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高一~高中二年级 (15-17岁)

高中生物 细胞与细胞分裂

我们身体里的细胞不断地生长、复制 DNA、一分为二,这样一个循环叫作细胞周期。 周期的大部分时间是细胞生长、复制 DNA 的间期(G₁、S、G₂),真正分裂的 M 期很短。 有丝分裂产生两个染色体数目不变的子细胞,让身体生长、伤口愈合;减数分裂产生四个染色体数目减半的生殖细胞。 图中可以看到 2n = 4 的细胞的染色体在周期各阶段如何变化,以及两种分裂中同源染色体如何分开。

什么是细胞周期

🔄 从细胞诞生到分裂
①新生的细胞先生长、复制 DNA、为分裂做准备,然后一分为二
②这样一个循环叫作细胞周期
③人的细胞一个周期约 24 小时,其中约 23 小时是间期(G₁ + S + G₂),真正的分裂(M 期)只有约 1 小时

跟着细胞周期走

G₁
💡 各时期发生了什么
①G₁ 期:细胞生长,合成蛋白质,是最长的时期
②S 期:DNA 复制,DNA 含量加倍;复制出的两条以姐妹染色单体的形式连在一起,所以染色体数仍是 4 条
③G₂ 期:合成分裂所需的物质,做好准备
④M 期:染色体凝缩并排列在赤道板上,随后姐妹染色单体分向两极,形成两个子细胞(前期 → 中期 → 后期 → 末期)

有丝分裂与减数分裂

分裂比较

有丝分裂 · 减数分裂
类别有丝分裂减数分裂
分裂次数1次2次(减数1+2分裂)
子细胞数2个4个
子细胞核相2n(与母细胞相同)n(减半)
遗传多样性无(相同)有(交叉互换、同源染色体自由组合)
场所体细胞生殖器官
目的生长、再生生殖细胞形成

例题演练

例题 1
体细胞染色体数为 2n = 46 的人进行 1 次有丝分裂后,1 个子细胞的染色体数是多少?
1
有丝分裂使染色体数与母细胞保持一致(2n → 2n)。
2
母细胞是 2n = 46,所以子细胞也是 46 条。
▸ 46 个
分裂前 S 期复制好的姐妹染色单体平均分进两个子细胞,所以数目保持不变。
例题 2
2n = 46 的人经减数分裂形成的 1 个精子,染色体数是多少?
1
减数分裂使染色体数减半(2n → n)。
2
2n = 46,所以 n = 23。
▸ 23 个
精子和卵细胞各为 n = 23,受精后又恢复为 2n = 46。正是有了减数分裂,染色体数才能代代保持恒定。

总结

有丝分裂核心
2n → 2n + 2n(2个子细胞、与母细胞相同)
用于生长和修复的分裂
减数分裂核心
2n → n + n + n + n(4个子细胞、染色体数减半)
用于形成生殖细胞的分裂
韩国高考类题改编
关于刚结束 S 期的细胞,下列说法正确的是?(母细胞 2n = 4)
①DNA 量减半
②染色体数增至 8 个
③DNA 量加倍,但染色体数仍为 4 个
④分裂成 2 个子细胞
⑤同源染色体分离
▸ ③ DNA 量加倍,但染色体数仍为 4 个
1
S 期 DNA 复制,DNA 含量加倍。
2
复制后的 DNA 以两条姐妹染色单体的形式连在一起,所以染色体数仍是 4 条;在细胞周期图中比较 G₁ 和 G₂ 的染色体数,也是一样的。
🎯 考试重点
①有丝分裂:2n → 2n,形成 2 个与母细胞相同的子细胞
②减数分裂:2n → n,形成 4 个子细胞,遗传上多样
③减数第一次分裂时同源染色体分离,2n → n
④减数第二次分裂时姐妹染色单体分离,n → n,与有丝分裂相似
⑤S 期 DNA 含量加倍,但染色体数不变

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