2-1 染色體與細胞分裂

(一) 真核細胞的染色體:

A、 位置:細胞核內。

B、 成分:DNA與蛋白質經層層纏繞。

C、 形態:

                      (1) 平時為細絲狀的染色質,並分散於細胞核內。

                      (2) 細胞分裂時,染色質會纏繞成較為粗短的棒狀構造,稱為染色體。

                      (3) 後來發現染色體為生物的遺傳物質。

                      (4) 染色質與染色體的化學組成相同,但形態、不同。

D、 染色體與中節、著絲點的關係:

                      (1) 中節:

甲、 每一條染色體的外形不完全相同,在染色體上大多有一個狹窄而緊縮的區域,稱為中節。

乙、 中節可將染色體分為兩段,或稱為兩臂。

                      (2) 著絲點:

甲、 中節上有兩個著絲點,是細胞分裂時紡錘絲附著的地方。中節不一定在染色體的正中央;可將染色體分成長臂(p)和短臂(q)兩臂。

乙、 細胞分裂時著絲點與染色體的移動有關。

 

E、 性質:

                      (1) 同種生物的染色體數目固定,且體細胞內的染色體兩兩成對,大小和形狀相同,稱為同源染色體。

                      (2) 人類的體細胞有23對同源染色體,表示有兩套同樣的染色體,稱為雙套染色體(2n);而成熟的生殖細胞中只有23條染色體,稱為單套染色體(n)

                      (3) 不決定性別的染色體,而與生長和發育有關,稱為體染色體;人類的23對同源染色體中,其中22對為體染色體;另一對和性別決定有關,稱為性染色體,女性細胞內性染色體為XX,而男性細胞內性染色體為XY。

                      (4) 位於性染色體上的基因,所決定的性狀和性別有關,稱為性聯遺傳。

                      (5) 同源染色體上所攜帶的基因形式不一定完全相同。例如:異型合子,一條帶有顯性,一條帶有隱性。

                      (6) 姊妹染色分體上所攜帶的基因相同。

比較

形態

組成

染色質D染色體

原核細胞

多為環狀

主要由雙股DNA組成,蛋白質較少

不會形成染色質,均稱為染色體

真核細胞

為線狀

由雙股DNA纏繞蛋白質組成。

平時為染色質,分裂時濃縮為染色體

(二) 細胞週期:

A、 定義:

                      (1) 從一個細胞分裂結束開始,至下一次細胞分裂完成,所經歷的過程,稱為細胞週期。

                      (2) 細胞週期包含間期和分裂期兩個階段。

B、 間期:

                      (1) 為新細胞的生長期。

                      (2) 經歷時間最長,新陳代謝最旺盛。

                      (3) 此時細胞會成長,胞器的數量會增加,並完成蛋白質合成及染色質的複製。

C、 有絲分裂期:

                      (1) 1882年,德國生物學家佛萊明發現有絲分裂的過程。

                      (2) 真核生物的分裂過程,細胞核發生一連串變化,且有紡錘絲出現,因此稱為有絲分裂。

【補充】:

                   (1) 細胞分裂的次數及分裂的速度,會依細胞的種類而異。

                   (2) 皮膚的表皮細胞約28天更新一次;小腸黏膜細胞約5天更新一次。

                   (3) 肝細胞平時呈靜止不分裂的狀態,當肝臟受損時,大量細胞死亡之際,活著的肝細胞啟動分裂基因,使肝細胞增生,進行肝臟的修補。

                   (4) 心肌、骨骼肌及神經細胞,出生後無法進行分裂,故無法進行修復再生,為永久細胞。

                   (5) 若正常的細胞發生突變,改變了分裂、生長速率,即轉變為癌細胞。癌細胞不斷增生,會形成腫瘤。

 

(三) 有絲分裂

A、 細胞分裂過程會發生一連串的變化,並且有絲狀物(染色體)出現,因此稱為有絲分裂。

B、 染色體會平均分配到子細胞,子細胞的染色體數目和母細胞相同。

C、

                      (1) 間期:染色質和中心體進行複製。

                      (2) 分裂前期:染色質緊密纏繞,以二分體形式相連。
         
複製後的中心體向細胞兩端移動,並延伸出紡錘絲
         
核仁、核膜逐漸消失,紡錘絲附著在著絲點上。

                      (3) 分裂中期:染色體(二分體)排列在細胞中央。

                      (4) 分裂後期:染色分體分離,子染色體分別朝向細胞的兩極移動。

                      (5) 分裂末期:染色體回復成鬆散的染色質,核膜、核仁重新出現。
         
星狀體和紡錘體消失,核膜、核仁重現。
         
動物細胞→形成分裂溝,植物細胞→形成細胞板。

D、 高等植物細胞於進行有絲分裂時,不同於動物細胞處:

                      (1) 未出現中心體。

                      (2) 細胞質分裂時紡錘體中央不形成凹陷,而是形成細胞板(由高基氏體分泌所形成)

 

(四) 減數分裂

A、 細胞進行減數分裂時,染色體複製一次,細胞分裂兩次,產生四個子細胞。每個子細胞的染色體數目只有母細胞的一半。

B、 減數分裂的過程:


C、 減數分裂I和減數分裂II的比較

項目

減數分裂I

減數分裂

複製

分離的染色體

同源染色體分離
(
四分體分離)

複製染色體分離
(
二分體分離)

子細胞數目

2

4

子細胞染色體數目

為母細胞的一半

為母細胞的一半

染色體套數變化

2nan

nan

D、 細胞分裂的綜合比較:

 

(五) 人類精子和卵的形成

A、 精子的形成:

B、 卵子的形成:

C、 男性的一個精原細胞,經一次減數分裂,會產生4個精子。
女性的一個卵原細胞,經一次減數分裂,會產生1個卵和三個較小的極體,極體接著會被分解消失。

D、 聯會:配對的同源染色體互換,稱為聯會。
     
第一次減數分裂時,同源染色體互相分離,非同源染色體則自由組合。

E、 減數分裂過程中染色體數目的變化極DNA含量變化:

 

F、 生殖細胞減數分裂的過程:

過程

精子形成過程

卵子形成過程

染色體變化

DNA變化

精原細胞

卵原細胞

2n

46

2a

46

第一減數分裂

初級精母細胞

初級卵母細胞

2n

46

4a

92

第一減數分裂

次級精母細胞

次級卵母細胞+極體

n

23

2a

46

減數分裂完成後形成

精細胞

卵細胞+3個極體

n

23

a

23

細胞變態

精子

X

n

23

a

23

G、 有絲分裂和減數分裂的比較

比較

有絲分裂

減數分裂

發現者

佛萊明

魏斯曼

發生的細胞

有分裂能力的體細胞

產生配子的生殖母細胞

DNA複製次數

一次(間期)

一次 (第一次減數分裂前的間期)

細胞分裂次數

分裂一次

(二分體分開)

分裂二次

第一次分裂:同源染色體(四分體)分離

第二次分裂:複製染色體(二分體)分離

子細胞數目

二個子細胞

四個子細胞

子細胞染色體
數目及DNA

和母細胞相同

為母細胞的一半

四分體


(
第一減數分裂前、中期)

聯會、互換現象

(同源染色體配對,形成四分體)

同源染色體分離

(第一減數分裂)

二分體
(
姊妹染色體)分離


(
第二減數分裂)

基因重組

細胞種類

真核細胞的體細胞

真核細胞的生殖母細胞

子細胞染色體套數

2na2n

2nan

功能

增加細胞數目,使個體生長;
修補受損的組織細胞

產生不同遺傳組合的配子

 


 

一、 【染色體】

(   )1. 「基因」的結構指的是什麼? 
(A)
一條染色體  (B)一個DNA分子  (C)一群組蛋白核小體  (D)一條染色體上的片段DNA

(   )2. 對於同源染色體的敘述,何者錯誤? 
(A)
可決定性別的染色體  (B)形狀大小相似的染色體  (C)一對同源染色體中,一條來自父親,另一條來自母親  (D)人類的體細胞中有23對同源染色體。

(   )3. ZDB051U-B-5-1二分體之染色分體間藉何種構造維繫? 
(A)
紡錘絲  (B)中心粒  (C)著絲點  (D)中節

(   )4. 下列有關細胞中染色質和染色體的敘述,何者正確? 
(A)
前者含有蛋白質,後者則否  (B)分別位於細胞中不同的部位  (C)所具有的遺傳訊息不同  (D)纏繞聚集的程度不同

(   )5. 對於右圖的敘述,下列何者正確? 
(A)
甲乙皆是染色質絲  (B)甲是由很多個DNA分子加上組蛋白所組成  (C)細胞未分裂時,只有在細胞核中才觀察的到  (D)丙是核酸。

(   )6. 下列關於細胞敘述,何者錯誤? 
(A)
染色質的成分是DNA和蛋白質   (B)染色質與染色體組成成分相同,唯纏繞緊密差異不同  (C)DNA僅存於細胞核內,是細胞的生命中樞  (D)核仁成分是RNA和蛋白質,是製造核糖體次單元的場所  (E)內質網的功能是協助細胞內物質運輸。

(   )7. ZDB051U-B-5-2細胞分裂中,位於染色體上的著絲點,其成分與功能分別為何? 
(A)DNA
,連接兩個染色分體  (B)DNA,附著紡錘絲  (C)蛋白質,連接兩個染色分體  (D)蛋白質,附著紡錘絲。

(   )8. 關於右圖人類染色體的敘述,何者正確?
(A)
共有23  (B)取分裂階段的體細胞來作的分析  (C)體細胞染色體,皆稱為體染色體  (D)甲是姊妹染色體。

(   )9. 下列關於染色質的敘述何者正確? 
(A)
位於細胞質內  (B)是細胞內的膠狀物質  (C)RNA與蛋白質共同組成  (D)當細胞進行分裂時會形成高度濃縮的狀態

(   )10. 下列有關人類染色體的敘述,何者正確? 
(A)
只有精子和卵子具有性染色體  (B)女生卵子的染色體皆為22+X  (C)男女的任一細胞皆有 23 對同源染色體  (D)男生精子的染色體皆為22+Y

(   )11. 染色質與染色體的差異為何?(有二答) 
(A)
組成的DNA不同  (B)纏繞的緻密程度不同  (C)出現的時期不同  (D)組成的核苷酸不同  (E)所在的位置不同。

(   )12. 下列關於染色質的敘述,哪些正確?(有三答) 
(A)位在細胞核內的物質  (B)並不容易被染色  (C)是由DNA和蛋白質所組成  (D)只由DNA所組成  (E)在細胞進行分裂時,會複製、聚集成染色體

(   )13. 染色質是由哪些成分構成?(有二答) 
(A)
核糖核酸  (B)去氧核糖核酸  (C)醣類  (D)蛋白質  (E)脂質。

(   )14. 關於人類染色體的敘述,哪些正確?(有二答) 
(A)染色體編號從123  (B)染色體可經碘液染色後便可觀察  (C)細胞週期的大部分時間皆可見  (D)每個人的細胞內染色體核型均相同  (E)男性與女性的染色體數量是相同的

 

二、 【細胞週期】

(   )1. 下列關於染色質複製時的狀態,何者正確? 
(A)
此時為細胞分裂的間期  (B)染色質與著絲點一起複製  (C)染色質套數增加兩倍  (D)此時染色質已濃縮為染色體。

(   )2. 下列哪一學說由洒吞和巴夫來所提出? 
(A)
基因聯鎖學說  (B)染色體遺傳學說  (C)性聯遺傳學說  (D)基因互換學說。

(   )3. 1-25右圖中,甲丁表示連續分裂細胞的兩個細胞週期。下列敘述何者錯誤?
(A)
甲和乙為同一個細胞週期  (B)丙段結束時,DNA 含量增加 1 倍  (C)染色體分離可發生在丁段  (D)乙和丙為同一個細胞週期

(   )4. 下列何者是染色體遺傳學說的重點?
(A)
染色體是遺傳的  (B)遺傳訊息位於染色體上  (C)基因是遺傳的  (D)染色體的組成是 DNA

(   )5. 染色體的成分為何?
(A)
 DNA+蛋白質  (B) tRNA+蛋白質  (C) mRNA+蛋白質  (D) rRNA+蛋白質。

(   )6. 細胞進行染色質複製是發生在下列何種狀態? 
(A)
染色體變粗短而易見時  (B)著絲點分開時  (C)染色體再次縮短而易見時  (D)細胞內染色體鬆開而不易見到時

(   )7. 染色體是在細胞週期間的哪個時期複製? 
(A)
有絲分裂期  (B)兩次有絲分裂期之間  (C)因細胞種類而異  (D)因動物種類而異。

(   )8. 根據染色體學說可得下列何種結論? 
(A)
染色體由 DNA 構成  (B)基因位於染色體上  (C)減數分裂時,染色體有自由分配的現象  (D)細胞經有絲分裂可產生 2 個相同的細胞。

(   )9. 在細胞有絲分裂間期時,染色體複製是指下列何者? 
(A)
染色體數加倍  (B)同源染色體數加倍  (C)二分體數加倍  (D)DNA數加倍

(   )10. 染色體的構造單位稱為什麼?又其組成成分為何? 
(A)
中節,DNA 構成  (B)核小體,DNA 和蛋白質構成  (C)核糖體,RNA 和蛋白質構成  (D)著絲點,蛋白質構成。

(   )11. 何謂染色體遺傳學說? 
(A)
基因位於染色體上  (B)進行細胞分裂前染色體會自我複製  (C)一條染色體上通常有一個基因  (D)通常一種性狀由成對的基因控制。

(   )12. 下列有關細胞週期敘述,何者正確?(有三答)
(A)
細胞進入週期後,每完成一次細胞週期就分裂一次  (B)細胞的生長與合成大量分裂時所需的蛋白質,發生在細胞週期的間期  (C)在進行細胞分裂時,染色質濃縮成染色體,隨後進行 DNA 複製  (D)細胞分裂期占細胞週期的大部分時間  (E)人體大多數的神經細胞已失去細胞分裂的能力

(   )13. 有關細胞週期的敘述何者正確?(有三答) 
(A)
分裂期占細胞週期的時間最長  (B)間期占細胞週期的時間最長  (C)染色質在間期完成複製  (D)染色質在分裂期開始進行複製  (E)分裂期才可觀察到染色體

(   )14. 下列哪一項敘述與進行有絲分裂時所發生的細胞變化無關? 
(A)
核仁、核膜漸消失  (B)染色體的複製  (C)紡錘絲的出現  (D)中心體往兩極移動。

(   )15. 下列有關染色體的敘述,何者正確? 
(A)
染色體的基本構造單位為核糖體  (B)染色體的著絲點不一定在染色體的正中央  (C)染色體的組成成分為 DNA 或 RNA 及蛋白質  (D)在細胞分裂期,染色體會慢慢聚集成染色質,且可數出其數目。

(   )16. 下列人體內的細胞:()成熟的紅血球、()神經細胞、()卵,何者是二倍體? 
(A)
  (B)  (C)甲丙  (D)乙丙  (E)甲乙丙。

 

三、 【有絲分裂】

(   )1. 1-34有絲分裂的間期,不會發生下列哪一種現象?
(A)
染色體複製  (B)增加細胞質的胞器數量  (C)染色質緊密纏繞成染色體  (D)增加細胞質的物質含量。

(   )2. 此為進行分裂的細胞內 DNA 含量變化圖。根據此圖,該細胞正在進行何種分裂? 
(A)
減數分裂  (B)有絲分裂  (C)無絲分裂  (D)以上皆非。

(   )3. 1-4-1-1動物細胞有絲分裂與植物細胞有絲分裂不同之處為何? 
(A)
核膜、核仁消失  (B)形成紡錘體  (C)中心粒周圍出現星狀體  (D)著絲點分裂,染色分體分離。

(   )4. 此為一個細胞的染色體組成示意圖,這個細胞的染色體倍數為何? 
(A)
單倍體  (B)二倍體  (C)三倍體  (D)四倍體。

(   )5. 在細胞有絲分裂之前,染色質複製會產生下列何種結果? 
(A)
染色體數目加倍  (B)同源染色體數目加倍  (C)二分體數目加倍  (D) DNA 數量加倍

(   )6. F4320下列為細胞分裂時的 3 個不同時期:
(
)染色體分離;()染色體排列在赤道板上;()染色體複製,則下列順序何者正確?
(A)
甲乙丙  (B)甲丙乙  (C)乙甲丙  (D)丙乙甲。

(   )7. 某種生物有 4 條染色體,如圖中分別以 abcd 表示,則同源染色體為下列何種組合?
(A)
 ab  (B) cd  (C) ad  (D) bd

(   )8. 洋蔥根尖細胞分裂時,什麼構造使染色體平均分配到兩個子細胞中? 
(A)
中心粒  (B)細胞板  (C)紡錘絲  (D)分裂溝。

(   )9. 若以數字表示性染色體以外的染色體數目,下列何者是人類正常男性的肌肉細胞所帶之染色體數? 
(A)22 + X  (B)22 + Y  (C)44 + YY  (
D)44 + XY

(   )10. 下列關於細胞分裂的敘述,何者正確? 
(A)
體細胞進行有絲分裂時,染色體不會進行複製  (B)紡錘絲連接於各染色體兩端的端點上,協助染色體分離  (C)分裂末期,動物細胞中央部位的細胞膜會向內凹陷緊縮而產生兩個子細胞  (D)分裂末期,植物細胞中央部位的細胞壁會向內凹陷並分隔為兩個子細胞。

(   )11. 下圖的細胞進行減數分裂I後,可能產生下列何種細胞?
圖2-1
     (A)圖2-1(A)  (B)圖2-1(B)  (C)圖2-1(C)  (D)圖2-1(D)

(   )12. 細胞減數分裂過程中,同源染色體於下列何時才分開? 
(A)
複製與聯會期間  (B)聯會與形成二個細胞之間  (C)形成二個細胞後,四個細胞形成前  (D)染色體第二次複製後與細胞第二次分裂間。

(   )13. 若將減數分裂各階段之細胞以甲、乙、丙、丁代號表示,分別如下:
甲、進行減數分裂之母細胞,乙、剛進行完複製後之細胞,
丙、同源染色體分離後之細胞,丁、姊妹染色分離後之細胞。
則甲、乙、丙、丁四種細胞,何者仍有同源染色體存在? 
(A)
除甲外,其他皆無  (B)甲、乙有,丙、丁無  (C)甲、乙、丁有,僅丙無  (D)甲、丁有,丙、乙無。

(   )14. 四分體的出現是減數分裂的一大特徵,四分體出現在哪個階段? 
(A)
精卵結合  (B)有絲分裂  (C)減數分裂I之聯會後  (D)減數分裂II之聯會後。

 

四、 【減數分裂】

(   )1. 右圖中,()()為細胞分裂不同時期的染色體變化示意圖。請據此圖,排列出動物細胞生成精子時染色體的變化順序,下列何者正確?
(A)
甲丙戊乙丁  (B)丁乙丙戊甲  (C)丙丁乙戊甲  (D)戊丁乙丙甲。

(   )2. 減數分裂產生的新細胞,染色體的數目減少一半,這是因為下列何項因素造成的? 
(A)
每一條染色體僅複製一次,分裂一次  (B)同源染色體必須互相分離  (C)染色體的著絲點不複製  (D)染色體隨意排列在赤道板上。

(   )3. 下列有關有絲分裂和減數分裂的比較,何項正確?

(   )4. 行有性生殖的生物經受精後所產生的子代,染色體數目與親代者相同,這主要是因為有下列何種現象之故? 
(A)
受精卵行有絲分裂  (B)細胞分化  (C)經減數分裂產生生殖細胞  (D)細胞分裂時涉及細胞質分裂。

(   )5. 下列有關人類染色體的敘述,何者錯誤? 
(A)
人類有 23 對同源染色體  (B)每對同源染色體一條來自父親,另一條來自母親  (C)人類有 23 對體染色體及 1 對性染色體  (D)男女體內的性染色體不同。

(   )6. 若 AB 為一對同源染色體,CD 為另一對同源染色體,經減數分裂產生的配子,其染色體組合不可能為下列何者? 
(A)
 BC  (B) AC  (C) AB  (D) BD

(   )7. 親子間的 DNA 有什麼關係? 
(A)
子女的 DNA 一半來自父親,一半來自母親  (B)兒子的 DNA 與父親相同  (C)女兒的 DNA 與母親相同  (D)子女的 DNA 來自父親與母親,但可能是不同的比例。

(   )8. 下列哪一現象是減數分裂與有絲分裂共有的特徵? 
(A)
分裂成 4 個子細胞  (B)聯會  (C)染色分體互相分離  (D)同源染色體互相分離。

(   )9. 有關四分體的敘述,下列何者正確? 
(A)
在有絲分裂之染色體複製後出現  (B)由一對同源染色體複製聯會而形成  (C)由一條染色體複製兩次形成  (D)共用同一個中節。

(   )10. 2-新-6(DNA含量)若有一含 24 條染色體的細胞,經一次有絲分裂及一次減數分裂後,可得到下列何種結果?
(A)
 8 個細胞,皆含 12 條染色體  (B) 8 個細胞,皆含 6 條染色體  (C) 4 個細胞,皆含 12 條染色體  (D) 4 個細胞,皆含 6 條染色體。

(   )11. 右圖為減數分裂過程中 DNA 量的變化,甲∼丁時期中,何者具有同源染色體? 
(A)甲、乙  (B)乙、丙  (C)甲、丙  (D)丙、丁。

(   )12. 減數分裂的步驟如下:
(
)染色體成對排列在紡錘體中央;()染色質複製;()著絲點分裂,複製的染色體分開;()同源染色體分開,其正確順序為 
(A)
甲乙丙丁  (B)甲丁乙丙  (C)乙甲丁丙  (D)乙甲丙丁。

(   )13. 單倍體是指生物體細胞中的染色體狀態為下列何者?
(A)
只含一個染色體  (B)含單套染色體  (C)含配子減半的染色體  (D)含單數染色體。

(   )14. 雄性和雌性的生殖母細胞各500個,經減數分裂,分別可形成多少個精子和卵? 
(A)500
個、500  (B)1,000個、500  (C)2,000個、500  (D)2,000個、1,000個。

(   )15. 一細胞經有絲分裂產生 a 個子細胞,另一細胞經減數分裂產生產生 b 個子細胞,則 ab=?
(A)
 2  (B) 4  (C) 6  (D) 8

(   )16. 2-新-8右圖中,細胞是由甲細胞分裂所產生,關於乙的產生方式,下列敘述何者正確? 
(A)
來自甲經過有絲分裂  (B)來自甲經過無絲分裂  (C)來自甲經過減數分裂第一階段  (D)來自甲經過減數分裂第二階段。

(   )17. 下列關於減數分裂的敘述,何者正確? 
(A)
細胞分裂開始前,染色體進行複製  (B)同源染色體不會配對  (C)最後形成兩個子細胞  (D)形成的子細胞可再進行細胞分裂。

(   )18. 下列何者是減數分裂的特徵? 
(A)
兩次複製,兩次分裂  (B)兩次複製,一次分裂  (C)一次複製,兩次分裂  (D)一次複製,一次分裂。

(   )19. 下列有關人類的有絲分裂和減數分裂的比較,何者正確?

(   )20. 有關基因(a)、染色體(b)DNA(c)、細胞核(d)、核苷酸(e)的大小,由小到大順序何者正確?
(A)a
bcde  (B)ecabd  (C)eacbd  (D)aecbd