高中生物細胞分裂部分內容的新認識

邱財興

摘 要： 高中生物學的知識相對復雜，細胞分裂部分的知識點更涉及各個方面，導致學生容易對各項概念產生混淆，但細胞分裂部分的知識是高中生物的重要基礎內容。本文簡要闡述了細胞學說的發(fā)展及真核細胞的常見分裂方式，并對高中生物中容易產生認識錯誤的知識點進行了分析，以期幫助學生準確區(qū)分各類細胞分裂相關的理論。

關鍵詞： 高中生物 細胞分裂 新認識

細胞分裂是生物生長和發(fā)育的主要基礎。在高中生物課程中，細胞分裂部分的知識是將生物學科的其他知識相連接的重要紐帶，在整個高中生物中占有重要的地位。因此，這一部分的知識是考試頻率較高的一部分。為了提升高中生物細胞分裂部分知識的教學質量，有必要對目前生物細胞分裂中存在的認識誤區(qū)進行修正和再次認識。

一、細胞學說概述

（一）細胞學說的發(fā)展

細胞生物學主要的研究對象是細胞，從動態(tài)的角度對細胞的功能和生活史等進行研究。細胞生物學是現(xiàn)代生命學科的重要內容，主要通過細胞研究生物的生態(tài)特征。從廣義上說，細胞學不僅是學科知識，更是一個復雜的領域。由于細胞學說具有明顯的學科交叉特征，因此這部分知識點難以實現(xiàn)明確的內容細分，有一定的學習難度。

（二）真核細胞的分裂方式

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

二、高中生物細胞分裂部分知識的新認識

（一）對減數(shù)分裂前期I和中期I的新認識

1.對“聯(lián)會時期”和“四分體時期”的新認識

目前，在實際過程中，仍有某些教師采用“聯(lián)會時期”和“四分體時期”的說法。教師認為，若在分裂過程中染色體完全實現(xiàn)配對，無單體染色體存在，則可判定為“聯(lián)會時期”。若在配對的染色體中出現(xiàn)四個染色單體，則可判定為“四分體時期”。但在高中教材、相關的輔助資料，甚至是高校專業(yè)教材中都沒有這兩種提法。事實上，“聯(lián)會時期”和“四分體時期”這類說法并不能明確地表示細胞第一次分裂的不同時期。

實際上，前期I和中期I的差別是相當明顯的，國內已有相關研究證明了這一點。嚴格來說，聯(lián)會是四分體形成的基礎，而四分體則是聯(lián)會的結果。在偶線期，就已經有四分體的存在。也就是說，四分體的存在并不需要特殊的設備才能被發(fā)現(xiàn)，而間期I的染色體復制是四分體存在的重要前提。在細胞分裂的前兩個階段，四分體都是以統(tǒng)一的形象出現(xiàn)的；直到后期I，配對的染色體開始活動時，四分體此時才真正消失。因此，利用“聯(lián)會時期”和“四分體時期”對細胞分裂進行判定的準確性有待商榷。

2.對減數(shù)分裂中期I圖形的修正

據(jù)上文闡述，此時已經可以明確的是，中期I的染色體的明顯特征包括以下幾個內容：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，表示兩個同源染色體的來源的不同；五是在任一中期I細胞上，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，在實際教學活動中，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“著絲?！焙汀爸z點”的新認識

目前在高中教學中使用較多的是“著絲點”一詞，某些教師沒有做兩者的明顯的區(qū)分。實際上，兩個概念是完全不同的。在曾經的顯微鏡技術下，兩個概念并沒有準確的劃分。遺傳學家大多使用著絲粒一詞，細胞生物學家則多用著絲點一詞。隨后電鏡逐漸被運用于生物學研究中，此時兩者的區(qū)別開始被發(fā)現(xiàn)。實際上，在電鏡下的細胞，能夠發(fā)現(xiàn)中期DNA的外側有附加結構，此時將其稱為動粒，即著絲點。而將DNA中較為寬廣的區(qū)域稱為著絲粒，與動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，其具有更強的抗核酸酶的能力。著絲點的外部還附有其他物質，主要呈纖維狀，其基本形態(tài)為纖維狀物質組成的冠，而其主要的構成是蛋白質，其中包含少許的RNA及DNA?，F(xiàn)在已經能夠證明，中心結構區(qū)域表示為著絲粒的范圍，而著絲點是作為紡錘絲的附著點存在的。

（三）對細胞分裂過程中染色體行為和數(shù)量變化規(guī)律的新認識

在有絲分裂中，當間期染色體復制時，一個染色體復制為兩個同樣的染色體，為著絲點的形成奠定基礎。在分裂前期，染色質逐漸發(fā)生變化，所有的DNA都擁有兩個姐妹染色單體，且都擁有著絲點和著絲粒。也就是說，每個染色體都有一個著絲點，而并不是所有的染色體都有著絲粒，在細胞分裂中期也是如此。到細胞分裂的后期，著絲粒發(fā)生分離，幾乎每一個姐妹染色體在同一時間發(fā)生分離。在這個過程中，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的數(shù)量都是四個，而一側紡錘體并沒有與著絲粒相連。

生物學的內涵極為豐富，細胞分裂部分涉及的內容較多，因此這部分知識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的研究，打破常規(guī)思維的定勢，并不斷堅持更新自己的生物知識結構，以保證在實際教學中給予學生正確的引導，在教學和生物研究上都達到更高的境界。

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