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生物學 · 細胞·物質移動

有絲分裂與 DNA 含量

即使 DNA 已複製,染色體數仍以著絲點為計數依據。不能將染色體數與 DNA 含量視為同一個指標。

相關實驗:有絲分裂與染色體數 →
有絲分裂與染色體數
有絲分裂與染色體數實驗場景 →

意義與機制

有絲分裂將複製的遺傳資訊分配到兩個子細胞。典型的二倍體細胞在進行一次細胞分裂之前,先複製其 DNA。

複製的染色體包含兩個姊妹染色分體。在它們分離之前,根據連線的著絲點,它們被計數為單個染色體。

關係與條件

在 S 階段之後,DNA 含量翻倍,但染色體數目在分離之前保持不變。一旦姊妹染色分體分離,每個染色體就會被計數;同時,細胞邊界也需要檢查。

它明確指出討論是基於單個細胞還是單個核。該模型專注於典型的細胞分裂序列,並省略了細胞分裂的錯誤和例外情況。

觀察實驗中需要注意的事物

在 S 階段,DNA 從 2 複製到 4,但染色體的數量保持不變。在分離階段(anaphase),細胞中的染色體總數加倍,而每個子細胞恢復到最初的染色體數量和 DNA 相對量 2。

這個簡化的細胞階段模型,代表一個正常的體細胞,其染色體數目為 2n=4 或 6。染色體數透過計數等位,並且相對 DNA 含量被標準化,以 G1 DNA=2 為基準。從有絲分裂的早期(prophase)到後期(anaphase),核膜消失,因此每個細胞的核內含量無法確定。有絲末期(telophase)區分了整個未分割的細胞與兩個新的細胞核;細胞質分裂報告一個子細胞。 階段的時間和染色體的形狀僅為示意,而非實際細胞週期的長度; 細胞分裂錯誤和減數分裂被忽略。

關鍵關係與符號

染色體的數量基於著絲點。 DNA 的量是相對的。

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
n一套中染色體的數量個
C參考複製前的單倍體 DNA 含量相對量

透過範例確認

在 2n=4 的情況下,在分離期細胞中,染色體的總數和 DNA 的相對含量分別是多少?

在離子的階段,姊妹染色分體的中心絲分離,每個染色體都被計數。由於沒有新的 DNA 合成,細胞的總 DNA 數量為 4,與 G2 階段相同。一個極點上存在 4 DNA 2。

常見誤解

  • 無法斷言,當 DNA 的量翻倍的時刻,與染色體的數量翻倍的時刻,是完全相同的。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax · 生物學 2版 (英文)