有丝分裂过程中的染色体DNA数量变化分析

有丝分裂过程中的染色体、DNA数量变化例析有丝分裂的结果和意义是子代细胞内的遗传物质与亲代细胞是一致的，保持了亲子代细胞遗传的稳定性。那么为什么会出现这种结果？下面我们通过分析有丝分裂过程中的染色体、DNA数量变化来进行解释。

一、染色体、姐妹染色单体、着丝粒、DNA的关系图

下图中A是通常所说的一个染色体（质），B是经过复制的一个染色体，包含两个姐妹染色单体，两个姐妹染色单体是完全相同的，其含有的物质也与A完全相同，它们通过一个共同的着丝粒相连。B的着丝粒分裂后，就变成了两个完全相同的染色体（C）。也就是说，染色体复制后至着丝粒分裂之前，染色体的个数不变，但包含有染色单体，也仅在这一段时间内有染色单体。

A的一个染色体上有1个DNA分子，而B的一条染色体中含2个DNA分子，分别位于2个染色单体上。C中每个染色体只含一个DNA分子。

细胞中染色体上的DNA分子数的计算：有染色单体时，DNA分子数＝染色单体数；没有染色单体时，DNA分子数＝染色体数。

特别提醒：

（1）染色体数目的计算，以着丝粒为依据（人为规定的，有几个着丝点就是几个染色体）。

（2）一条染色体上DNA的数目在复制前后不同：当有染色单体时——染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2；没有染色单体时——染色体∶染色单体∶DNA=1∶0∶1。

例1、细胞周期的各阶段中，一个细胞中的染色体和DNA分子数量比不可能是下列中的（）

解析：本题以细胞分裂时染色体和DNA数目变化为核心考点，综合考查识图、分析判断能力。在细胞分裂中，染色体和DNA数目比有两种情况：在染色体中无单体时，染色体数目和DNA分子数目比为1∶1；在染色体中有染色单体时，因为每一条染色单体上有一个DNA分子，即一个染色体上有2个DNA。

答案：A

二、有丝分裂过程中染色体形态变化规律

染色体复制（间期）→散乱分布于纺锤体中央（前期）→着丝粒排列在赤道板上（中期）→着丝粒分裂（后期）→移向两极（末期）。（如下图所示）

例2、染色单体形成、染色体出现和消失分别发生在细胞周期的（）

A．前期、中期、后期B．间期、前期、后期

C．间期、前期、末期D．前期、后期、末期

解析：在分裂间期，DNA进行了复制，复制后的两个DNA分子连在同一个着丝粒上，染色体数目没有发生改变，但每条染色体含有两条染色单体。前期的最明显的变化是细胞核内染色体的出现。末期时染色体伸展，重新呈染色质状态。

答案：C

例3、下列A、B、C三图是不同生物细胞有丝分裂图，据图回答下列问题：

（1）A图细胞所处的分裂期是期，该期的主要变化是染色体的一分为二，两个变成两个独立的。该细胞中的染色体有个，染色单体有条。

（2）B图的细胞正处于有丝分裂的期，此期细胞内发生的主要变化是染色体进一步，更为清晰地排列在纺锤体中央，各着丝粒都排在上。此图代表的生物体细胞内有染色体个。

（3）C图细胞处于分裂期，共有染色体个，染色单体条。

解析：本题考查的是有丝分裂过程中不同时期的染色体形态变化特点。A图是动物细胞有丝分裂的后期图像，B图是植物细胞有丝分裂中期的图像，C图是植物细胞有丝分裂前期的图像。

答案：（1）后着丝粒染色单体染色体80

（2）中凝聚变短（缩短变粗）赤道板4

（3）前48

三、有丝分裂过程中DNA含量、染色体数目的变化

1．DNA含量、染色体数目的变化及相互关系（假定正常体细胞中染色体数为2N，DNA数为2a）

分裂时期

间期前期中期后期末期

比较项目

DNA含量2a→4a4a4a4a4a→2a

染色体数目2N2N2N4N4N→2N

染色单体数目0→4N4N4N00

一条染色体上DNA含量）1到2 2 2 1 1 例4、细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量，可分析其细胞周期。根据细胞DNA含量不同，将某种连续增殖的细胞株细胞分成三组，每组的细胞数如下图。从图中所示结果分析其细胞周期，正确的是（）

A．细胞分裂期的时间比分裂间期的长

B．乙组细胞正进行着丝点的分裂

C．丙组中的细胞染色体数均相同

D．将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数增加

解析：本题考查细胞分裂过程中DNA含量的变化。甲图中表示DNA复制以前，即间期中的G1期，细胞数最多；乙图表示间期的DNA复制期，细胞数次之；丙图表示DNA复制后直到分裂完成前，即间期的G2期、前期、中期、后期，细胞数最少。由于间期的细胞比分裂期的细胞数多，从而说明细胞分裂期的时间比分裂间期的长。

答案：D

例5、处于有丝分裂后期的人体细胞中有（）

A．46个染色体，92个DNA分子B．46个染色体，46个DNA分子

C．92个染色体，46个DNA分子D．92个染色体，92个DNA分子

解析：本题考查不同时期的染色体、DNA数量的变化规律。人体细胞中染色体数量为46个（含有46分子DNA）。通过间期的复制，染色体还是46个，但DNA分子增加到92个；后期着丝粒分裂，染色单体变为独立的染色体，此时DNA分子数没有变化（92分子），但染色体的数量从46条增加到92条。

答案：D

2．有丝分裂过程中染色体和DNA变化曲线图

（1）常规曲线图

（2）非常规曲线图

①

该图特别之处在于纵坐标表示的是每条染色体上DNA的含量，每条染色体上DNA含量有三种情况，如下表：

染色体分析所处细胞周期分析

一条染色体上只有1个DNA分子此时表示染色体上无染色单体细胞分裂间期中的G1期、分裂

后期或有丝分裂末期

一条染色体上只有2个DNA分子此时表示染色体上有两条染色单体有丝分裂的间期中的G2期、分

裂前期或中期

一条染色体上有

1-2个DNA分子

此时表示细胞的DNA正在复制过程中可代表有丝分裂间期中的S期

例题4：下图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。下列对图示的分析，错误的是（）

A．DNA合成的抑制物能作用于AB段

B．前期与中期的可以用BC段表示

C．DE段的每条染色体含有一个DNA分子

D．该图示仅表示了细胞有丝分裂过程中染色体的变化

解析：该图除了能表示细胞有丝分裂过程中的染色体变化外，还可以表示整个细胞中的DNA 含量变化。

答案：D

②

上图表示的是在有丝分裂过程中染色体的着丝粒、纺锤丝与分裂增殖时间关系的曲线，曲线A 表示染色体的着丝点与纺锤丝的相应极之间的平均距离，图中的曲线B代表染色体的染色单体之间的距离。

有丝分裂过程中，后期的主要特征在于着丝粒分裂，已复制的两条染色单体分开与同侧纺锤丝相连，被拉向两极。很明显，染色单体（包括着丝粒）与同侧极的距离逐渐减小，而姐妹染色单体（含着丝粒）的距离则逐渐增大。