染色单体是在有丝分裂的细胞间期就形成的，有丝分裂间期分为G1（DNA合成前期）、S（DNA合成期）、G2（DNA合成后期）三个阶段。染色单体是复制时产生的染色体拷贝。此名字通常用来形容处于随后的细胞分裂期它们分开的之前的染色体。
形成时期
染色单体形成时期在有丝分裂的细胞间期。
染色体沿其长轴发生纵裂。这样被分成的二条染色体各称为染色单体。开始成为一对的染色单体两者并不分开，逐渐它们具有独立的基质，并在其中各自形成二条染色丝。
而且染色单体往往出现互相关联的螺旋。这些螺旋的圈数在中期以前逐渐减少，并且着丝粒也开始分裂。
从中期进入后期时，一对染色单体就互相完全分开，作为子染色体分别向相反的两极移动。减数分裂的二价染色体是由4条染色单体（四分染色体）产生的。
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