遗传学是生物学下的二级学科,也是生物学中比较基础的学科。在生物专业的本科阶段,均已接触过,包括理论课和遗传学的实验课。但是对于跨考遗传学专业的同学来说,基础就会薄弱许多,其中细胞分裂部分由其重要,为此,我给跨考遗传学专业的同学们,选择了细胞分裂的考研真题,希望能帮助到大家。
真题:有性生殖细胞产生时的细胞分裂方式是什么?其过程如何?即使没有突变,有性生殖过程哪些环节也会自然导致后代遗传的多样性?(2017,复旦大学普通生物学加试题)
答:(1)有性生殖细胞的分裂方式
有性生殖细胞是通过减数分裂产生的,减数分裂是高等动植物产生配子的方式,减数分裂DNA只复制一次,发生包括2次连续的细胞分裂,分别称为减数分裂I和减数分裂II,形成的子细胞染色体数目减半。
(2)减数分裂过程
减数分裂包括减数分裂I和减数分裂II两个时期。减数分裂I可分为前期I、中期I、后期I和末期I。前期I很长,分细线期、偶线期、双线期、粗线期、终变期5个亚时期。
①细线期:已复制的染色体由两条姊妹染色单体组成,由于两条染色单体互相并列呈细而长的线状,因此看不出染色体的双重性。
②偶线期:同源染色体开始联会,联会复合体出现。
③粗线期:染色体进一步缩短变粗, 同源染色体配对完毕,配对完全的染色体称为二价体或四分体。在这个时期,非姊妹染色单体间可能发生交换,产生基因重组。
④双线期:染色体继续变粗变短,二价体中配对的同源染色体趋向分开。在非姊妹染色单体间出现交叉结,交叉结的出现是发生交换的有形结果。联会复合体消失,交叉在染色体彼此分离拉开时而消失。
⑤浓缩期:又称终变期,染色体螺旋化程度更高,变得更加粗而短,核被膜、核仁解体,中心粒完成复制,两个中心体分别移向细胞两极,纺锤体形成,前期I结束。
⑥中期I:各个二价体排列在赤道板上。
⑦后期I:二价体中的同源染色分开,移向两极,但同源染色体各成员各自的着丝粒并不分开。
⑧末期I:进入子细胞的染色体具有两条染色单体。染色体逐渐解开螺旋变成细丝状,核膜核仁重现。
⑨间期I:时间很短,无DNA合成,无染色体复制。然后进入减数分裂II。
⑩减数分裂I:前期II、中期II都与有丝分裂的中期相同。进入后期II发生重要变化:含有两条染色单体的染色体的着丝粒一分为二,并彼此分开;随后每条染色单体随机地走向两极。至末期II染色单体分离分配到4个子细胞中。
(3)在有性生殖中,通过3个环节实现遗传重组
减数分裂中同源染色体的独立分配,减数分裂中非姐妹染色单体的交换,精子和卵的随机组合。
①减数分裂时,同源染色体随机分配,因而配子的染色体组成多种多样。如果一-种生物有2对染色体,产生=4种配子;如果一种生物有 4对染色体,则产生=16种配子。
②非姐妹染色单体的对称的位置上的基因发生交换,基因组合的概率还要大很多。
③在减数分裂过程中非同源染色体重新组合,同源染色体间发生部分交换,配子的遗传基础多样化,后代对环境条件的变化有更大的适应性,对于生物的进化有重要意义,它可以使配子中的基因组合变化无穷,从而带来生物个体间的更大的差异,为自然选择提供更大的可能性。