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生物學 · 遺傳·基因表達

減數分裂與遺傳多樣性

減數分裂在一次 DNA 複製後進行兩次分裂,使染色體套數減少。互換與獨立分配產生多樣的配子。

相關實驗:減數分裂與多樣性 →
減數分裂與多樣性
減數分裂與多樣性實驗場景 →

意義與機制

第一次分裂時同源染色體分離,第二次分裂時姊妹染色分體分離。與有絲分裂不同,減數分裂會產生只有一套染色體的細胞。

交叉互換髮生在同源染色體之間,改變了遺傳資訊的組合。每個同源染色體對分離的方式,也為配子多樣性做出了貢獻。

關係與條件

不考慮交叉互換,僅透過自由組合,可以產生 2ⁿ 種染色體組合,其中 n 代表同源對的數量。 經過一次 DNA 複製和兩次細胞分裂。

分別計算染色體數量、DNA含量,以及染色體組的數量。模擬中的少量染色體數量,展示了過程,但並非物種的實際染色體數量。

觀察實驗中需要注意的事物

減數分裂過程中,同源染色體在第一階段分離,姊妹染色分體在第二階段分離。自由組合和交叉互換產生多樣性。

如有絲分裂實驗中,透過計數著絲點來確定染色體數目,DNA含量與G1 DNA = 2 相對。在減數分裂I結束時,表格報告一個子細胞。在沒有核膜的情況下,核內值是未定義的。交叉互換髮生在同源染色體一對中,選擇的兩個非姊妹染色分體的之間,一次。位置、顏色和時間僅為示例,遺傳圖距離和分裂錯誤已不包括。

關鍵關係與符號

DNA複製,2次分裂 → 生殖細胞 n=2, DNA=1

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
n二倍染色體數目個
2ⁿ不包括交叉互換的組合數量種

透過範例確認

什麼是基於 2n=4 和 G1 DNA=2的一個配子?

DNA 經過一次複製,然後進行兩次分裂。在減數分裂I,同源染色體分離,而在減數分裂II,姊妹染色分體分離。配子 n=2, DNA=1。

常見誤解

  • 減數第一次分裂後,染色體套數雖已減少,每條染色體仍可能包含兩條染色分體。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax · 生物學 2版 (英文)