，有染色体的复制和着丝点的变化，所以在分裂过程中有染色体和DNA的变化。 在细胞分裂间期，细胞主要是完成组成染色体的DNA分子复制和有关蛋白质的合成。复制的结果，每个染色体都形成两个完全一样的姐妹染色单体。 在细胞分裂前期，最明显的变化是细胞核中出现染色体。这个时期通过光学显微镜就可看到，每一个染色体实际上包括两个并列着的姐妹染色单体，并由一个共同的着丝点连接着。此时，两个姐妹染色单体由同一个着丝点连接，我们称之为一个染色体包含两个染色单体。因为DNA在细胞分裂间期已经发生复制，所以，此时的一个染色体应包含两个DNA分子。 在细胞分裂中期，只是纺锤丝牵引染色体运动，使每个染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上，着丝点的数目没有变化。所以，此时期与前期比较，细胞核中染色体和DNA没有变化。 在细胞分裂后期，由于每一个着丝点分裂成两个，那么，原来连接在同一个着丝点上的两个姐妹染色单体也随着分离开来，成为两个染色体(此时期无染色单体存在)也就是说，此时期中，细胞核中着丝点的个数增加了一倍，染色体的个数也增加了一倍，而细胞核中的DNA 个数没有变化。 在细胞分裂末期，两套形态、数目完全相同的染色体分别进入两个子细胞，因而，此时期中每个子细胞中染色体和DNA 的个数都是后期的细胞核中的一半。 染色体在细胞分裂间期、前期、中期、末期都没有变化，而只是在后期中增加了一倍。DNA 在细胞分裂间期发生复制，到了末期又恢复到原来的DNA个数，因而在有丝分裂中分裂后的每个子细胞和分裂前的体细胞中的染色体和DNA 个数保持不变，现以两个例题为例： (1)果蝇体细胞(含4对共8条染色体)有丝分裂后期，细胞中染色体、染色单体和DNA分子数目分别是： A．8 16 16 B．8 8 8 C．16 0 16 D．16 16 8 (2)有丝分裂前期和后期细胞内染色体数目和DNA含量之比： A．1∶2和1∶1 B．2∶1和2∶1 C．2∶2和1∶1 D．1∶1和2∶1 根据DNA和染色体的变化规律图，可得出答案：(1)C；(2)A。 2 减数分裂 凡是进行有性生殖的动植物，在从原始的生殖细胞(如动物的精原细胞或卵原细胞)发展到成熟的生殖细胞(精子或卵细胞)的过程中，都要进行减数分裂。减数分裂可看作为一种特殊的有丝分裂，是在分裂过程中细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次的细胞分裂方式。那么分裂的结果是，细胞中的染色体数目和DNA数目都比原来的减少一半。 动物精子是精原细胞在动物的精巢中形成的，第一次分裂时期的细胞，称为初级精母细胞：第一次分裂时期的细胞，称为次级精母细胞。通过两次分裂之后，一个精原细胞就分裂成四个精子细胞，即四个精子。 动物每个精原细胞都含有与体细胞内数目相同的染色体。在第一次分裂之前，一部分精原细胞略微增大，染色体复制。此时，细胞内的DNA个数增加一倍，每个染色体包括两个姐妹染色单体，由同一个着丝点连结着，但此时期的染色单体呈染色质的形态。 进入第一次分裂时期，细胞内的同源染色体两两配对，称之为联会，接着可以清楚看到每个染色体都含有两个姐妹染色单体，并由一个着丝点连结着。这时候，每一对同源染色体含有四个染色单体，这称为四分体。四分体由于有着丝点上的纺锤丝牵引而一分为二。接着，细胞分裂开来，完成了第一次分裂。由此可见，在初级精母细胞中，细胞内的DNA和染色体都没有变化。 第一次分裂以后，形成两个次级精母细胞，也就是进入了第二次分裂阶段。此时，两个次级精母细胞中的染色体和DNA的个数都是初级精母细胞中的一半。在第二次分裂过程中，两个次级精母细胞中每个染色体的着丝点分裂为二(此时期不存在染色单体)，那么两个姐妹染色单体各有一个着丝点，就成为两个染色体了。由此可见，在第二次分裂过程中的次级精母细胞的染色体数目增加一倍，但DNA的数目没有变化。 经过第二次分裂，由于纺锤丝的牵引，细胞内染色体一分为二，细胞分