細胞分裂:如何圖中找真相?

細胞生殖為高中生物的重點內容，常考查根據細胞分裂圖像或者細胞分裂曲線圖判斷細胞分裂方式、分裂時期以及DNA和染色體數量。如何辨析某圖像屬于什么分裂，在什么時期，染色體或者DNA數量是多少？下文總結歸納了細胞分裂圖的典型特征和數量關系。

注意：

（1）上圖僅對二倍體生物而言，一倍體、三倍體或同源四倍體不能用上述方法判斷。高中學習過程一般僅考慮二倍體。

（2）后期圖像只看一極的原因在于：在有絲分裂后期與減數第二次分裂后期，由于著絲點分裂，姐妹染色單體分開后形成兩條一模一樣的染色體，容易被誤判為同源染色體，因而一般只看一極。

（3）也可運用以上圖解進行逆推解題。

例1 圖1是同一種動物體內有關細胞分裂的一組圖像。下列說法正確的是（ ）

（1）具有同源染色體的細胞有①②③ （2）動物睪丸中可能同時出現以上細胞 （3）③所示的細胞中有兩個四分體 （4）進行有絲分裂的細胞為①和③ （5）④中發生了等位基因的分離

A.（1）（2）（5） B.（2）（4）（5）

C.（1）（3）（4） D.（1）（2）（4）

【解題指導】首先根據題中信息判斷每個圖像屬于哪種分裂方式，處于什么時期。

對于本題而言，圖①處于分裂后期，無染色單體，不可能是減數第一次分裂，每一極中存在同源染色體，因此是有絲分裂。圖②同源染色體排列在赤道板上，屬于減數第一次分裂。圖③為中期，有同源染色體且著絲點排列在赤道板上，屬于有絲分裂。圖④為后期圖像，每一極無同源染色體也無染色單體，屬于減數第二次分裂。

有絲分裂及減數第一次分裂過程都存在同源染色體。在動物睪丸中有絲分裂與減數分裂可能同時存在，并且在同一時間可能有不同時期的減數分裂。在減數第一次分裂的前期，同源染色體聯會形成四分體，而等位基因的分離則發生在減數第一次分裂的后期。

答案：D

二、細胞分裂曲線

首先要看曲線中縱坐標代表的生物學意義。縱坐標可以是染色體、DNA或染色單體在細胞分裂過程中的相對數量的變化，也可能是每條染色體DNA含量的變化。具體數量關系如下表：（設體細胞中DNA數為2N，染色體數為N，姐妹染色體數為0）

有絲分裂：

分裂期DNA數染色體數姐妹染色單體數

前期4N2N4N

中期4N2N4N

后期4N4N0

末期2N2N0

減數第一次分裂：

分裂期DNA數染色體數姐妹染色單體數

前期4N2N4N

中期4N2N4N

后期4N2N4N

末期2NN2N

減數第二次分裂：

分裂期DNA數染色體數姐妹染色單體數

前期2NN2N

中期2NN2N

后期2N2N0

末期NN0

例2 如圖2中A曲線表示某生物（2n＝4）的體細胞分裂過程及精子形成過程中每個細胞內某物質數量的變化。a、b、c、d、e分別表示分裂過程中的某幾個時期的細胞中染色體圖。圖2中B表示某生物細胞分裂的不同時期與每條染色體DNA含量變化的關系。請據圖回答下列問題。

（1）圖2 A曲線中①～③段可表示細胞進行

分裂的 數量變化。

（2）圖2 B曲線中AB段形成的原因是 ，該過程發生于細胞分裂的 期。CD段形成的原因是 。

（3）圖2 C中a～e與圖A曲線②⑤位置相對應的細胞分別是 。位于圖B中BC段的圖C的細胞有 。

（4）圖2 C細胞a、b、c、d、e中具有同源染色體的是 。圖2 A曲線中一個細胞內沒有同源染色體的時期是 。

（5）與體細胞相比，圖2 C a～e細胞中，核內DNA含量加倍的是 。

（6）就染色體行為來說，b、e時期的共同特點是 。

【解題指導】本題考查細胞分裂過程曲線圖的分析與應用。

（1）因為圖2 A中曲線⑤階段數量暫時恢復與體細胞一樣，所以應該是染色體的數量變化。在②階段，染色體數目與體細胞相比增加了一倍，故①～③ 段為有絲分裂過程。

（2）對于圖2 B而言，縱坐標是每條染色體DNA含量變化的情況。AB段DNA相對數量加倍，說明正在發生DNA的復制。它發生在有絲分裂或減數分裂的間期。而BC段DNA的數量是染色體的2倍，說明每個染色體中有兩個染色單體，它可以是有絲分裂的前、中、后期，也可能是減數第一次分裂及減數第二分裂的前、中期。CD段處于染色體中DNA數量減少1倍的過渡時期，說明此時著絲點分開。

（3）圖2 A曲線②⑤位置相對應的細胞染色體數量均加倍，說明細胞處于分裂的后期，從染色體的數量上看，②為4n，⑤為2n，則曲線②⑤位置相對應的細胞分別是有絲分裂后期e和減數第二次分裂后期b。圖2 B中的BC段每個染色體中有2個DNA，它可以包括圖C中的a、c、d。

（4）從細胞中染色體的行為和數量看，a～e分別是減數分裂四分體時期、減數第二次分裂后期、減數第二次分裂前期、有絲分裂中期和有絲分裂后期，含有同源染色體的只能是減數第一次分裂時期和有絲分裂期的細胞，即a、d、e。從曲線 A上看，從④開始，染色體數目減半，說明已經進入減數第二次分裂時期，處于④⑤⑥時期的一個細胞內均不含同源染色體。

（5）與體細胞相比，核內DNA含量加倍的是有絲分裂的前、中、后期及減數第一次分裂期。該生物體細胞內含有的染色體數為2n，可知核中DNA分子數為2n，核內DNA含量加倍為4n的細胞為a、d、e。

（6）就染色體行為來說，b、e時期的共同特點是著絲點分裂，染色單體分開成為染色體。

答案：（1）有絲 染色體 （2）DNA復制（或染色體復制） 間 著絲點分裂 （3）e、b a、c、d （4）a、d、e ④⑤⑥ （5） a、d、e （6） 著絲點分裂，染色單體分開成為染色體