有絲分裂和減數分裂通用曲線的解讀

宣雯雯 張玉明

圖1是常見的細胞分裂過程中DNA含量變化曲線，同時也是一條有絲分裂和減數分裂通用的曲線。橫軸表示細胞分裂時期，縱軸表示DNA的含量，有兩種標注方法：①縱軸標注為“核中DNA含量”；②縱軸標注為“每條染色體DNA含量”。其中第一種標注只表示有絲分裂，第二種標注為有絲和減數分裂通用。當曲線為兩種分裂通用時，理解難度較大，失誤較多。具體分析如下。

一、縱軸標注為“核中DNA含量”時， 只表示有絲分裂

解析：圖2縱軸標注為“細胞核DNA含量”，則曲線只表示有絲分裂過程中細胞核DNA含量的變化。細胞核DNA含量一般用2n、4n表示。其中每段曲線的含義如下：

ab段表示有絲分裂的間期，核中DNA復制，數量加倍，由2n變成4n；

bc段包括了有絲分裂的前期、中期、后期，DNA數量保持4n不變；

cd段表示有絲分裂的末期時，細胞分裂形成兩個子細胞，每個子細胞核中DNA含量減少一半，由4n變成2n；

de段表示有絲分裂的末期，每個子細胞核中DNA含量為2n。

二、縱軸標注為“每條染色體DNA含量”時， 為有絲和減數分裂共用

解析：圖3縱軸標注是“每條染色體DNA含量”，則曲線既可表示有絲分裂過程中每條染色體DNA含量的變化，也可表示減數分裂過程中每條染色體DNA含量的變化。每條染色體DNA含量：未復制時每條染色體含1個DNA分子，復制后每條染色體含2個DNA分子，著絲點分裂后每條子染色體含1個DNA分子，縱軸每條染色體DNA含量只能表示為1和2。

（1）曲線表示有絲分裂時，其中每段曲線的含義如下：

ab段表示有絲分裂間期，染色體復制，每條染色體上含有兩條染色單體，兩個DNA分子，每條染色體上的DNA數量由開始的1個變成2個；

bc段包括了有絲分裂的前期、中期，每條染色體上含有兩條染色單體，兩個DNA分子；

cd段表示有絲分裂的后期時，染色體著絲點分裂，姐妹染色單體分開，形成染色體，每條染色體上的DNA分子由2個減少為1個；

de段包括了有絲分裂的后期、末期，每條染色體上只有一個DNA分子。

（2）曲線表示減數分裂時，其中每段曲線的含義如下：

ab段表示減數分裂的間期，染色體復制，每條染色體上含有兩個DNA分子，每條染色體上的DNA數量由1個變成2個；

bc段包括了減數第一次分裂所有時期，及減數第二次分裂的前期、中期，此段時期每條染色體上都含有兩條染色單體，兩個DNA分子；

cd段表示減二后期時染色體著絲點分裂，姐妹染色單體分開，形成染色體，染色體上的DNA分子由2個減少為1個；

de段表示減二后期、末期，每條染色體上只有一個DNA分子。

三、歸納總結

將上述幾種情況進行歸納總結，列表如下：

從表中可以看出：除ab段表示的時期相同外，其余各段表示的分裂時期均不相同。

四、例題解析

【例1】有關圖4的說法中不正確的是（ ）

A.在有絲分裂過程中，因縱坐標含義不同可表示兩種變化

B.如表示減數分裂全過程，則c→d發生在減一末期

C.c→d只表示著絲點一分為二，姐妹染色單體分離

D.e點時的細胞數目是a點時的兩倍

解析：因縱軸未標注，則圖4縱軸有兩種含義，曲線可表示三種變化，其中兩種表示有絲分裂，一種表示減數分裂，所以A正確。表示減數分裂時，縱軸為“每條染色體DNA含量”，c→d表示著絲點分裂，發生在減二后期，B錯誤。當縱軸為“每條染色體DNA含量”時，c→d可表示有絲分裂和減數分裂時著絲點分裂，姐妹染色單體分開；當縱軸為“核中DNA含量”時，則c→d可表示有絲分裂的末期時，細胞分裂形成兩個子細胞，每個子細胞核中DNA含量減少一半，C錯誤。曲線表示有絲分裂時，分裂結束時e點細胞數目是開始a點的兩倍；而表示減數分裂時，分裂結束時e點細胞數目是開始a點的4倍，即完成一次減數分裂可產生4個精子細胞或3個極體加1個卵細胞，D錯誤。答案選B、C、D。

【例2】如圖5表示細胞分裂的不同時期與每條染色體DNA含量變化的關系，正確的敘述是（ ）

A.ab段形成的原因是染色體復制

B.cd段形成的原因是著絲點的分裂

C.bc段每條染色體含有兩條染色單體

D.de段可表示有絲分裂的末期

解析：因縱軸標注為“每條染色體DNA含量”，則曲線有2種含義，即可同時表示有絲分裂和減數分裂。ab表示間期，原因是染色體復制，A正確。bc表示有絲分裂的前、中期，減數分裂的減一所有時期和減二的前、中期，每條染色體上含兩條染色單體，2個DNA分子，C正確。cd表示有絲分裂的后期和減二后期時著絲點分裂，姐妹染色單體分開，每條染色體上DNA含量減半，B正確。de表示有絲分裂的后、末期和減二的后、末期，D錯誤。答案選A、B、C。

【例3】如圖6表示某高等動物細胞分裂各階段染色體數與核DNA數的比例關系（用實線表示）和細胞質中mRNA含量的變化（用虛線表示）。下列有關敘述，錯誤的是（ ）

A. 該圖表示的細胞分裂方式為有絲分裂

B. 階段a和c是蛋白質合成的主要時期

C. 同源染色體分開到兩極發生在階段e

D. 核DNA含量加倍發生在b階段

解析：圖6縱坐標為“每條染色體與DNA數量比”，而上面圖3則是“每條染色體DNA含量”，也就是“DNA數量與染色體比”，可見該圖與圖3應互為顛倒圖形，曲線各區段表示含義不變。也就是說該曲線既可表示有絲分裂，也可表示減數分裂，A錯誤。圖中abc段表示間期，蛋白質合成的主要時期是a和c階段，b階段是DNA復制加倍時期，B、D正確。e階段為有絲分裂或減數第二次分裂的后期與末期，不可能發生同源染色體分離，同源染色體分離應發生在d階段，C錯誤。答案選A、C。