“姐妹”即姐妹染色單體，它形成于細(xì)胞分裂間期，分開于有絲分裂后期、減數(shù)第二次后期。
在普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書必修2第五章《基因突變及其變異》第二節(jié)《染色體變異》中，教材中提到用秋水仙素可誘導(dǎo)多倍體的形成，其間也說明了秋水仙素能使染色體數(shù)目加倍的原理：當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時，能抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。很多學(xué)生對此原理理解不夠深刻，認(rèn)為紡錘體沒有形成，著絲點(diǎn)就不會一分為二，姐妹染色單體就不會分離，也即“姐妹”就不會分家，染色體數(shù)目怎么會加倍呢？究其原因，這部分同學(xué)對于姐妹分家的實(shí)質(zhì)，及紡錘體在細(xì)胞分裂過程中所起的作用沒搞清楚。為了弄清這個問題，我們先分析一下染色體的結(jié)構(gòu)。如圖所示：
該圖為染色體結(jié)構(gòu)圖。此時它包含兩條姐妹染色單體。這兩條姐妹染色單體連接在同一個連離粒上。教材上稱之為著絲點(diǎn)，這種說法不妥當(dāng)。因?yàn)槿旧w上的主縊痕（染色體上染色淺內(nèi)縊）部位是連離粒，在它的兩側(cè)為著絲點(diǎn)，著絲點(diǎn)上可附著紡錘絲如圖所示。由于連離粒和著絲點(diǎn)所在的區(qū)域很小，在光學(xué)顯微鏡下，很難把它們區(qū)分開，因此過去把這兩個詞都稱為著絲粒或著絲點(diǎn)。但是現(xiàn)在在電子顯微鏡下已把連離粒和著絲點(diǎn)這兩個區(qū)域分開了。也即著絲點(diǎn)是附著紡錘絲的區(qū)域，而連離粒是姐妹染色單體中期時連接、后期時分離區(qū)域的一段直線的非編碼DNA，在它的兩側(cè)為著絲點(diǎn)。因此復(fù)制以后的染色體上的兩條染色單體是由一個連離粒連接，而不是一個著絲點(diǎn)。實(shí)際上是兩個著絲點(diǎn)。
現(xiàn)在我們看一下“姐妹分家”的過程：連離粒DNA復(fù)制控制模型認(rèn)為，在細(xì)胞分裂間期的S期要進(jìn)行DNA復(fù)制，但是連離粒DNA的復(fù)制卻被某種因素所抑制，使姐妹染色單體連接在連離粒區(qū)，在有絲分裂中期或減數(shù)第二次分裂中期，又恢復(fù)了連離粒DNA的復(fù)制，產(chǎn)生了兩個連離粒，從而將姐妹染色單體分開。因此姐妹染色單體分開是連離粒DNA復(fù)制的結(jié)果，而不是由紡錘絲牽拉的結(jié)果。紡錘體的作用只是把已分開的染色體拉向兩極。
通過以上分析可知，在細(xì)胞分裂過程中，“姐妹分家”也即一條染色體變成兩條染色體，不是因?yàn)橐粋�著絲點(diǎn)一分為二，而是一個連離粒復(fù)制成兩個。在誘導(dǎo)多倍體形成過程中，秋水仙素只能抑制紡錘體的形成，而不會阻礙連離粒的復(fù)制。因此染色體數(shù)目會加倍。但是因?yàn)闆]有紡錘體的牽引，加倍的染色體不會移向兩極，形不成兩個子細(xì)胞。因此加倍的染色體就留在一個細(xì)胞中，由這樣的細(xì)胞就發(fā)育成多倍體。
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