淺談如何促進(jìn)學(xué)生全面掌握有絲分裂和減數(shù)分裂

摘要:有絲分裂的特點(diǎn)是有紡錘體、染色體出現(xiàn)，子染色體被平均分配到子細(xì)胞，這種分裂方式普遍見于動(dòng)物和高等植物，是真核細(xì)胞分裂產(chǎn)生體細(xì)胞的過程。 減數(shù)分裂的特點(diǎn)是DNA復(fù)制一次，二倍體的細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，形成單倍體的精子和卵細(xì)胞的過程。本文結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐，提出了關(guān)于在生物教學(xué)中如何快速判別有絲分裂和減數(shù)分裂的幾點(diǎn)思考。同時(shí)望對(duì)高中生對(duì)于有絲分裂和減數(shù)分裂中DNA、染色體、有無同源染色體等常考知識(shí)點(diǎn)的理解和把握有所幫助。

關(guān)鍵詞:掌握 有絲分裂 減數(shù)分裂

單倍體的精子和卵細(xì)胞通過受精作用可以恢復(fù)為二倍體。減數(shù)分裂過程中四分體中的非姐妹染色單體的部分片段發(fā)生交換、非同源染色體自由組合，使得配子的遺傳多樣化，增加了后代的適應(yīng)性，因此減數(shù)分裂不僅是保證生物種染色體數(shù)目穩(wěn)定的機(jī)制，同且也是物種適應(yīng)環(huán)境變化不斷進(jìn)化的機(jī)制。

有絲分裂和減數(shù)分裂既有區(qū)別又有聯(lián)系，怎樣使學(xué)生在這里既能把握聯(lián)系又能區(qū)分不同呢？結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐，應(yīng)該從以下方面入手：

1 如何快速根據(jù)圖像判定有絲分裂和減數(shù)分裂的時(shí)期

1.1 根據(jù)染色體行為判斷細(xì)胞分裂時(shí)期

首先，如果發(fā)現(xiàn)染色體無規(guī)律分布，則為前期。

其次，如果發(fā)現(xiàn)染色體排列在中央，則為中期。

最后，如果發(fā)現(xiàn)染色體移向兩極，則為后期。

1.2 根據(jù)染色體數(shù)目判斷細(xì)胞分裂方式

首先看染色體的數(shù)目：奇數(shù)的話一定是減數(shù)第二次分裂（但是減數(shù)第二次分裂期染色體數(shù)目不一定為奇數(shù)），否則可能是有絲分裂或者減數(shù)第一次分裂。

其次看有無同源染色體：有的話一定不是減數(shù)第二次分裂。

最后如果有同源染色體，看同源染色體的行為。如果有聯(lián)會(huì)、四分體存在則一定是減數(shù)第一次分裂。反之則為有絲分裂。

2 有絲分裂和減數(shù)分裂的理論區(qū)別

首先，減數(shù)分裂過程中細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，而有絲分裂過程中細(xì)胞只分裂一次。

其次，減數(shù)分裂的結(jié)果是染色體數(shù)目減半，而有絲分裂的結(jié)果是染色體數(shù)目不變。

再次，減數(shù)分裂后，一個(gè)細(xì)胞變?yōu)樗膫€(gè)含有不同遺傳物質(zhì)組合的子細(xì)胞（考慮四分體中非姐妹染色單體片段交換）?；蛘邇蓛上嗤淖蛹?xì)胞（不考慮單體片段交換）。而有絲分裂后，一個(gè)細(xì)胞只形成兩個(gè)遺傳物質(zhì)相同的子細(xì)胞。

第四，減數(shù)分裂過程中有其特有的同源染色體配對(duì)和同源非姐妹染色單體間的局部交換，而有絲分裂則沒有。

最后，減數(shù)分裂發(fā)生部位為睪丸或者精巢和卵巢，有絲分裂發(fā)生部位為體細(xì)胞（但是原始生殖細(xì)胞即性原細(xì)胞發(fā)生增殖時(shí)屬于有絲分裂）。

3 有絲分裂和減數(shù)分裂的生物學(xué)意義區(qū)別

3.1 有絲分裂的生物學(xué)意義：細(xì)胞有絲分裂的重要意義，是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制以后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。由于染色體上有遺傳物質(zhì)，因而在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。可見，細(xì)胞的有絲分裂對(duì)于生物的遺傳有重要意義。有絲分裂的目的是細(xì)胞增殖，即細(xì)胞數(shù)量的增加。對(duì)于單細(xì)胞生物體，細(xì)胞分裂意味著生物個(gè)體數(shù)的增加。多細(xì)胞生物體的生殖活動(dòng)也是通過細(xì)胞分裂完成的。對(duì)于多細(xì)胞生物體，細(xì)胞分裂則是生物體生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。細(xì)胞分裂保證了細(xì)胞有足夠大的表面積與環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，從而保證了新陳代謝對(duì)物質(zhì)更新的需求。因此細(xì)胞分裂是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)。

3.2 減數(shù)分裂的生物學(xué)意義：減數(shù)分裂是遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。其目的是產(chǎn)生成熟的生殖細(xì)胞。具體表現(xiàn)在：

3.2.1 基因分離律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：在減第一次分裂過程中，因?yàn)橥慈旧w分離，分別進(jìn)入不同的子細(xì)胞，故在子細(xì)胞中只具有每對(duì)同源染色體中的一條染色體。減數(shù)分裂中同源染色體的分離，正是基因分離律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。

3.2.2 基因連鎖和互換的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)，非姐妹染色單體之間對(duì)稱的位置上可能發(fā)生片段交換，也就是父源和母源染色體之間發(fā)生遺傳物質(zhì)的交換。這種交換可使染色體上連鎖在一起的基因發(fā)生重組，這就是染色體上基因連鎖和互換的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。

3.2.3 配子的遺傳基礎(chǔ)多樣化：由于減數(shù)分裂，使每種生物代代都能夠保持二倍體的染色體數(shù)目。在減數(shù)分裂過程中非同源染色體重新組合，同源染色體間發(fā)生部分交換，結(jié)果使配子的遺傳基礎(chǔ)多樣化，使后代對(duì)環(huán)境條件的變化有更大的適應(yīng)性。

4 有絲分裂和減數(shù)分裂的種類區(qū)別

4.1 有絲分裂的類型：出現(xiàn)紡錘絲的細(xì)胞分裂均可看作是有絲分裂。所以減數(shù)分裂也是一種特殊的有絲分裂。

4.2 減數(shù)分裂可分為三種主要類型

4.2.1 配子減數(shù)分裂：配子減數(shù)分裂，也叫終端減數(shù)分裂，其特點(diǎn)是減數(shù)分裂和配子的發(fā)生緊密聯(lián)系在一起。在雄性脊椎動(dòng)物中，一個(gè)精原細(xì)胞變?yōu)槌跫?jí)精母細(xì)胞后減數(shù)分裂為2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞又一次進(jìn)行減數(shù)分裂，總共形成4個(gè)精細(xì)胞。精細(xì)胞在經(jīng)過一系列的變態(tài)發(fā)育，形成成熟的精子。在雌性脊椎動(dòng)物中，一個(gè)卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成1個(gè)極體和1個(gè)次級(jí)卵細(xì)胞，次級(jí)卵細(xì)胞再分裂形成一個(gè)卵細(xì)胞和一個(gè)極體，極體也分裂為兩個(gè)極體，總共形成一個(gè)卵細(xì)胞和三個(gè)極體。

4.2.2 孢子減數(shù)分裂：孢子減數(shù)分裂，也叫中間減數(shù)分裂，（居間減數(shù)分裂）見于植物和某些藻類。其特點(diǎn)是減數(shù)分裂和配子發(fā)生沒有直接的關(guān)系，減數(shù)分裂的結(jié)果是形成單倍體的配子體（小孢子和大孢子）。小孢子再經(jīng)過兩次有絲分裂形成包含一個(gè)營(yíng)養(yǎng)核和兩個(gè)雄配子（精子）的成熟花粉（雄配子體），大孢子經(jīng)過三次有絲分裂形成胚囊（雌配子體），內(nèi)含一個(gè)卵核、兩個(gè)極核、3個(gè)反足細(xì)胞和兩個(gè)助細(xì)胞。

4.2.3 合子減數(shù)分裂：合子減數(shù)分裂，也叫初始減數(shù)分裂，僅見于真菌和某些原核生物，減數(shù)分裂發(fā)生于合子形成之后，形成單倍體的孢子，孢子通過有絲分裂產(chǎn)生新的單倍體后代。此外某些生物還具有體細(xì)胞減數(shù)分裂現(xiàn)象，如在蚊子幼蟲的腸道中，有一些由核內(nèi)有絲分裂形成的多倍體細(xì)胞，在蛹期又通過減數(shù)分裂降低了染色體倍性，增加了細(xì)胞數(shù)目。減數(shù)分裂由緊密連接的兩次分裂構(gòu)成。通常減數(shù)第一次分裂分離的是同源染色體，所以稱為異型分裂或減數(shù)分裂。減數(shù)第二次分裂分離的是姊妹染色體，類似于有絲分裂，所以稱為同型分裂或均等分裂。

5 有絲分裂和減數(shù)分裂的相同點(diǎn)及聯(lián)系

5.1 DNA分子的數(shù)量計(jì)算都相同：其一，有染色單體時(shí)，DNA數(shù)等于染色單體數(shù)。其二，無染色單體時(shí)，DNA數(shù)等于染色體數(shù)。

5.2 染色體數(shù)的計(jì)算都相同：染色體數(shù)等于著絲點(diǎn)數(shù)。

5.3 都有紡錘絲、染色體出現(xiàn)：紡錘絲、染色體在兩種分裂過程中均出現(xiàn)。

5.4 染色體行為有相似之處，甚至相同之處：染色體的行為在減數(shù)第二次分裂過程中可以看成是一次有絲分裂。

有絲分裂和減數(shù)分裂的聯(lián)系在于，有絲分裂包括減數(shù)分裂，減數(shù)分裂可以看作是特殊的有絲分裂。