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版高考一本解决方案高考生物新课标版考纲专题解读考点题组训练专题六细胞的生命历程
1.(2016·北京理综,1,6分)将与生物学有关的内容依次填入下图各框中,其中包含关系错误的选项是( )
框号
选项
1
2
3
4
5
A
组成细胞
的化合物
有机物
无机物
水
无机盐
B
人体细胞
的染色体
常染色体
性染色体
X染色体
Y染色体
C
物质跨膜
运输
主动运输
被动运输
自由扩散
协助(易
化)扩散
D
有丝分裂
分裂期
分裂间期
染色单
体分离
同源染色
体分离
1.D 组成细胞的化合物包括有机化合物和无机化合物,其中的无机化合物包括水和无机盐,A正确;人体细胞中与性别决定有关的染色体为性染色体,性染色体有X染色体和Y染色体两种,与性别决定无关的为常染色体,B正确;物质跨膜运输的方式包括主动运输和被动运输,被动运输包括自由扩散和协助扩散,C正确;细胞有丝分裂周期包括分裂期和分裂间期,但同源染色体分离发生在减数第一次分裂过程中,染色单体分离发生在分裂期中,D错误。
2.(2015·北京理综,3,6分)流式细胞仪可根据细胞中DNA含量的不同对细胞分别计数。
研究者用某抗癌药物处理体外培养的癌细胞,24小时后用流式细胞仪检测,结果如图。
对检测结果的分析不正确的是( )
A.b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍
B.a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C.处于分裂期的细胞均被计数在a峰中
D.此抗癌药物抑制了癌细胞DNA的复制
2.C a、b峰细胞的DNA含量分别为40、80,A正确;a峰中细胞为DNA未复制的细胞,b峰中细胞为DNA复制已完成的细胞,a峰与b峰之间的细胞DNA含量为40~80,正在进行DNA复制,B正确;分裂前、中、后期细胞中的DNA含量加倍,被计数在b峰中,C错误;药物处理后b峰中细胞数目大大减少,这说明此药物抑制了癌细胞DNA的复制,D正确。
3.(2015·课标Ⅱ,2,6分)端粒酶由RNA和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。
下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
3.C 端粒是真核细胞染色体末端的特殊结构,具有稳定染色体,防止染色体DNA降解、末端融合,保护染色体结构基因(DNA),调节正常细胞生长的功能,C正确;大肠杆菌是原核生物,A错误;端粒酶催化以RNA为模板合成DNA的过程,所以端粒酶是逆转录酶,B错误;在正常人体细胞中,端粒酶的活性受到相当严密地调控,只有在造血干细胞、胚胎干细胞等不断分裂的细胞之中,才可以侦测到具有活性的端粒酶。
当细胞分化成熟后,端粒酶的活性就会渐渐地消失,端粒DNA随细胞分裂次数增加而变短,D错误。
4.(2014·江苏单科,12,2分)如图为动物细胞分裂中某时期示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.甲在分裂前期倍增并移向细胞两极
B.乙和丙在组成成分上差异很大
C.该时期细胞中染色体数是体细胞染色体数的两倍
D.该时期通过核孔进入细胞核的物质减少
4.B 题图中的染色体为一对同源染色体,可判定该动物细胞处于有丝分裂中期。
甲是中心粒,在间期加倍,A错误;乙是染色体,由DNA和蛋白质构成,丙是星射线,由蛋白质构成,B正确;细胞中的染色体数等于体细胞中染色体数,C错误;在细胞分裂前期核膜、核仁消失,故在此时期无核孔,D错误。
5.(2013·江苏单科,3,2分)下列关于动物细胞有丝分裂的叙述正确的是( )
A.分裂间期有DNA和中心体的复制
B.分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍
C.纺锤体形成于分裂前期,消失于分裂后期
D.染色单体形成于分裂前期,消失于分裂后期
5.A 分裂间期DNA含量因其复制而加倍,但染色体数目的加倍(着丝点的分裂)发生在分裂后期,B错误;纺锤体在分裂前期形成,在分裂末期消失,C错误;染色单体在分裂间期形成,在分裂后期因着丝点的分裂而成为独立的染色体,D错误。
6.(2015·安徽理综,3,6分)如图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片,下列叙述正确的是( )
A.甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上
B.乙细胞中染色体被平均分配,移向细胞两极
C.甲和乙细胞中的染色体数目相等,DNA含量相同
D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短
6.B 甲细胞处于有丝分裂中期,每条染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上,细胞板是分裂末期出现的结构,A错误;乙细胞中着丝点分裂,染色单体分离形成的染色体平均移向细胞两极,B正确;乙细胞中染色体数目是甲细胞的两倍,两细胞中DNA含量相等,C错误;统计每一时期细胞数占细胞总数的比例,能比较细胞周期中各时期的时间长短,不能计算细胞周期的长短,D错误。
一、细胞的生长与生物体的生长
1.
2.实验探究
二、细胞周期
1.概念:
指连续分裂的细胞从上一次分裂结束时开始到下一次分裂结束时为止所经历的过程。
2.细胞周期各阶段的特点
(1)分裂间期
G1期(DNA合成前期):
合成DNA的前体物质、DNA聚合酶和合成RNA所必不可少的其他酶系,储备能量。
S期(DNA合成期):
DNA的合成。
G2期(DNA合成后期):
RNA和蛋白质的合成,特别是微管蛋白的合成。
(2)分裂期(M期):
细胞分裂期,可人为地将它分为前、中、后、末四个时期,此时期完成遗传物质的均分。
3.细胞周期的表示方法
名称
表示方法
说明
扇形图
A→B→C→A为一个细胞周期
直线图
a+b或c+d为一个细胞周期
坐标图
a+b+c+d+e为一个细胞周期
柱状图
A:
DNA复制前(G1期)
B:
DNA复制(S期)
C:
DNA复制后(G2期和分裂期)
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期,如早期胚胎细胞、干细胞、分生区细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。
(2)细胞分裂能力与细胞分化程度成反比。
已分化的成熟的细胞一般不再具有分裂能力,没有细胞周期。
(3)有些细胞分裂结束后不再进行分裂(如减数分裂形成的细胞),它们就没有细胞周期。
三、细胞的有丝分裂
1.真核生物细胞增殖方式
方式
发生对象
特点
无丝
分裂
青蛙红细胞、人体内某些细胞
无染色体和纺锤体的出现,分裂时首先核延长,然后核质缢裂形成2个细胞
有丝
分裂
大多数真核生物体细胞
有染色体和纺锤体的出现,分裂前后细胞中染色体数目不变
减数
分裂
生殖细胞形成过程中
有染色体和纺锤体的出现,分裂后细胞中染色体数目减半
2.有丝分裂各分裂期的特点
时
期
分裂图像
特点
植物细胞
动物细胞
间期
①完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,形成染色单体
②细胞适度生长
③动物细胞中心体复制
前
期
①染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体
②植物:
细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体(动物:
中心体发出星射线,形成纺锤体)
③核仁逐渐解体,核膜逐渐消失
④染色体散乱分布于纺锤体中央
中
期
①纺锤丝牵引染色体运动,使其着丝点排列在赤道板上
②染色体形态稳定,数目清晰,便于观察
后
期
①着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体数目加倍
②子染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极
末
期
①染色体变成染色质丝,纺锤丝消失
②核膜、核仁出现,形成两个新的细胞核
③植物:
赤道板位置出现细胞板,逐渐扩展为细胞壁(动物:
细胞膜向内凹陷,细胞质缢裂成两部分,一个细胞分裂成两个细胞)
3.动植物细胞有丝分裂的异同
项目
不同点
相同点
间期:
中心
体复制
前期:
纺锤体的形成方式
末期:
细胞分裂方式
植物细胞
无(一些低等植物细胞有)
由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
在赤道板部位出现细胞板,并由中央向周围扩展形成细胞壁,分裂形成两个子细胞
①分裂过程及时期相同
②核内染色体变化相同
动物细胞
有
由两组中心粒发出星射线形成纺锤体
细胞膜从中央内陷,把细胞缢裂成两个子细胞
4.与有丝分裂有关的细胞结构
细胞结构
细胞类型
生理作用
核糖体
动植物细胞
合成各种蛋白质(如组成染色体的蛋白质)
中心体
动物、低等植物细胞
在细胞分裂前期发出星射线形成纺锤体
高尔基体
植物细胞
在细胞分裂末期,参与细胞壁的形成
线粒体
动植物细胞
提供能量
核膜、核仁
动植物细胞
分裂前期消失,末期重新形成
纺锤体
动植物细胞
分裂前期形成,末期消失
细胞板
植物细胞
在细胞分裂末期出现在细胞中央,向四周扩散形成新的细胞壁
5.有丝分裂的意义
将亲代细胞的染色体经过复制,精确地平均分配到两个子细胞中,在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性,对于生物的遗传具有重要意义。
分裂完成后细胞的三种去向
(1)继续分裂:
干细胞、皮肤生发层细胞、根尖分生区细胞。
(2)暂时停止分裂:
仍有分裂能力,一定条件下仍可回到分裂周期中继续分裂,如机体受到损伤时肝脏细胞和黄骨髓造血细胞恢复其分裂能力及受到抗原作用后的B细胞、T细胞和记忆细胞。
(3)细胞分化:
分化成其他组织和器官,不再分裂,如浆细胞、神经细胞。
四、有丝分裂过程中染色体、染色单体、DNA的变化
1.染色体、染色单体及DNA三者的关系
(1)当有染色单体(前、中期)时,染色体∶染色单体∶DNA=1∶2∶2。
(2)当无染色单体(后、末期)时,染色体∶DNA=1∶1。
2.二倍体生物核DNA、染色体、染色单体、染色体组的数目变化
时期
间期
前期
中期
后期
末期
核DNA数(2C)
2C→4C
4C
4C
4C
2C
染色体数(2N)
2N
2N
2N
4N
2N
染色单体数
0→4N
4N
4N
0
0
染色体组数
2
2
2
4
2
由上表可看出:
(1)染色体数目加倍在细胞有丝分裂后期,DNA数目加倍在间期;
(2)姐妹染色单体形成于间期,出现于前期,消失于后期。
3.DNA含量、染色体数、染色单体数、每条染色体上DNA含量的变化曲线及曲线变化的原因
模型
变化原因
规律分析
a→b:
间期DNA复制
c→d:
末期DNA随染色体平均分配到两个子细胞中
①间期DNA分子复制使DNA含量加倍,但染色体没有加倍,而是每条染色体上含有2条姐妹染色单体;②染色体加倍发生在后期着丝点分裂时;③DNA和染色体数目减半的原因相同
g→h:
后期着丝点分裂
i→j:
末期染色体平均分配到两个子细胞中
m→n:
间期DNA复制染色单体形成,每条染色体上的DNA分子数变为2,染色单体出现在G2期。
p→q:
后期着丝点分裂,染色单体消失,每条染色体上的DNA分子数变为1
一、有丝分裂过程中的易混点
1.有丝分裂过程中的“加倍”
成分或结构
加倍时期
原因
DNA
间期
DNA复制
染色体
后期
着丝点分裂
中心体
间期
中心体复制
细胞核
末期
新核膜已经形成,细胞质尚未分裂
2.有丝分裂后期着丝点分裂不是纺锤丝牵引的结果
用秋水仙素处理植物细胞,可抑制纺锤体的形成,无纺锤丝牵引着丝点,有丝分裂后期的染色体的着丝点仍会分裂,细胞中染色体数目加倍,说明着丝点分裂不是纺锤丝牵引所致。
3.赤道板与细胞板的区别
赤道板不是细胞结构,而是一假想的平面,在光学显微镜下看不到;细胞板是一真实结构,光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。
4.在有丝分裂过程中,各个时期始终都有同源染色体存在,但它们既不配对,也不分开。
二、对有丝分裂图像的辨析
1.动物细胞一般画成圆形,外面代表细胞膜;植物细胞一般画成长方形,外面代表细胞壁。
2.细胞分裂后期图像应注意三点:
①移向两极的染色体位置不能画反,正确的应为染色体臂朝向中央,着丝点靠近两极;②上下对应的两条子染色体的大小、形状、颜色应完全相同;③每一极同源染色体都应成对存在(二倍体生物)。
高考中对细胞周期的概念和表示方法及各时期的主要变化的考查,常与细胞的其他生命活动相结合,以图表、曲线形式,考查考生的识图分析能力,难度不大,一般以选择题的形式出现;对有丝分裂的过程和特征的考查,主要围绕各时期染色体的行为和细胞器的功能命题,同时结合图表来判断有丝分裂的各个时期和动、植物细胞有丝分裂的区别。
解答该考点的相关题目,以掌握课本基础知识为主,难度中等。
(2014·浙江理综,5,6分)某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂,在培养过程中将适量的3HTdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)和某促进细胞分裂的药物加入培养液中,培养一段时间,可观察和测量到( )
A.G1期变短,该期有大量3HTdR进入细胞核
B.S期变长,该期有DNA复制和核糖体的增生
C.G2期变短,该期细胞核中有组蛋白
D.M期相对较短,该期细胞的核膜始终完整
【解析】 促进细胞分裂的药物可以明显缩短细胞分裂的细胞周期。
G1期主要是合成DNA所需要的蛋白质和核糖体的增生,S期主要发生的是DNA的复制,G2期主要发生的是RNA的合成和有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。
因此,将某促进细胞分裂的药物加入到培养液中会使G1期变短,S期和G2期也变短;3HTdR参与DNA的复制,应该在S期大量进入细胞核;M期相对较短,该期细胞的核膜周期性地消失和重现。
组蛋白是构成染色体的蛋白质,在G2期之前已经合成。
综合上述分析,C正确,A、B、D错误。
选C。
(2015·黑龙江哈三中一模,44)下列图1和图2分别表示某一生物体内细胞有丝分裂图像与图解,其中字母表示时间点,O→F时间段表示一个完整的细胞周期。
请据图回答问题。
(1)图1所示的细胞变化发生在图2中的________时期。
(填字母)
(2)O→B时段为细胞有丝分裂的________期,此时细胞内发生的活动主要是______________和____________________,其中后者的发生与核糖体有直接关系。
(3)高中观察植物细胞有丝分裂实验中,需要用到的碱性染料是_______________,
持续观察图1所示的细胞,________(填“能”或“不能”)观察到下一个时期。
(4)图中B→C时段细胞核DNA、染色体与染色单体数目比例为________,这种比例将持续到图2的________点才开始变化。
(5)观察染色体的形态、数目的最佳时期位于图2中的具体时段是________。
【解析】 图1表示有丝分裂后期,与图2中的D→E段对应;O→B时段为细胞有丝分裂的间期,此时细胞内发生的主要变化是DNA的复制和蛋白质的合成;观察植物细胞有丝分裂实验中,需要用到的碱性染料是醋酸洋红或龙胆紫溶液;持续观察图1所示的细胞,不能观察到下一个时期,因在解离阶段细胞已死亡;图中B→C段表示分裂前期,此时细胞核DNA、染色体与染色单体数目比例为2∶1∶2;中期这个比例与前期相同,后期(D→E)由于着丝点的分裂,染色单体为0,此比例发生改变;观察染色体的形态、数目的最佳时期是中期,位于图2中C→D段。
【答案】
(1)D→E
(2)间 DNA复制 相关蛋白质合成 (3)醋酸洋红或龙胆紫溶液 不能 (4)2∶1∶2 D (5)C→D
名师导学
(1)细胞有丝分裂过程中,细胞核内的染色体是均分的,但细胞器的分配是随机的,各种细胞器的增生都是在间期发生的。
(2)细胞分裂间期,可以发生DNA复制、转录、翻译过程;在分裂期由于染色质高度螺旋变成染色体而无法解旋,所以在分裂期只能进行翻译。
(3)观察细胞分裂图像时,同一时期,由于观察角度的不同,看到的现象也不同。
例如,中期时所有染色体的着丝点都排列在赤道板上,侧视时看到的是着丝点在一条线上,但如果从细胞的一极来看,就看不出整齐排列的效果了,而是凌乱排列。
(2015·江苏苏北四市一模,18)图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,图3表示有丝分裂中不同时期每条染色体上DNA分子数变化,图4表示有丝分裂中不同时期染色体和DNA的数量关系。
下列有关叙述不正确的是( )
A.图1所示细胞中共有4条染色体,8个DNA分子;图2所示细胞中共有0条姐妹染色单体
B.处于图3中B→C段的是图1所示细胞;完成图3中C→D段变化的细胞分裂时期是后期
C.有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况
D.图4中a可对应图3中的B→C段;图4中c对应图3中的A→B段
【解析】 图1中1条染色体中包含2条姐妹染色单体;每条姐妹染色单体含有一个DNA分子,图2中姐妹染色单体分离后就不能再称为姐妹染色单体,只能称为染色体,A正确。
图3纵坐标含义是“每条染色体上DNA分子数”,B→C段1条染色体上有2个DNA分子,对应图1;C→D段变化表示染色体上DNA分子由2个变成1个,表示后期着丝点分裂过程,B正确。
图4中d表示细胞中DNA含量为2N,染色体数目为4N,不可能出现这种情况,C正确。
图4中a为有丝分裂后期;b可能为有丝分裂前、中期,对应图3中的B→C段;c为有丝分裂末期,而图3中的A→B段代表间期,D错误。
选D。
名师导学
(1)根据染色单体变化判断各时期
染色单体
(2)根据比例关系判断各时期
DNA∶染色体∶染色单体=
(2013·海南单科,5,2分)关于细胞有丝分裂的叙述,正确的是( )
A.赤道板是细胞有丝分裂过程中出现的一种结构
B.有丝分裂间期DNA复制的过程需要解旋酶的参与
C.有丝分裂中期,发生联会的同源染色体排列在赤道板上
D.在细胞周期中,分裂间期的持续时间通常比分裂期的短
【解析】 赤道板不是细胞中的一种结构,而是一个假想的平面,A错误;DNA复制过程中需要解旋酶、DNA聚合酶的参与,B正确;同源染色体的联会发生在减Ⅰ前期,减Ⅰ中期已联会的同源染色体排列在赤道板上,C错误;在细胞周期中,分裂间期持续的时间通常比分裂期的长,D错误。
选B。
(2015·山东威海一模,7)下图甲表示细胞有丝分裂过程中,核DNA含量不同的细胞数目,图乙为该细胞有丝分裂示意图,下列相关叙述不正确的是( )
A.图乙的核DNA含量对应图甲中的8
B.图乙的核DNA含量对应图甲中的4~8
C.若用秋水仙素抑制纺锤体的形成,则图甲中DNA含量为4的细胞数目会减少
D.图甲表明分裂间期比分裂期时间长,因为间期细胞数目多
【解析】 图甲中的8代表G2期、分裂前期、中期和后期(DNA含量为体细胞的2倍),图乙为有丝分裂后期,A正确、B错误;秋水仙素抑制纺锤体的形成可诱导染色体数目加倍,体细胞染色体加倍后则图甲中DNA含量为4的细胞数目会减少,C正确;间期的细胞数目多,可说明分裂间期比分裂期时间长,D正确。
选B。
1.(2015·安徽师大附中期末,4)细胞作为生命活动的基本单位,其结构和功能高度统一。
下列有关叙述不正确的是( )
A.卵细胞体积较大,有利于和周围环境进行物质交换,为胚胎早期发育提供所需养料
B.哺乳动物成熟的红细胞表面积与体积之比相对较大,有利于提高气体交换效率
C.小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体,有助于物质运输的能量供应
D.哺乳动物成熟精子中细胞质较少,有利于精子运动
1.A 卵细胞体积较大,相对表面积小,不利于和周围环境进行物质交换,A错误。
2.(2016·河南郑州检测,8)如图表示真核细胞一个细胞周期中染色体的行为变化。
下列有关叙述正确的是( )
A.b~b可以表示一个完整的细胞周期
B.植物细胞中,d~e时期细胞中央将出现细胞板
C.DNA的转录主要发生在c~d时期
D.细胞中的DNA含量加倍是在e~a时期,细胞中染色体数目加倍是在b~c时期
2.A 一个完整的细胞周期是从一次分裂完成到下一次分裂完成,b~b表示一个完整的细胞周期,A正确;有丝分裂末期出现细胞板,d~e时期表示分裂中期,B错误;DNA的转录主要发生在b~c时期(间期),C错误;细胞中的DNA含量加倍是在b~c时期,细胞中染色体数目加倍是在e~a时期(后期),D错误。
3.(2016·安徽芜湖一模,6)下列3个图表示有丝分裂细胞中不同时期染色体和DNA的数量关系。
有关叙述不正确的是( )
A.处于图2中B→C段的包含图l所示细胞,图1细胞中有8条染色单体
B.完成图2中C→D段变化的细胞分裂时期是后期
C.有丝分裂过程中不会出现图3中d所示的情况
D.图3中a可对应图2中的B→C段;图3中c对应图2中的A→B段
3.D 图1表示细胞有丝分裂中期,有8条染色单体,图2表示每条染色体的DNA分子数,AB为间期的S期,BC为间期的G2期、前期、中期,DE为后期、末期,A正确;图2中C→D段变化的原因是着丝点分裂,B正确;染色体数∶DNA数为1∶1或1∶2,不会出现图3中d所示的情况,C正确;图3中a表示有丝分裂后期和末期,c表示间期的G1期(DNA复制之前),D错误。
4.(2016·黑龙江哈三中一模,8)下图是某动物细胞有丝分裂模式图,有关叙述不正确的是( )
A.上述细胞有丝分裂的顺序是甲、丁、乙、丙
B.显微镜下观察到最多的细胞处于甲时期
C.开始出现染色体的时期是丁;染色体开始转变成染色质形态的时期是丙
D.若某药物可抑制纺锤体形成,则它极可能是作用于丙图
4.D 图中甲为间期,乙为后期,丙为末期,丁为前期,故图中细胞有丝分裂顺序为甲→丁→乙→丙,A正确;细胞周期中,间期历时最长,显微镜观察处于间期的细胞数目最多,B正确;细胞有丝分裂中,染色体出现在前期,消失转变为染色质在末期,C正确;纺锤体的形成是在前期,D错误。
5.(2015·北京朝阳期末,43)图甲是某生物细胞分裂各阶段的染色体DNA和细胞质中mRNA含量的变化曲线,图乙是该生物细胞分裂过程中的某一时期图像。
请据图回答下列问题:
(1)细胞处于图甲的________阶段(填图中字母)时,最易受到致癌因子影响,导致癌变。
(2)图甲曲线表明,细胞分裂过程中核糖体功能活跃的时期是________(填图中字母)。
d段细胞质中mRNA明显减少,最可能的原因是细胞分裂前期发生了_____________________________________________________________________,导致mRNA合成减少,且原来的mRNA不断被分解。
(3)在图甲a~g阶段中,细胞中染色体数目为________条;能观察到图乙所示图像的是________阶段(填图中字母);至g结束时,新产生细胞的基因组成为________。
(4)若细胞从a阶段开始培养在用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷的培养液中,则g阶段时细胞核中含3H的DNA占核内总DNA的________。
(5)若要观察此种分裂处于不同时期的细胞,可取生长健壮的小麦根尖,经过________、________、染色、制片过程,制成临时装片,放在显微镜下观察。
5.【答案】
(1)b
(2)a、c 染色质(丝)高度螺旋化形成染色体
(3)4或8 e aaBB (4)100% (5)解离
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