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細胞分裂

國中生物一個理想化的二倍體細胞週期：各階段所占比例固定，DNA在S期複製，並分裂成兩個二倍體子細胞

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關於此實驗

分別追蹤生長、DNA複製和細胞分裂這幾個過程。沿著細胞週期移動，比較每個細胞中的DNA量與所追蹤系統中的DNA總量。染色體數按著絲點計數，因此可以看出DNA複製和染色體分離為何是不同的事件。

學習目標

  • 在一個完整的細胞週期中，找出G1期、S期、G2期和分裂階段。
  • 區分每個細胞中的DNA含量與DNA總量。
  • 追蹤染色體數，在複製後的姐妹染色單體分離之前，不把它們計作兩條染色體。

使用方法

  1. 1記錄初始細胞數、DNA含量和染色體數。
  2. 2經過S期時，比較不斷變化的DNA量與維持不變的著絲點數。
  3. 3檢視分裂後期的區間，然後完成細胞質分裂。
  4. 4變更染色體對數或細胞週期長度，並重複比較。

模型

系統整體及單一細胞的DNA量核算
細胞週期中的DNA分布

假設

  • 在所選的細胞週期中，G1期占35%，S期占30%，G2期占20%，分裂期占15%。這些預設比例並非針對特定生物的預測。
  • 1 C是未複製的單倍體基因組所含的DNA量。S期期間，DNA量從2C增加到4C；兩個子細胞各獲得2C。分裂後，整個追蹤中的系統仍維持4C。
  • 此模型以二倍體狀態開始，不包含突變或染色體遺失，也不呈現檢查點或細胞死亡。分裂前，總體積從一個初始細胞的體積增長至兩倍；形狀為示意圖。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1為什麼DNA含量會先於細胞數量加倍？
  2. Q2為什麼在一個尚未分裂的後期細胞中，染色體數可能會短暫加倍？

常見問題

改變細胞週期長度會改變子細胞的基因組嗎？

不會。它會調整模型的時鐘，同時保持複製和分配的順序不變。

為什麼細胞質分裂後 DNA 總量沒有減半？

追蹤的系統包含兩個子細胞。只有每個細胞中的 DNA 量減半。