減數分裂

高中生物一種確定性的二倍體減數分裂:先前進行過一次 DNA 複製,同源染色體的排列方向彼此獨立,並可選擇是否發生一次兩條染色分體間的互換

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關於此實驗

設定同源染色體對的排列方向,並比較連續兩次分裂的產物。第一次分裂時同源染色體分離;第二次分裂時姊妹染色分體分離。可選擇在兩個連鎖基因座之間發生互換,以展示在沒有額外一輪 DNA 複製的情況下,重組染色分體如何與親代型染色分體同時出現。

學習目標

  • 區分同源染色體分離與姊妹染色分體分離。
  • 追蹤一次複製和兩次分裂過程中的 DNA 變化。
  • 了解同源染色體的取向和指定的互換如何關聯到配子的等位基因字串。

使用方法

  1. 1檢查複製後的減數第一次分裂前期,並為每對同源染色體選擇一種取向。
  2. 2在 AB 和 ab 這一對中啟用一次互換,然後推進到第一次分裂。
  3. 3繼續進行減數第二次分裂,並檢查全部四個最終產物。
  4. 4關閉互換,改選另一種染色體對取向後重複實驗,並記錄等位基因字串。

模型

兩次分裂過程中的DNA分配
n對同源染色體各自獨立的排列方向選擇

假設

  • 在第一個快照中,DNA 複製已經完成。在追蹤的系統中,DNA 總量始終為 4C,每個最終單倍體產物為 1C。
  • 第一對攜帶 AB 和 ab。選定的互換會在來自兩條同源染色體的各一條染色單體之間交換遠端位點,從而產生兩條重組染色單體。其他染色體對攜帶 C/c 和 D/d。
  • 取向模式是確定性的,每對有兩種選擇。不考慮染色體丟失、突變、基因轉換和多次互換。選定的互換是一個事件,而不是測得的重組機率。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1為什麼第一次減數分裂和第二次減數分裂之間沒有S期?
  2. Q2為什麼同源染色體對中的四條染色分體只有兩條參與交換?

常見問題

2ⁿ是指這一次減數分裂會產生那麼多個細胞嗎?

不是。它表示多次減數分裂中可能出現的同源染色體排列模式數量。一次模擬的減數分裂會產生四個產物。

為什麼一次交換後會出現兩個AB親本型產物和兩個重組型產物?

只有兩條非姊妹染色分體交換選定的片段。另兩條保留原有的組合。