有丝分裂(mitosis)产生两个遗传上相同的细胞,染色体数与亲代细胞相同。减数分裂(meiosis)产生四个遗传上不同的细胞,染色体数减半。这个对比既出现在简短的记忆题中,也出现在关于受精和变异的长题里。
这是细胞分裂与遗传的第一课,后面关于等位基因和杂交的课都依赖它。
为什么细胞有两种分裂方式?
体细胞分裂是为了生长、修复组织,在某些生物中还用于无性生殖。这些任务需要完全相同的新细胞,所以用有丝分裂。
性细胞(配子)的任务不同。两个配子将在受精时结合,所以每个配子只能带有通常数目的一半。减数分裂做到了这一点,同时还打乱遗传物质,这就是后代与亲代不同的原因。
逐步比较的方法
每次都用同样的四项检查。
- 发生在哪里? 有丝分裂发生在体细胞。减数分裂只发生在产生配子的器官。
- 产生几个细胞? 有丝分裂得到 2 个。减数分裂得到 4 个。
- 染色体数是多少? 有丝分裂保持不变(二倍体到二倍体)。减数分裂减半(二倍体到单倍体)。
- 细胞相同吗? 有丝分裂的细胞相同。减数分裂的细胞彼此在遗传上不同。
例题详解
一种虚构的昆虫,体细胞有 12 条染色体(6 对)。描述有丝分裂和减数分裂的产物,然后写出合子的染色体数。
有丝分裂: 细胞分裂一次得到 2 个细胞。每个保持 12 条染色体,遗传上与亲代细胞相同。
减数分裂: 细胞分裂两次,得到 4 个细胞。数目减半,12 ÷ 2 = 6,所以每个配子有 6 条染色体。四个配子彼此在遗传上不同。
受精: 带 6 条染色体的精子与带 6 条染色体的卵细胞结合。合子有 6 + 6 = 12 条染色体,恢复了正常数目。
检查:12 ÷ 2 = 6,6 + 6 = 12,数字前后一致。合子之后通过有丝分裂生长,所以这只新昆虫的每个体细胞也都带有 12 条。
要留意的错误
一个常见的失误是说减数分裂“把细胞分成两半”,得到 2 个各有 6 条染色体的细胞。
错误答案: “减数分裂产生两个有 6 条染色体的细胞。”
染色体数对了,但细胞数错了,而且这些细胞并不相同。
纠正方法是记住:减数分裂中细胞分裂两次,所以得到四个细胞。每次都问自己三个问题:几个细胞?
几条染色体?相同还是不同?
自我检测
1. 人类皮肤细胞有 46 条染色体。它通过有丝分裂分裂后,每个细胞有多少条染色体?
查看答案
有丝分裂保持数目不变。两个新细胞各有 46 条染色体。
2. 一种虚构的鱼,体细胞有 20 条染色体。一个细胞经减数分裂产生多少个配子?每个配子有多少条染色体?
查看答案
减数分裂产生 4 个配子。数目减半:20 ÷ 2 = 每个 10 条染色体。
3. 解释为什么减数分裂必须让染色体数减半。
查看答案
受精把两个配子结合。如果每个配子都有完整数目,合子就会有两倍,而且每一代都会继续翻倍。减数分裂中的减半让合子重新得到正常数目。
下一步
下一步是说出染色体上有什么,见区分基因、等位基因和染色体。完成五节课后,用细胞分裂与遗传练习检验自己,并用遗传模型板在虚构模型中观察配子如何结合。
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