高中生物細(xì)胞分裂部分內(nèi)容的新認(rèn)識(shí)

邱財(cái)興

摘 要： 高中生物學(xué)的知識(shí)相對(duì)復(fù)雜，細(xì)胞分裂部分的知識(shí)點(diǎn)更涉及各個(gè)方面，導(dǎo)致學(xué)生容易對(duì)各項(xiàng)概念產(chǎn)生混淆，但細(xì)胞分裂部分的知識(shí)是高中生物的重要基礎(chǔ)內(nèi)容。本文簡(jiǎn)要闡述了細(xì)胞學(xué)說(shuō)的發(fā)展及真核細(xì)胞的常見(jiàn)分裂方式，并對(duì)高中生物中容易產(chǎn)生認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了分析，以期幫助學(xué)生準(zhǔn)確區(qū)分各類細(xì)胞分裂相關(guān)的理論。

關(guān)鍵詞： 高中生物 細(xì)胞分裂 新認(rèn)識(shí)

細(xì)胞分裂是生物生長(zhǎng)和發(fā)育的主要基礎(chǔ)。在高中生物課程中，細(xì)胞分裂部分的知識(shí)是將生物學(xué)科的其他知識(shí)相連接的重要紐帶，在整個(gè)高中生物中占有重要的地位。因此，這一部分的知識(shí)是考試頻率較高的一部分。為了提升高中生物細(xì)胞分裂部分知識(shí)的教學(xué)質(zhì)量，有必要對(duì)目前生物細(xì)胞分裂中存在的認(rèn)識(shí)誤區(qū)進(jìn)行修正和再次認(rèn)識(shí)。

一、細(xì)胞學(xué)說(shuō)概述

（一）細(xì)胞學(xué)說(shuō)的發(fā)展

細(xì)胞生物學(xué)主要的研究對(duì)象是細(xì)胞，從動(dòng)態(tài)的角度對(duì)細(xì)胞的功能和生活史等進(jìn)行研究。細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命學(xué)科的重要內(nèi)容，主要通過(guò)細(xì)胞研究生物的生態(tài)特征。從廣義上說(shuō)，細(xì)胞學(xué)不僅是學(xué)科知識(shí)，更是一個(gè)復(fù)雜的領(lǐng)域。由于細(xì)胞學(xué)說(shuō)具有明顯的學(xué)科交叉特征，因此這部分知識(shí)點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn)明確的內(nèi)容細(xì)分，有一定的學(xué)習(xí)難度。

（二）真核細(xì)胞的分裂方式

在高中生物細(xì)胞學(xué)的內(nèi)容中，真核細(xì)胞的分裂方式主要有兩種：一是有絲分裂，即指細(xì)胞分裂具有一定的周期性，包含了分裂間期和分裂期兩個(gè)過(guò)程。其中，分裂期主要有分裂前期、中期、后期及末期階段。二是無(wú)絲分裂，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，大多表現(xiàn)為細(xì)胞核的延長(zhǎng)。在整個(gè)細(xì)胞分裂的過(guò)程中，沒(méi)有染色體等的參與，類似于蛙的紅細(xì)胞的分裂，因此被稱為無(wú)絲分裂。

二、高中生物細(xì)胞分裂部分知識(shí)的新認(rèn)識(shí)

（一）對(duì)減數(shù)分裂前期I和中期I的新認(rèn)識(shí)

1.對(duì)“聯(lián)會(huì)時(shí)期”和“四分體時(shí)期”的新認(rèn)識(shí)

目前，在實(shí)際過(guò)程中，仍有某些教師采用“聯(lián)會(huì)時(shí)期”和“四分體時(shí)期”的說(shuō)法。教師認(rèn)為，若在分裂過(guò)程中染色體完全實(shí)現(xiàn)配對(duì)，無(wú)單體染色體存在，則可判定為“聯(lián)會(huì)時(shí)期”。若在配對(duì)的染色體中出現(xiàn)四個(gè)染色單體，則可判定為“四分體時(shí)期”。但在高中教材、相關(guān)的輔助資料，甚至是高校專業(yè)教材中都沒(méi)有這兩種提法。事實(shí)上，“聯(lián)會(huì)時(shí)期”和“四分體時(shí)期”這類說(shuō)法并不能明確地表示細(xì)胞第一次分裂的不同時(shí)期。

實(shí)際上，前期I和中期I的差別是相當(dāng)明顯的，國(guó)內(nèi)已有相關(guān)研究證明了這一點(diǎn)。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，聯(lián)會(huì)是四分體形成的基礎(chǔ)，而四分體則是聯(lián)會(huì)的結(jié)果。在偶線期，就已經(jīng)有四分體的存在。也就是說(shuō)，四分體的存在并不需要特殊的設(shè)備才能被發(fā)現(xiàn)，而間期I的染色體復(fù)制是四分體存在的重要前提。在細(xì)胞分裂的前兩個(gè)階段，四分體都是以統(tǒng)一的形象出現(xiàn)的；直到后期I，配對(duì)的染色體開(kāi)始活動(dòng)時(shí)，四分體此時(shí)才真正消失。因此，利用“聯(lián)會(huì)時(shí)期”和“四分體時(shí)期”對(duì)細(xì)胞分裂進(jìn)行判定的準(zhǔn)確性有待商榷。

2.對(duì)減數(shù)分裂中期I圖形的修正

據(jù)上文闡述，此時(shí)已經(jīng)可以明確的是，中期I的染色體的明顯特征包括以下幾個(gè)內(nèi)容：一是四分體的位置在赤道面上；二是所有的四分體的非姐妹DNA之間都存在交叉，且交叉點(diǎn)在DNA的端部；三是所有的四分體的同源DNA的外形幾乎一致，都呈粗段的形態(tài)，且距離較近；四是在表示圖上，大多采用黑色和白色兩種顏色，表示兩個(gè)同源染色體的來(lái)源的不同；五是在任一中期I細(xì)胞上，都存在至少2n條DNA，如圖2所示。

但目前的許多輔助資料，都將圖1判定是中期I，在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，更是有教師同樣也將圖1判定為中期I。

圖1 修正前的中期I示意圖 圖2 修正后的中期I示意圖

（二）對(duì)“著絲?！焙汀爸z點(diǎn)”的新認(rèn)識(shí)

目前在高中教學(xué)中使用較多的是“著絲點(diǎn)”一詞，某些教師沒(méi)有做兩者的明顯的區(qū)分。實(shí)際上，兩個(gè)概念是完全不同的。在曾經(jīng)的顯微鏡技術(shù)下，兩個(gè)概念并沒(méi)有準(zhǔn)確的劃分。遺傳學(xué)家大多使用著絲粒一詞，細(xì)胞生物學(xué)家則多用著絲點(diǎn)一詞。隨后電鏡逐漸被運(yùn)用于生物學(xué)研究中，此時(shí)兩者的區(qū)別開(kāi)始被發(fā)現(xiàn)。實(shí)際上，在電鏡下的細(xì)胞，能夠發(fā)現(xiàn)中期DNA的外側(cè)有附加結(jié)構(gòu)，此時(shí)將其稱為動(dòng)粒，即著絲點(diǎn)。而將DNA中較為寬廣的區(qū)域稱為著絲粒，與動(dòng)粒呈平行排列的狀態(tài)。

從分子的角度看，著絲粒的主要組成是重復(fù)排列的異染色體，與其他的染色體有一定的區(qū)別，其具有更強(qiáng)的抗核酸酶的能力。著絲點(diǎn)的外部還附有其他物質(zhì)，主要呈纖維狀，其基本形態(tài)為纖維狀物質(zhì)組成的冠，而其主要的構(gòu)成是蛋白質(zhì)，其中包含少許的RNA及DNA?，F(xiàn)在已經(jīng)能夠證明，中心結(jié)構(gòu)區(qū)域表示為著絲粒的范圍，而著絲點(diǎn)是作為紡錘絲的附著點(diǎn)存在的。

（三）對(duì)細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體行為和數(shù)量變化規(guī)律的新認(rèn)識(shí)

在有絲分裂中，當(dāng)間期染色體復(fù)制時(shí)，一個(gè)染色體復(fù)制為兩個(gè)同樣的染色體，為著絲點(diǎn)的形成奠定基礎(chǔ)。在分裂前期，染色質(zhì)逐漸發(fā)生變化，所有的DNA都擁有兩個(gè)姐妹染色單體，且都擁有著絲點(diǎn)和著絲粒。也就是說(shuō)，每個(gè)染色體都有一個(gè)著絲點(diǎn)，而并不是所有的染色體都有著絲粒，在細(xì)胞分裂中期也是如此。到細(xì)胞分裂的后期，著絲粒發(fā)生分離，幾乎每一個(gè)姐妹染色體在同一時(shí)間發(fā)生分離。在這個(gè)過(guò)程中，染色體的變化與有絲分離有所相似，但兩者的不同仍舊比較明顯，主要體現(xiàn)在四分體上的著絲粒和著絲點(diǎn)的數(shù)量都是四個(gè)，而一側(cè)紡錘體并沒(méi)有與著絲粒相連。

生物學(xué)的內(nèi)涵極為豐富，細(xì)胞分裂部分涉及的內(nèi)容較多，因此這部分知識(shí)在高中生物課程中比較重要。高中生物教師只有不斷完善生物學(xué)的研究，打破常規(guī)思維的定勢(shì)，并不斷堅(jiān)持更新自己的生物知識(shí)結(jié)構(gòu)，以保證在實(shí)際教學(xué)中給予學(xué)生正確的引導(dǎo)，在教學(xué)和生物研究上都達(dá)到更高的境界。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜豐儀.觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)發(fā)現(xiàn)[J].科技資訊，2012，05：237.

[2]齊永平.高中生物學(xué)教學(xué)應(yīng)關(guān)注有絲分裂概念內(nèi)涵的挖掘[J].生物學(xué)通報(bào)，2014，06：6-10.

[3]慕曉茹.基于認(rèn)知原理的高中生物“減數(shù)分裂”教學(xué)研究[J].大連教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，02：21-24.