Question

如图表示某男性精原细胞发生的相关分裂图像。图1表示精原细胞进行减数分裂时，处于四个不同阶段（Ⅰ~Ⅳ）的细胞中，核DNA分子数、染色体、染色单体的关系。图2表示的是在精原细胞在分裂过程中染色体与核DNA数目之比。请据图回答下列问题：

（1）图1中①②③分别代表的物质是_____________、______________、______________。

（2）同源染色体可存在于图1________（填罗马数字）类型的细胞中，基因的自由组合发生在__________（填罗马数字）类型细胞中。

（3）若图2表示的是减数分裂，则CD段代表的是减数分裂的_____________（填起止时期），若表示的是有丝分裂，则CD段代表的是有丝分裂的__________________（填时期）。

（4）有丝分裂和减数分裂过程中DE段发生变化的原因是否相同？____________（选填“是”或“否”），请说明原因：________________________________________________________。

Answer

染色体 染色单体 DNA I、II II 减数第一次分裂前期至减数第二次分裂中期 有丝分裂前期和（或至）中期 是 着丝点分裂，姐妹染色单体分离

【解析】

分析图1，部分细胞中没有②，说明②是染色单体；当存在染色单体时，染色单体的数量等于DNA的数量，故③是DNA；则①是染色体。根据DNA、染色体、染色单体的含量判断：Ⅰ为精原细胞或次级精母细胞（减数第二次分裂后期），Ⅱ为初级精母细胞，Ⅲ为次级精母细胞（减数第二次分裂前期和中期），Ⅳ为精细胞。分析图2，BC段表示DNA的复制；CD段染色体和核DNA数目之比为1/2，即一条染色体含有两个DNA；DE段染色体和核DNA数目之比由1/2变为1，说明发生了着丝点分裂，染色单体分开，此时一条染色体含有一个DNA，可能为有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。

（1）由分析可知，①代表染色体；②代表染色单体；③代表DNA。

（2）减数第二次分裂过程中没有同源染色体，因此同源染色体存在于精原细胞和初级精母细胞中，即图1中的Ⅰ和Ⅱ细胞中。基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，即发生在图中的Ⅱ细胞中。

（3）若图2表示的是减数分裂，CD段染色体和核DNA数目之比为1/2，即一条染色体含有两个DNA，则CD段代表减数第一次分裂前期至减数第二次分裂中期。若表示的是有丝分裂，则CD段代表有丝分裂的前期和中期。

（4）由分析可知，DE段可表示有丝分裂后期和减数第二次分裂后期，发生着丝点分裂，染色单体分开，此时一条染色体含有一个DNA。