摘 要:高中生物學(xué)科在理科學(xué)生的學(xué)習(xí)中更像文史類科目,而在文科學(xué)生的學(xué)習(xí)中則更像理工類科目。生物中特殊的邏輯知識(shí)架構(gòu)和背誦特點(diǎn)給同學(xué)們的學(xué)習(xí)帶來了諸多困擾。在所有的知識(shí)點(diǎn)中,有關(guān)遺傳和細(xì)胞分裂部分的章節(jié)最難理解和熟練掌握。因此我在對兩部分內(nèi)容進(jìn)行對比學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,提出自己的一些理解,希望能為其他同學(xué)的學(xué)習(xí)帶來啟發(fā)和幫助。
關(guān)鍵詞:高中生物;細(xì)胞分裂;對比學(xué)習(xí)
在高中生物的學(xué)習(xí)過程中,細(xì)胞分裂和染色體復(fù)制、遺傳等方面的內(nèi)容很容易出現(xiàn)在高考的計(jì)算題和問答題中,因此需要我們樹立全面學(xué)習(xí)意識(shí),從多方面對相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行匯總和對比記憶。我認(rèn)為高中生物知識(shí)中的減數(shù)分裂和有絲分裂部分完全可以利用對比學(xué)習(xí)方式進(jìn)行綜合學(xué)習(xí),這樣不僅能學(xué)習(xí)到細(xì)胞的兩種分裂方式之間的異同點(diǎn),同時(shí)也能有效避免考試中的出題陷阱,從而起到提升成績的作用。
在細(xì)胞減數(shù)分裂和有絲分裂的對比學(xué)習(xí),主要可以從以下幾個(gè)方面展開比較和學(xué)習(xí):產(chǎn)生分裂的細(xì)胞類型、分裂次數(shù)、染色體復(fù)制、染色體行為、染色體數(shù)目以及最終形成的細(xì)胞類型等六方面。
1 細(xì)胞類型不同
有絲分裂的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞對自身的完全復(fù)制,其分裂的細(xì)胞基礎(chǔ)是體細(xì)胞。減數(shù)分裂的實(shí)質(zhì)則是生物體為了進(jìn)行繁殖。而在生殖細(xì)胞結(jié)合形成合子后進(jìn)行的特殊分裂方式。從上面的區(qū)分可以看出,當(dāng)題目中涉及到“體細(xì)胞”字眼時(shí),基本可以鎖定該題目考察的內(nèi)容為有絲分裂。而當(dāng)題目里出現(xiàn)“精子”“卵細(xì)胞”等有關(guān)生殖細(xì)胞的字眼時(shí),其基本可以確定考察點(diǎn)為減數(shù)分裂。
2 分裂次數(shù)不同
有絲分裂的目的是獲得和初始細(xì)胞相同的子代細(xì)胞,而減數(shù)分裂則是要獲得具有新染色形態(tài)的子代細(xì)胞。這就決定了兩種分裂方式進(jìn)行的次數(shù)不同。在有絲分裂中,染色體復(fù)制后會(huì)產(chǎn)生相同的兩套遺傳信息物質(zhì),之后進(jìn)行一次均分,從而使每對相同的染色體得到分離,從而實(shí)現(xiàn)自身的完全復(fù)制過程。減數(shù)分裂中,無論是精原細(xì)胞還是卵母細(xì)胞都需要進(jìn)行兩次分裂。其中,生殖細(xì)胞(精母細(xì)胞和卵母細(xì)胞)的分裂間期與有絲分裂的分裂間期相同,減數(shù)分裂的第二次分裂期與有絲分裂的分裂期也幾乎相同;但在減數(shù)分裂的第一次分裂時(shí),會(huì)有四個(gè)階段,分別是:前期的聯(lián)會(huì)現(xiàn)象形成四分體、中期的同源染色體排列在赤道上等待分離、后期的非同源染色體自由組合和在紡錘體的作用下移向兩極、最后在末期將進(jìn)行了第一次分裂,這整個(gè)過程作為減數(shù)分裂的第一次分裂過程,使“生殖原細(xì)胞”成長為次級精/母細(xì)胞。所以,總的來說,減數(shù)分裂進(jìn)行了兩次分裂,而有絲分裂方式只進(jìn)行了一次細(xì)胞分裂。
3 染色體行為不同
在細(xì)胞的分裂過程中,由于減數(shù)分裂比有絲分裂需要的分裂次數(shù)多一次,因此在減數(shù)分裂中的第一次分裂時(shí),會(huì)出現(xiàn)同源染色體的聯(lián)合和分離,換句話說,在減數(shù)分裂中,在細(xì)胞內(nèi)會(huì)出現(xiàn)四分體;而有絲分裂部分則不會(huì)產(chǎn)生四分體,這也說明了有絲分裂缺乏對同源染色體的識(shí)別和相關(guān)操作機(jī)制。
4 染色體數(shù)目不同
在有絲分裂過程中,染色體復(fù)制一次,在分裂前所有染色體將會(huì)排列在赤道板上,之后在紡錘絲的牽引下向兩級分別移動(dòng),從而使原來復(fù)制的兩套染色體分離,最終恢復(fù)分裂前每個(gè)體細(xì)胞內(nèi)含有一套完整染色體的狀態(tài)。而在減數(shù)分裂中,由于細(xì)胞分裂兩次,而染色體只復(fù)制一次,因而最終細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目僅為初始母細(xì)胞的一半。
5 最終形成的細(xì)胞不同
在有絲分裂中,經(jīng)過分裂間期和分裂期,最終形成的細(xì)胞是和初始體細(xì)胞相同的“復(fù)制體”;而在減數(shù)分裂中,最終形成的細(xì)胞與原始母細(xì)胞相比,每對染色體都得到了分離,從而形成的是有性生殖細(xì)胞。由此來看,兩種細(xì)胞的最終生成產(chǎn)物也是有區(qū)別的。除了上述對兩種細(xì)胞的分裂中出現(xiàn)的區(qū)別進(jìn)行分析外,我們也要了解到:事實(shí)上在染色體復(fù)制過程中,也有相似之處。首先,染色體在間期的變化情況是相同的,都會(huì)有DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成以及染色體都會(huì)產(chǎn)生兩條姐妹染色單體。另外,減數(shù)分裂的第二期和有絲分裂的分裂期在分裂過程上幾乎相同。因此在對這兩部分相同分裂階段的記憶中可以減少背誦量,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。兩種分裂方式中,減數(shù)分裂知識(shí)點(diǎn)在高考中的考察力度更大,其中的數(shù)值運(yùn)算涉及范圍和出題陷阱更多,所以在本文中,我還想對減數(shù)分裂的計(jì)算和顯隱性的分析進(jìn)行一些說明。
首先,染色體從分裂間期到減數(shù)分裂第一次分裂完成前,其數(shù)量都為2n,該階段對應(yīng)的核染色體數(shù)量會(huì)因?yàn)閺?fù)制而上升到4n;之后,當(dāng)減數(shù)第一次分裂完成時(shí),染色體數(shù)量和核DNA數(shù)量都會(huì)出現(xiàn)對半下降,即染色體數(shù)量降為n,核DNA數(shù)量降至2n;在減數(shù)第二次分裂過程中,細(xì)胞中核DNA數(shù)量不變,但染色體則再次經(jīng)過復(fù)制而恢復(fù)至2n。當(dāng)減數(shù)第二次分裂完成時(shí),染色體以及核DNA數(shù)量同時(shí)減半,完成減數(shù)分裂,使最終的生殖細(xì)胞僅含有初始DNA的一半。上述過程如下圖所示:
在減數(shù)分裂中,多會(huì)涉及到AaBb的基因判別上,對于此類題目的解題,前期訓(xùn)練中一定要構(gòu)建出所有可能的子代類型,并從題目所涉及到的已知條件中尋找限制點(diǎn),從而將無關(guān)的結(jié)果進(jìn)行排除,這在最初的接替中可能浪費(fèi)一些時(shí)間,但有助于養(yǎng)成良好的分析習(xí)慣,為避免高考“陷阱題”、取得更好成績奠定堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]蔣涵瑋,李濤,樊歲興,江小華,史慶華.減數(shù)分裂染色體的行為及其分子基礎(chǔ)[J].中國科學(xué):生命科學(xué),2017,47(01):16-25.
[2]馬海濤,牛長敏,郭佳倩,鄭英.精子發(fā)生減數(shù)分裂過程中相關(guān)基因的研究進(jìn)展[J].生殖醫(yī)學(xué)雜志,2016,25(09):865-869.
[3]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),2014,49(06):6-10.
作者簡介:侯慧楠(2001-),女,漢族,山西太原人,山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)1611班。