高中必修生物｜細胞週期：細胞生長、DNA 複製與分裂準備

10月27日

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在生物的生長、發育、組織修復以及無性生殖的過程中，細胞如何精準地自我複製並將遺傳物質平均分配給兩個子細胞？這項精密且循環往復的生命大戲，正是細胞生物學中最核心的藍圖。

細胞週期

一、細胞週期的兩大階段與詳細分工

細胞週期（Cell Cycle）是指一個細胞從誕生開始，經過生長、物質準備，最後分裂產生兩個新細胞的完整歷程。整個週期主要分為間期（Interphase）與分裂期（M phase）：

細胞週期階段	子階段與名稱	核心生理活動與事件說明
1. 間期（Interphase）（佔細胞週期約 90% 以上時間）	G₁期（第一生長期）	- 細胞剛分裂完成，體積開始長大。 - 大量合成蛋白質、RNA 與各種胞器，為接下來的複製做準備。
	S期（合成期）	- DNA 進行自我複製。 - 細胞內的 DNA 量加倍（由單股 DNA 複製成為互相連接的姊妹染色分體），但染色體條數維持不變。
	G₂期（第二生長期）	- 繼續合成細胞分裂所需的蛋白質（如紡錘絲微管蛋白）。 - 檢核 DNA 是否完全複製無誤，準備進入分裂期。
2. 分裂期（M phase）	核分裂	- 依序經歷前期、中期、後期、末期。 - 將複製後的染色體平均分配到細胞兩端。
	細胞質分裂	- 動物細胞由細胞膜向內凹陷縊縮；植物細胞則由中央形成細胞板（Cell plate）形成新細胞壁。

在學習細胞分裂時，染色體數目與 DNA 分子量的計算是絕對的經典考點，兩者必須嚴格區分：

染色體數目的計算原則： 依據「著絲點（Centromere）」的數量來計算。只要著絲點沒有分裂，即使 DNA 已經複製成兩條姊妹染色分體，在細胞學計數上仍然算作 1 條染色體。
各階段的變化規律：
- G₁期： 染色體為單股，DNA 量正常（設為 ₁c，染色體數為 ₂ₙ）。
- S期： 進行 DNA 複製，染色體雖仍維持 ₂ₙ（著絲點沒變），但 DNA 量加倍變成 ₂c（每個染色體含兩條姊妹染色分體）。
- G₂期與分裂期前期／中期： 維持染色體數 ₂ₙ、DNA 量 ₂c 的狀態。
- 分裂期後期： 姊妹染色分體分離，著絲點分裂，此時染色體數目暫時加倍，隨後細胞質分裂完成，使兩個子細胞的染色體與 DNA 量恢復與母細胞相同的 ₂ₙ 與 ₁c。

為了防止細胞發生異常增生（例如 DNA 受損未修復就進行分裂而導致癌化），細胞週期在關鍵節點設置了嚴格的檢點機制：

G₁檢點（限制點）： 位於 G₁期尾聲，檢查細胞大小與 DNA 是否受損。若環境不宜或 DNA 損壞，細胞會停滯或進入 G₀期（暫停分裂的休眠狀態，如神經細胞）。
G₂檢點： 確認 DNA 複製是否完全且正確，若有誤則暫停分裂進行修復。
M檢點（紡錘體檢點）： 位於中期進入後期之前，檢查所有染色體的著絲點是否皆正確排列在赤道板上，確保染色體能被平均分配。

【題目】 關於真核細胞生長與細胞週期各階段生理事件的敘述，下列何者正確？

【解析】

【題目】 若某動物體細胞的染色體數目正常為 ₂ₙ ＝ ₁₆，當該細胞處於細胞週期的 G₂期時，其細胞內的染色體條數與 DNA 分子含量分別為多少？

【解析】