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中四 · 细胞分裂

细胞分裂

细胞分裂使生长、修复和生殖成为可能,分为有丝分裂,产生两个相同的二倍体细胞,用于生长和修复,以及减数分裂,产生四个基因各异的单倍体配子,用于有性生殖。

细胞为何分裂

内容标准6.1介绍细胞分裂,即一个细胞分裂成新细胞的过程。它出于三个原因而至关重要:生长(生物体增加细胞数目以变大)、修复(替换受损或老化的细胞)以及生殖(产生新的生物体或配子)。

染色体相关术语

  • 染色质,存在于未分裂细胞核中、松散卷曲的DNA与蛋白质形式。
  • 染色体,在细胞分裂前由染色质紧密卷曲、浓缩形成的结构,在显微镜下可见。
  • 姐妹染色单体,一条染色体经DNA复制产生的两个相同副本,在着丝点处连接。
  • 同源染色体,一对染色体,分别来自父母双方,在相同位置携带相同性状的基因。
  • 二倍体(2n),含有两套完整染色体(分别来自父母双方)的细胞;大多数体细胞是二倍体。
  • 单倍体(n),只含有一套完整染色体的细胞;配子是单倍体。

有丝分裂与减数分裂的比较

在深入学习有丝分裂和减数分裂之前须先掌握的核心区别。
特征有丝分裂减数分裂
发生位置体细胞生殖器官,产生配子
分裂次数一次两次(减数分裂I和II)
产生的子细胞2个二倍体细胞4个单倍体细胞
子细胞的遗传内容与亲代细胞相同基因各异
主要目的生长与修复有性生殖

如何考查

本标准的题目常要求你说出细胞分裂的目的,根据染色体数目区分二倍体细胞与单倍体细胞,或以表格或简答形式比较有丝分裂与减数分裂。之后在回答有关有丝分裂和减数分裂的问题时,你也须准确使用染色单体、着丝点和同源染色体等术语。

染色体数目为何在生殖中很重要

减数分裂把染色体数目减半,因此二倍体亲代细胞产生单倍体配子。受精随后把两个单倍体配子结合,使合子恢复二倍体数目,合子再通过有丝分裂生长为新个体。

这种减半至关重要。若配子是二倍体,染色体数目会在每次受精时加倍,并一代比一代增多。

减数分裂还产生遗传变异,因为它所形成的配子并不相同,而有丝分裂产生的细胞则是亲代细胞的精确副本。

考试风格例题

题目。在人体中,一个体细胞含有46条染色体。

(a) 说出人类配子中的染色体数目,并说出产生配子的细胞分裂类型。(b) 解释配子为何必须是单倍体。

(c) 说出受精时形成的合子中的染色体数目。(d) 除产生配子外,说出减数分裂的结果与有丝分裂不同的一点。

参考答案。(a) 人类配子有23条染色体,由减数分裂产生。

(b) 配子必须是单倍体,这样两个配子在受精时融合,才能恢复二倍体数目;若配子是二倍体,染色体数目就会每一代加倍。(c) 合子有46条染色体,即二倍体数目。

(d) 减数分裂产生基因各异的子细胞,而有丝分裂产生与亲代细胞基因相同的细胞(或:减数分裂产生四个单倍体细胞,有丝分裂产生两个二倍体细胞)。

练习题

试一试。一个细胞分裂产生四个子细胞,每个子细胞的染色体数目是亲代细胞的一半,且彼此在基因上各不相同。

(a) 说出这种细胞分裂的类型。(b) 说出它在体内发生的部位。

(c) 说明子细胞是二倍体还是单倍体。

考试提示

关键术语

  • 有丝分裂,产生两个基因相同二倍体细胞的分裂。
  • 减数分裂,产生四个基因各异单倍体细胞的分裂。
  • 染色体,携带基因、由DNA与蛋白质构成的结构。
  • 二倍体,含有两套完整染色体(2n)的细胞。
  • 单倍体,含有一套完整染色体(n)的细胞。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

为什么生物体需要细胞分裂?
细胞分裂使多细胞生物体能通过增加细胞数目而生长,通过替换受损或死亡的细胞来修复组织,并通过形成新细胞或配子来进行生殖。若没有细胞分裂,生物体就无法从受精卵发育而来,无法愈合伤口,也无法把遗传物质传给后代。
二倍体细胞与单倍体细胞的基本区别是什么?
二倍体细胞(2n)含有两套完整的染色体,分别遗传自父母双方,是大多数体细胞的正常染色体数目。单倍体细胞(n)只含有一套完整染色体,是二倍体数目的一半,只存在于精子和卵细胞等配子中,这样受精作用才能使后代恢复二倍体数目。
什么是同源染色体?它在减数分裂中为何重要?
同源染色体是一对相互匹配的染色体,分别遗传自父母双方,在相同位置携带相同性状的基因,尽管它们可能携带这些基因的不同等位基因。在减数分裂中,同源染色体先配对,随后分开进入不同的子细胞。这正是每个配子最终只从每一对染色体中获得一条、从而得到单倍体数目的原因,也是后代继承来自父母双方基因的混合,而非任一方精确副本的原因。

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