有丝分裂过程中的染色体DNA数量变化分析

专题四细胞的生命历程课时11有丝分裂及染色体、核DNA等含量变化分析1．下列关于植物细胞有丝分裂的叙述，正确的是（）A．前期，核DNA已完成复制且染色体数目加倍B．后期，染色体的着丝粒分布在一个平面上C．末期，含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板D．亲代细胞的遗传物质平均分配到两个子细胞【答案】C【解析】由于间期时进行DNA的复制，在分裂前期核DNA已完成复制，但由于着丝点未分裂，染色体数目未加倍，A错误；有丝分裂中期时染色体的着丝粒分布在细胞中央的一个平面上，后期着丝粒分裂，分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极，B错误；在植物细胞有丝分裂末期，细胞质开始分裂，含有细胞壁物质的囊泡聚集成细胞板，之后发展成为新的细胞壁，C正确；在有丝分裂中，亲代细胞的细胞核内的染色体经复制后平均分配到两个子细胞中，但细胞质中的遗传物质不一定平均分配到两个子细胞中，D错误。

2．果蝇体细胞含有8条染色体。

下列关于果蝇体细胞有丝分裂的叙述，错误的是（）A．在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子B．在前期，每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子C．在中期，8条染色体的着丝点排列在赤道板上，易于观察染色体D．在后期，成对的同源染色体分开，细胞中有16条染色体【答案】D【解析】已知果蝇体细胞含有8条染色体，每条染色体上有1个DNA分子，共8个DNA分子，在间期，DNA进行半保留复制，形成16个DNA分子，A正确；间期染色体已经复制，故在前期每条染色体由2条染色单体组成，含2个DNA分子，B正确；在中期，8条染色体的着丝点排列在赤道板上，此时染色体形态固定、数目清晰，易于观察染色体，C正确；有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍，由8条变成16条，同源染色体不分离，D错误。

3．如图表示某高等植物细胞有丝分裂过程中染色体的行为变化，下列分析错误的是（）A．e过程着丝粒分裂，染色体数目加倍B．a～b过程发生了中心粒的倍增C．b～c过程核膜逐渐解体D．d时期染色体的着丝粒可能排列在赤道板上【答案】B【解析】e时期表示有丝分裂后期，着丝粒分裂，染色体数目加倍，A正确；高等植物细胞无中心体，不会发生中心粒的倍增，B错误；b〜c过程表示有丝分裂前期，该时期核膜逐渐解体，C正确；d时期表示有丝分裂中期，染色体的着丝粒可能排列在赤道板上，D正确。

有丝分裂中遗传物质数量变化曲线 1、染色体数目何时增加，增加多少? 亲本细胞染色体在细胞分裂间期进行了复制，使每条染色体含有两条染色单体，但染色体的数目并未改变。

只有进入细胞分裂后期时，伴随染色体着丝点的分裂，才使每条染色体上的两条染色单体分别成为一条子染色体，使染色体数目增加一倍（图3）。

2、染色体数目何时减半? 染色体数目增加一倍后，什么时候恢复正常，即何时由4N→2N。

常见两种看法，一种认为染色体数目减半发生在后期结束时（图4-甲），另一种认为发生在末期结束时（图4-乙），两种图形均未明确其含义。

第一种图形可理解为：进入末期时，出现“一胞两核”的特殊现象，此时每个核内的染色体数目只有核出现前细胞内染色体数目的一半（图4-甲）；第二种图形可理解为：细胞分裂结束时才形成两个独立的子细胞，此时每个细胞内的染色体数目只相当于形成前亲本细胞的一半（图4-乙）。

如果不明确的给所画图形赋予其特定含义，学生难以明白其内涵。

因此，笔者以为，对所绘之图形进行说明是很有必要的。

对DNA含量减半的时间及意义可与染色体减半行为作相同理解（图5）。

3.关于染色单体的变化情况对染色单体的变化，各种资料比较统一，均认为在分裂间期随着染色体复制结束而产生，0→4N；后期由于着丝点的分裂每条染色单体变成一条子染色体而消失，由4N→0，见图6。

4．结合上述讨论，建议使用两种图形 4.1 第一种为图7，其意义为DNA分子的复制为S期，DNA含量因复制由2a→4a，末期伴随着子细胞形成而减半；染色体数目于后期加倍，末期时形成两个独立的子细胞，每个细胞内的染色体仅相当于形成子细胞前亲本细胞的一半；染色单体于分裂间期结束前产生、分裂后期着丝点分裂形成子染色体而消失。

4.2 第二种为图8，与图7的主要区别在于DNA含量和染色体数目的减少不在末期，而在后期结束时。

意义为：伴随着新核的形成每个核内的DNA含量和染体数目相当于前一时刻亲本细胞的一半。

有丝分裂末期染色体数目的正确界定在真核细胞有丝分裂过程中，染色体、染色单体、DNA分子数目的变化规律，是教学的重点和难点。

但对于分裂末期细胞内染色体、DNA分子数目的变化在不同的参考书中，有多种不同表述。

一、几种录自不同资料的表述表一真核细胞有丝分裂末期染色体、DNA分子数目变化（以植物细胞为例，设体细胞有染色体2对）：注：表中分裂期末期所列三列数据为不同参考资料中关于末期有关数目的变化的三种情况。

根据上述图表，该植物体细胞有丝分裂过程中染色体和DNA分子数目变化的曲线分别如下（录自资料）：（注：以上图中字母A→B间表示末期染色体、DNA分子数目变化情况）二、正确的表述虽然教科书明确了细胞分裂期的四个时期是人为划分的，但教科书上的分法是已公认的，就要以教科书为统一的标准，不能让学生接受矛盾或者错误的知识。

根据教科书对真核细胞有丝分裂分裂期末期的表述，细胞有丝分裂末期，染色体、DNA分子数目变化应如下表二：则该植物细胞有丝分裂过程中染色体、DNA分子数目变化的曲线图应如下。

（注：图中字母A→B→C间表示末期染色体、DNA分子数目变化情况）三. 正确表述的解释细胞有丝分裂过程中染色体平均分成两组，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞两极，接着细胞分裂进入末期。

两组染色体分别到达细胞的两极以后，解螺旋，恢复成细丝状的染色质。

同时新的核膜核仁出现，形成一个细胞中具有两个细胞核的现象。

随着一个细胞分裂成两个子细胞，子细胞中染色体，DNA分子数目与亲代细胞相同。

1. 要特别注意的是，有丝分裂末期，在未形成子细胞之前，在细胞的两极，虽然各有一个新细胞核，但两个细胞核仍存在于一个细胞中，所以，此时（末期）的细胞中染色体和DNA分子数目仍为8个，只是每个新形成的核中均为4个。

当分裂形成两个子细胞后，每个子细胞中染色体和DNA数目才均为4个。

2. 对于连续分裂的细胞，一旦形成了子细胞，也就进入了下一个细胞周期的分裂间期，对于刚形成的子细胞，它既属于前一个细胞周期（也是末期）的结束点，又属于后一个细胞细胞周期的（也是间期）起点。

易错点10 细胞分裂过程中物质或结构变化分析细胞分裂是高考命题的必考点之一，多数以带图的选择题考查细胞分裂的各时期特点。

细胞分裂与遗传规律、三种可遗传变异、DNA复制等知识密切联系，这类试题跨度较大，具有较强的综合性。

而没有全面且熟练掌握细胞分裂各时期特点，就无法将细胞分裂知识与其他知识进行有效链接，在复杂的试题情境中无法将所学知识应用于解题。

在复习备考中，需要加强图文转换练习，全面且熟练掌握细胞分裂各时期特点，深刻领悟知识之间的内在联系，达到融会贯通的效果。

注意以下细微易错陷阱，对全面理解细胞分裂等知识有所帮助。

易错陷阱1：染色体组、同源染色体、染色单体、染色体、DNA数目变化。

对有丝分裂和减数分裂各时期特点及染色体组概念理解不透造成误判，混淆细胞中DNA分子数、核DNA 分子数和每条染色体上DNA分子数造成误判，误以为X和Y（或Z和W）性染色体没有染色单体而误判细胞分裂过程中性染色体数目或性染色单体数。

易错陷阱2：等位基因分离的时期。

误以为有丝分裂会发生等位基因分离，忽略交叉互换后姐妹染色单体上具有等位基因造成误判。

易错陷阱3：细胞分裂异常的结果分析。

无法将异常分裂的结果与细胞分裂各时期特点有效对接造成误判。

易错陷阱4：DNA复制后带标记的染色体、染色单体、细胞数。

没有考虑姐妹染色单体分离后随机移向细胞两极造成误判。

易错陷阱5：细胞分裂图中三种可遗传变异的判断。

忽略了有丝分裂不发生基因重组造成误判。

易错陷阱6：减数分裂产生配子类型。

忽略了“基因型为AaBb的一个个体”还是“基因型为AaBb的一个性原细胞”造成误判。

例题1、（2022山东·T8）减数分裂Ⅰ时，若同源染色体异常联会，则异常联会的同源染色体可进入 1 个或2 个子细胞；减数分裂Ⅱ时，若有同源染色体则同源染色体分离而姐妹染色单体不分离，若无同源染色体则姐妹染色单体分离。

异常联会不影响配子的存活、受精和其他染色体的行为。

基因型为Aa 的多个精原细胞在减数分裂Ⅰ时，仅A、a 所在的同源染色体异常联会且非姐妹染色单体发生交换。

《有丝分裂过程中染色体、DNA、染色单体的数量变化》重难点创新教学方法
拉萨阿里地区高级中学——周坤
一、利用实物电线讲解DNA,染色体、染色质和染色单体之间的关系。

结论：
1.染色质和染色体只是同一种物质在细胞不同分裂状态期的不同形态。

2.染色质和染色体都是由DNA和蛋白质组成的。

3.当没有染色单体时，DNA数=染色体数；当有染色单体时，DNA数=2倍染色体数。

设计意图：有丝分裂过程中染色体的行为变化是本节重难点，利用自制教具演示染色质、染色体和DNA之间关系，使微观的知识宏观化，有助于学生的理解。

（强调用电线演示染色体虽然不科学，但有助于学生理解三者之间的关系）
二、利用动画总结有丝分裂过程中染色体、DNA的数量变化规律，构建数学模型（坐标曲线）。

1.观察有丝分裂过程动画。

2.利用教具制作各阶段染色体的形态模型，并总结出分裂期各阶段的主要变化规律
3.总结染色体数量在有丝分裂各期变化。

设计意图：通过动眼观察动画、动手制作染色体物理模型加深对分裂过程中染色体动态变化的理解。

4.根据结论3（当没有染色单体时，DNA数=染色体数；当有染色单体时，DNA数=2倍染色体数。

）总结DNA、染色单体数量变化规律。

设计意图：利用结论3中染色体与DNA及染色单体的数量关系，总结 DNA、染色单体数量变化规律，以此降低难度。

5.建数学模型。

有丝分裂和减数分裂有丝分裂（一）过程时期间期前期中期后期末期特点①变化：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成②结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态①出现染色体，②核膜、核仁消失，③出现纺锤体①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上。

①着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两个子染色体。

并分别向两极移动①染色体变成染色质，②核膜、核仁重现，③纺锤体消失，④在赤道板位置出现细胞板，并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁前期：膜仁消失显两体。

中期：赤道板上排整齐。

后期：一分为二向两极。

末期：两消两现新壁现。

（二）、动、植物有丝分裂的比较植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂相同点分裂过程基本相同，染色体变化规律相同不同点前期由细胞两极发出的_纺锤丝形成纺锤体由两组中心体发出星射线形成纺锤体末期细胞中部形成细胞板→细胞壁，将细胞均分为两个子细胞细胞膜从细胞的中央_凹陷，将细胞缢裂成两部分一、减数分裂（一）相关概念①. 同源染色体：两个形状、大小一般都相同，一个来自父方，一个来自母方，在减数分裂中要配对的染色体。

1和2或3和4 都是一对同源染色体（数目：同源染色体的对数= 体细胞染色体数减半）②.联会：同源染色体两两配对的行为。

如图③.四分体：含有四个姐妹染色单体的配对的一对同源染色体。

1和2或3和4各组成一个四分体（一个四分体中有两个着丝点、两条染色体、四个DNA分子，四条染色单体）（数目：四分体数= 同源染色体对数= 体细胞染色体数减半）④.非姐妹染色单体：不是连在同一个着丝点上的染色单体（二）减数分裂的过程（精子形成过程为例）间期：精原细胞体积增大，染色体复制，初级精母细胞形成减数第一次分裂前期中期后期末期特点同源染色体联会，四分体出现，非姐妹染色单体交叉互换：同源染色体排列在赤道板上同源染色体分离向细胞两极，非同源染色体自由组合形成两个次级精母细胞，染色体数目减半细胞种类初级精母细胞次级精母细胞减数第二次分裂前期中期后期末期特点无同源染色体染色体散乱分布在纺锤体中央染色体的着丝点排列在赤道板上着丝点分裂，染色体一分为二，姐妹染色体向两极移动分裂结果形成四个精子细胞细胞种类次级精母细胞精细胞（三）、精子和卵细胞形成的区别第一次分裂第二次分裂1个极体 2个极体滋长（2N）（N） 3个极体 1个卵原细胞 1个初级卵母细胞 1个极体（N）（2N）复制（2N） 1个次级母细胞（N）1个卵细胞（N）精原复制初级四分体（交叉互换）次级单体分开精变形精细胞精母分离（自由组合）精母细胞子染色体 2N 2N N 2N N NDNA 2C 4C 4C 2C 2C C C比较精子卵细胞不同形成部位动物精巢，植物花药动物卵巢，植物胚囊三、DNA 和染色体的数目变化曲线图1、减数分裂DNA 和染色体的数目变化曲线图母细胞 母细胞 母细胞 母细胞减数分裂过程中DNA 的复制发生在间期，此时DNA 数目加倍但是染色体数目不变。

微专题四有丝分裂过程分析及图像判断一、动植物细胞有丝分裂的过程分析1.有丝分裂过程中细胞结构及物质数量变化(1)有丝分裂过程中相关结构的变化规律细胞结构变化规律纺锤体形成―→消失(前期) (末期)核膜、核仁消失―→重建(前期) (末期)中心体倍增―→移向两极―→平均分配(间期) (前期) (末期)(2)有丝分裂过程中染色体行为、数量的变化规律(以二倍体生物染色体数为2n，核DNA数为2n)为例项目间期前期中期后期末期染色体数形态变化行为变化复制形成染色单体螺旋成染色体着丝点排列在赤道板着丝点分裂解旋成染色质数目2n2n2n4n4n→2n核DNA数2n→4n4n4n4n4n→2n 染色单体数0→4n4n4n0 0 2.有丝分裂过程中细胞核DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线(1)a→b、l→m、p→q变化原因都是DNA分子复制。

(2)g→h、n→o、r→s变化原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。

(3)染色单体数在细胞周期中的起点为0，终点也为0。

3.有丝分裂过程中一个细胞内的核DNA分子、染色体、染色单体数目变化的特殊时期总结(1)核DNA分子数目加倍的时期——间期。

(2)姐妹染色单体形成的时期——间期。

(3)染色体数目加倍的时期——分裂期的后期和末期。

(4)染色单体数目为零的时期——分裂期的后期和末期。

(5)染色体数与核DNA分子数之比为1∶2的时期——间期DNA分子复制完成后及分裂期的前期和中期。

(6)染色体数与核DNA分子数之比为1∶1的时期——间期DNA分子复制前及分裂期的后期和末期。

例1(2023·广东佛山一中段测)下列有关细胞有丝分裂的叙述，正确的是( )①在植物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体②在植物细胞有丝分裂末期形成了赤道板③在动物细胞有丝分裂间期，两个中心粒复制形成两组中心粒④在动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞A.②③B.②④C.①③D.③④答案 D解析纺锤体是在有丝分裂前期形成的，因此在植物细胞有丝分裂间期不能观察到纺锤体，①错误；在植物细胞有丝分裂末期形成了细胞板，赤道板不是客观存在的结构，②错误；在动物细胞有丝分裂间期，两个中心粒复制形成两组中心粒，③正确；在动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞，④正确，故选D。