從一對(duì)同源染色體“辨析”有絲與減數(shù)分裂

王龍

摘 要：同源染色體是二倍體生物的特色染色體，通過(guò)同源染色體可以辨析出細(xì)胞分裂是有絲還是減數(shù)分裂，判斷細(xì)胞中染色體、DNA、染色組數(shù)目，判定發(fā)生的變異情況，推理分離與自由組合定律，推理子細(xì)胞中可能的還標(biāo)記的情況。

關(guān)鍵詞：同源染色體;有絲分裂;減數(shù)分裂

同學(xué)們對(duì)有絲分裂與減數(shù)分裂中的染色體、DNA、染色單體、同源染色體、染色體組還有放射性同位素標(biāo)記或熒光標(biāo)記后的染色體情況等，以及是否發(fā)生了基因突變、基因重組或染色體變異等，需要有一個(gè)整體的理解，同源染色體在其中就可以做為一個(gè)切入點(diǎn)。

1.通過(guò)同源染色體判斷是有絲還是減數(shù)分裂

例1.下圖為處于不同分裂時(shí)期的某生物的細(xì)胞示意圖，下列敘述正確的是

A.甲、乙、丙中都有同源染色體? ? ? B.一個(gè)生物體內(nèi)不可能同時(shí)出現(xiàn)這三種細(xì)胞

C.能夠出現(xiàn)基因重組的是乙? ? ? ? ? D.丙的子細(xì)胞是精細(xì)胞

答案：C。

三個(gè)圖中從同源染色體可以判斷，甲圖有同源染色體，且同源染色體分布在赤道板上，為有絲分裂;而乙圖同源染色體有聯(lián)會(huì)現(xiàn)象，為減數(shù)分裂;丙沒(méi)有同源染色體，為減數(shù)第二次分裂。所以，對(duì)于二倍體生物來(lái)說(shuō)，細(xì)胞中存在同源染色體說(shuō)明可能是有絲分裂或減數(shù)第一次分裂過(guò)程，沒(méi)有同源染色體時(shí)，就處于減數(shù)第二次分裂過(guò)程中了。而減數(shù)分裂第一次細(xì)胞分裂與有絲分裂最大的區(qū)別就是減數(shù)第一次分裂中一定有同源染色體聯(lián)會(huì)，有絲分裂過(guò)程則沒(méi)有。

2.通過(guò)同源染色體判斷DNA分子數(shù)目、染色體數(shù)目、染色體組情況

例2.下圖是某一生物個(gè)體（2N=8）精巢內(nèi)的細(xì)胞分裂示意圖（Ⅰ、Ⅱ）和染色體、染色單體、DNA分子數(shù)目關(guān)系圖（Ⅲ）請(qǐng)回答以下問(wèn)題

（1）若圖Ⅰ中的2和6表示兩個(gè)Y染色體，3和7表示X染色體，則圖Ⅰ細(xì)胞的名稱是___________________。

（2）該生物體細(xì)胞中染色體數(shù)最多有________條。圖Ⅱ所示的細(xì)胞中應(yīng)該有________個(gè)染色單體。

（3）圖Ⅱ細(xì)胞中染色體、染色單體、DNA數(shù)量關(guān)系可用圖Ⅲ中的________表示。這個(gè)細(xì)胞繼續(xù)分裂，染色體組數(shù)最多有? ? ?個(gè)。

（4）這個(gè)個(gè)體中細(xì)胞有絲分裂和減數(shù)第一次分裂進(jìn)行對(duì)比，兩者前期染色體行為_(kāi)___，兩者后期DNA分子數(shù)____。（填“相同”“不相同”）

（5）假如該生物每個(gè)處于減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中都有8條染色體。那么，該生物有絲分裂中期有同源染色體____對(duì)。減數(shù)第一次分裂中期和與減數(shù)第二次分裂后期每個(gè)細(xì)胞中染色體數(shù)目______________ ____。

答案：（1）精原細(xì)胞? ? （2）? 16，? 8? ? ? （3）乙? ?2? ? ? （4）不相同，相同? ? ?（5）4? ?相同

同源染色體的形態(tài)與結(jié)構(gòu)相同，但也有性染色體不相同的情況。根據(jù)細(xì)胞圖中所給的同源染色體的有無(wú)可以直接判斷是否是有絲分裂還是減數(shù)分裂，如果都有同源染色體，則根據(jù)同源染色體是否有聯(lián)會(huì)與分開(kāi)的形為來(lái)判斷是在減數(shù)第一次分裂還是在有絲分裂。因?yàn)橛薪z分裂的過(guò)程中是沒(méi)有同源染色體的分裂的，而減數(shù)第一次分裂一定有同源染色體的聯(lián)會(huì)與分開(kāi)現(xiàn)象。

在知道了處于細(xì)胞分裂的某個(gè)階段后，也可以根據(jù)同源染色體的存在與否來(lái)推斷細(xì)胞中的染色體數(shù)目、DNA數(shù)目、染色體組數(shù)目情況。如果是有絲分裂過(guò)程，同源染色體存在，姐妹染色單體不分開(kāi)時(shí)，染色體數(shù)目與生物體細(xì)胞染色體數(shù)目是一樣的，為2個(gè)染色體組，而姐妹染色單體分裂時(shí)，則染色體數(shù)目是生物體細(xì)胞數(shù)目的2倍，染色體組數(shù)目為4，該過(guò)程中DNA數(shù)目一直不變。如果是減數(shù)分裂，同源染色體存在時(shí)，細(xì)胞染色體數(shù)目是體細(xì)胞染色體數(shù)目，DNA數(shù)目是體細(xì)胞的DNA數(shù)目的2倍，有2個(gè)染色體組。而如果沒(méi)有同源染色體了，則在著絲點(diǎn)打開(kāi)之前，染色體數(shù)目是體細(xì)胞的染色體的一半，DNA數(shù)目與體細(xì)胞中DNA數(shù)目一樣，染色體組數(shù)目是1。而在著絲點(diǎn)打開(kāi)以后，還沒(méi)有分開(kāi)到兩個(gè)細(xì)胞中時(shí)，染色體數(shù)目、? ? DNA數(shù)目都與體細(xì)胞中染色體數(shù)目一樣，染色體組數(shù)目是2。如果已經(jīng)結(jié)束了減數(shù)分裂，則染色體數(shù)目、DNA數(shù)目都是體細(xì)胞中的一半，而染色體組數(shù)也是1。

3.通過(guò)同源染色體判定發(fā)生的變異情況

例3.某研究者用某生物（2N=6）的性腺為材料進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）對(duì)該生物精巢切片進(jìn)行顯微觀察，繪制了以下示意圖。

上圖中甲、乙、丙、丁細(xì)胞含有同源染色體的有______;稱為初級(jí)精母細(xì)胞的有______。丁細(xì)胞中染色體的互換區(qū)段內(nèi)同一位點(diǎn)上的基因______（填“相同”、“不相同”或“不一定相同”）。這種情況屬于可遺傳變異中的______丁細(xì)胞繼續(xù)分裂最終產(chǎn)生? ? ______個(gè)子細(xì)胞，它們的基因型______不相同（可能，不可能）

（2）下圖為基因型AABb的某動(dòng)物進(jìn)行細(xì)胞分裂的示意圖，判斷此細(xì)胞可能是______此細(xì)胞中基因a產(chǎn)生的原因可能是______

此動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi)最多含有______個(gè)染色體組

（3）假如體細(xì)胞基因型為AaXBY，因?yàn)闇p數(shù)分裂過(guò)程中染色體未正常分離，而產(chǎn)生一個(gè)不含性染色體的AA型配子。等位基因A、a位于2號(hào)染色體。分析可能的原因是______

（4）a、b、c、d為某些細(xì)胞減數(shù)第一次分裂時(shí)期染色體變異的模式圖，它們的染色體變異依次屬于