有丝分裂和减数分裂通用曲线的解读

宣雯雯 张玉明

图1是常见的细胞分裂过程中DNA含量变化曲线，同时也是一条有丝分裂和减数分裂通用的曲线。横轴表示细胞分裂时期，纵轴表示DNA的含量，有两种标注方法：①纵轴标注为“核中DNA含量”；②纵轴标注为“每条染色体DNA含量”。其中第一种标注只表示有丝分裂，第二种标注为有丝和减数分裂通用。当曲线为两种分裂通用时，理解难度较大，失误较多。具体分析如下。

一、纵轴标注为“核中DNA含量”时， 只表示有丝分裂

解析：图2纵轴标注为“细胞核DNA含量”，则曲线只表示有丝分裂过程中细胞核DNA含量的变化。细胞核DNA含量一般用2n、4n表示。其中每段曲线的含义如下：

ab段表示有丝分裂的间期，核中DNA复制，数量加倍，由2n变成4n；

bc段包括了有丝分裂的前期、中期、后期，DNA数量保持4n不变；

cd段表示有丝分裂的末期时，细胞分裂形成两个子细胞，每个子细胞核中DNA含量减少一半，由4n变成2n；

de段表示有丝分裂的末期，每个子细胞核中DNA含量为2n。

二、纵轴标注为“每条染色体DNA含量”时， 为有丝和减数分裂共用

解析：图3纵轴标注是“每条染色体DNA含量”，则曲线既可表示有丝分裂过程中每条染色体DNA含量的变化，也可表示减数分裂过程中每条染色体DNA含量的变化。每条染色体DNA含量：未复制时每条染色体含1个DNA分子，复制后每条染色体含2个DNA分子，着丝点分裂后每条子染色体含1个DNA分子，纵轴每条染色体DNA含量只能表示为1和2。

（1）曲线表示有丝分裂时，其中每段曲线的含义如下：

ab段表示有丝分裂间期，染色体复制，每条染色体上含有两条染色单体，两个DNA分子，每条染色体上的DNA数量由开始的1个变成2个；

bc段包括了有丝分裂的前期、中期，每条染色体上含有两条染色单体，两个DNA分子；

cd段表示有丝分裂的后期时，染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成染色体，每条染色体上的DNA分子由2个减少为1个；

de段包括了有丝分裂的后期、末期，每条染色体上只有一个DNA分子。

（2）曲线表示减数分裂时，其中每段曲线的含义如下：

ab段表示减数分裂的间期，染色体复制，每条染色体上含有两个DNA分子，每条染色体上的DNA数量由1个变成2个；

bc段包括了减数第一次分裂所有时期，及减数第二次分裂的前期、中期，此段时期每条染色体上都含有两条染色单体，两个DNA分子；

cd段表示减二后期时染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成染色体，染色体上的DNA分子由2个减少为1个；

de段表示减二后期、末期，每条染色体上只有一个DNA分子。

三、归纳总结

将上述几种情况进行归纳总结，列表如下：

从表中可以看出：除ab段表示的时期相同外，其余各段表示的分裂时期均不相同。

四、例题解析

【例1】有关图4的说法中不正确的是（ ）

A.在有丝分裂过程中，因纵坐标含义不同可表示两种变化

B.如表示减数分裂全过程，则c→d发生在减一末期

C.c→d只表示着丝点一分为二，姐妹染色单体分离

D.e点时的细胞数目是a点时的两倍

解析：因纵轴未标注，则图4纵轴有两种含义，曲线可表示三种变化，其中两种表示有丝分裂，一种表示减数分裂，所以A正确。表示减数分裂时，纵轴为“每条染色体DNA含量”，c→d表示着丝点分裂，发生在减二后期，B错误。当纵轴为“每条染色体DNA含量”时，c→d可表示有丝分裂和减数分裂时着丝点分裂，姐妹染色单体分开；当纵轴为“核中DNA含量”时，则c→d可表示有丝分裂的末期时，细胞分裂形成两个子细胞，每个子细胞核中DNA含量减少一半，C错误。曲线表示有丝分裂时，分裂结束时e点细胞数目是开始a点的两倍；而表示减数分裂时，分裂结束时e点细胞数目是开始a点的4倍，即完成一次减数分裂可产生4个精子细胞或3个极体加1个卵细胞，D错误。答案选B、C、D。

【例2】如图5表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系，正确的叙述是（ ）

A.ab段形成的原因是染色体复制

B.cd段形成的原因是着丝点的分裂

C.bc段每条染色体含有两条染色单体

D.de段可表示有丝分裂的末期

解析：因纵轴标注为“每条染色体DNA含量”，则曲线有2种含义，即可同时表示有丝分裂和减数分裂。ab表示间期，原因是染色体复制，A正确。bc表示有丝分裂的前、中期，减数分裂的减一所有时期和减二的前、中期，每条染色体上含两条染色单体，2个DNA分子，C正确。cd表示有丝分裂的后期和减二后期时着丝点分裂，姐妹染色单体分开，每条染色体上DNA含量减半，B正确。de表示有丝分裂的后、末期和减二的后、末期，D错误。答案选A、B、C。

【例3】如图6表示某高等动物细胞分裂各阶段染色体数与核DNA数的比例关系（用实线表示）和细胞质中mRNA含量的变化（用虚线表示）。下列有关叙述，错误的是（ ）

A. 该图表示的细胞分裂方式为有丝分裂

B. 阶段a和c是蛋白质合成的主要时期

C. 同源染色体分开到两极发生在阶段e

D. 核DNA含量加倍发生在b阶段

解析：图6纵坐标为“每条染色体与DNA数量比”，而上面图3则是“每条染色体DNA含量”，也就是“DNA数量与染色体比”，可见该图与图3应互为颠倒图形，曲线各区段表示含义不变。也就是说该曲线既可表示有丝分裂，也可表示减数分裂，A错误。图中abc段表示间期，蛋白质合成的主要时期是a和c阶段，b阶段是DNA复制加倍时期，B、D正确。e阶段为有丝分裂或减数第二次分裂的后期与末期，不可能发生同源染色体分离，同源染色体分离应发生在d阶段，C错误。答案选A、C。