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生物学 · 细胞·物质移动

有丝分裂与 DNA 含量

即使 DNA 已复制,染色体数仍以着丝粒为计数依据。不能将染色体数与 DNA 含量视为同一个指标。

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意义与机制

有丝分裂将复制的遗传信息分配到两个子细胞。典型的二倍体细胞在进行一次细胞分裂之前,先复制其 DNA。

复制的染色体包含两个姐妹染色单体。在它们分离之前,根据连接的着丝粒,它们被计数为单个染色体。

关系与条件

在 S 阶段之后,DNA 含量翻倍,但染色体数目在分离之前保持不变。一旦姐妹染色单体分离,每个染色体就会被计数;同时,细胞边界也需要检查。

它明确指出讨论是基于单个细胞还是单个核。该模型专注于典型的细胞分裂序列,并省略了细胞分裂的错误和例外情况。

观察实验中需要注意的事物

在 S 阶段,DNA 从 2 复制到 4,但染色体的数量保持不变。在分离阶段(anaphase),细胞中的染色体总数加倍,而每个子细胞恢复到最初的染色体数量和 DNA 相对量 2。

这个简化的细胞阶段模型,代表一个正常的体细胞,其染色体数目为 2n=4 或 6。染色体数通过计数等位,并且相对 DNA 含量被标准化,以 G1 DNA=2 为基准。从有丝分裂的早期(prophase)到后期(anaphase),核膜消失,因此每个细胞的核内含量无法确定。有丝末期(telophase)区分了整个未分割的细胞与两个新的细胞核;细胞质分裂报告一个子细胞。 阶段的时间和染色体的形状仅为示意,而非实际细胞周期的长度; 细胞分裂错误和减数分裂被忽略。

关键关系与符号

染色体的数量基于着丝粒。 DNA 的量是相对的。

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
n一套中染色体的数量个
C参考复制前的单倍体 DNA 含量相对量

工作实例

在 2n=4 的情况下,在分离期细胞中,染色体的总数和 DNA 的相对含量分别是多少?

在离子的阶段,姐妹染色单体的中心丝分离,每个染色体都被计数。由于没有新的 DNA 合成,细胞的总 DNA 数量为 4,与 G2 阶段相同。一个极点上存在 4 DNA 2。

常见误解

  • 无法断言,当 DNA 的量翻倍的时刻,与染色体的数量翻倍的时刻,是完全相同的。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax · 生物学 2版 (英文)