有丝分裂与减数分裂
两者都在分裂细胞,相似之处也就到此为止。有丝分裂产生两个完全相同的拷贝,用于生长和修复。减数分裂产生四个染色体数目减半、遗传上各不相同的细胞,用于生殖。
核心区别
- 分裂次数:有丝分裂一次,减数分裂两次。
- 子细胞:有丝分裂产生 2 个,减数分裂产生 4 个。
- 染色体数目:有丝分裂保持不变,减数分裂减半。
- 遗传:有丝分裂产生相同的细胞,减数分裂产生不同的细胞。
- 用途:有丝分裂用于生长和修复,减数分裂用于产生配子。
多样性从哪里来
- 前期 I 的交叉互换,同源染色体交换片段。
- 中期 I 的自由组合,每一对彼此独立地排列。
- 之后的随机受精,它不属于减数分裂,但会再一次把多样性放大。
二倍体与单倍体
二倍体细胞的染色体成对存在,记作 2n。单倍体细胞每对只带一条,记作 n。人的体细胞是二倍体,有 46 条染色体;人的配子是单倍体,有 23 条。受精会恢复到 46 条,这正是配子必须事先减半的原因。
例题详解
例 1
题目
一个含 46 条染色体的人体细胞进行分裂。比较有丝分裂和减数分裂的产物。
答案
有丝分裂:2 个细胞,各 46 条。减数分裂:4 个细胞,各 23 条。
步骤
- 1有丝分裂把 DNA 复制一次、分裂一次,所以每个子细胞都保留完整的 46 条。
- 2撇开突变不谈,这两个产物在遗传上与母细胞完全相同。
- 3减数分裂把 DNA 复制一次却分裂两次,所以数目减半。
- 4四个产物各带 23 条染色体,每一对原染色体各取其一。
- 5由于交叉互换和自由组合,这四个彼此在遗传上并不相同。
例 2
题目
一个含 12 条染色体的细胞进行减数分裂。会得到几个细胞,各含多少条染色体?
答案
四个细胞,各含 6 条染色体
步骤
- 1起始细胞是二倍体,有 12 条,也就是 6 对同源染色体。
- 2减数第一次分裂把同源染色体分开,得到两个各含 6 条染色体的细胞。
- 3减数第二次分裂分开姐妹染色单体,并不改变染色体数目。
- 4结果是四个各含 6 条染色体的单倍体细胞。
让数目减半的是减数第一次分裂,不是第二次。从机制上看,减数第二次分裂反而更像有丝分裂。
例 3
题目
皮肤上的伤口靠哪个过程修复,为什么不是另一个?
答案
靠有丝分裂,因为修复需要染色体完整且彼此相同的细胞。
步骤
- 1修复意味着用新的皮肤细胞替换原来的皮肤细胞。
- 2替补细胞必须带有完整的二倍体基因组才能正常工作。
- 3有丝分裂产生遗传上完全相同的二倍体细胞,正是所需要的。
- 4减数分裂会产生单倍体且彼此不同的细胞,无法充当体细胞。
- 5所以体内一切生长和修复都靠有丝分裂;减数分裂只发生在形成配子的时候。
常见错误
说减数分裂让染色体减半是因为 DNA 没有复制。
DNA 复制了一次,和有丝分裂完全一样。减半来自复制一次却分裂两次。
把交叉互换放在减数第二次分裂。
它发生在前期 I,那时同源染色体还配对在一起。到第二次分裂时它们已经分开了。
把减数分裂的四个产物描述成完全相同。
它们在遗传上各不相同。制造多样性正是这个过程的意义。
说有丝分裂产生配子。
配子来自减数分裂。有丝分裂负责生长、修复和无性生殖。
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1. 哪个过程产生配子?
查看答案
减数分裂,因为配子必须是单倍体且彼此不同。
2. 一个含 20 条染色体的细胞进行有丝分裂。子细胞里有什么?
查看答案
两个各含 20 条染色体的细胞,在遗传上与母细胞完全相同。
3. 说出减数分裂中遗传多样性的两个来源。
查看答案
前期 I 的交叉互换,以及中期 I 的自由组合。
大家常问的问题
- 减数第二次分裂和有丝分裂是一回事吗?
- 机制上非常像,也是在分开姐妹染色单体。区别在于它从单倍体细胞开始,所以产物仍是单倍体。
- 人体内减数分裂发生在哪里?
- 在睾丸和卵巢,也就是形成精子和卵细胞的地方。体内其他所有会分裂的细胞用的都是有丝分裂。
- 一个人类配子有多少条染色体?
- 23 条,每对同源染色体各取一条。受精把两个配子结合起来,恢复到 46 条。
- 怎样最容易记住谁是谁?
- 有丝分裂做出更多一模一样的;减数分裂做成一半,并且做得不一样。
