摘要  圖文轉(zhuǎn)換是生物高考能力考查的一個(gè)重要方面，本文結(jié)合現(xiàn)行教材相關(guān)內(nèi)容探討了細(xì)胞有絲分裂中染色體數(shù)、染色單數(shù)、DNA含量的周期性變化曲線繪制的規(guī)范化問(wèn)題，并提供了兩種可供參考的圖形及所表示的意義，供廣大生物教師借鑒。

關(guān)鍵詞  有絲分裂  遺傳物質(zhì)  數(shù)量  曲線

圖文轉(zhuǎn)換是生物高考能力考查的重點(diǎn)之一。細(xì)胞有絲分裂中染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA含量的周期性變化，被生物教師和各種資料廣泛地用作圖文轉(zhuǎn)換訓(xùn)練的素材。但各種資料中所列圖形及說(shuō)明不盡相同，給教師的教和學(xué)生的學(xué)帶來(lái)了一些不良影響，有待規(guī)范和統(tǒng)一。本文以二倍體生物為例，結(jié)合現(xiàn)行教材分析如下。

1．關(guān)于DNA

1．1 圖示中應(yīng)標(biāo)作“DNA含量”，還是“DNA分子數(shù)”

常見(jiàn)圖注有兩種：一是標(biāo)作DNA含量，用a表示，a為正實(shí)數(shù)。DNA復(fù)制過(guò)程畫作斜線，起止點(diǎn)分別表示DNA復(fù)制的開(kāi)始和結(jié)束，斜線段表示伴隨DNA的復(fù)制其數(shù)量不斷增加，復(fù)制結(jié)束時(shí)數(shù)量增加一倍。二是標(biāo)作DNA分子數(shù)，用N表示，N為正整數(shù)。DNA復(fù)制的實(shí)際情況是：邊解旋邊復(fù)制，復(fù)制結(jié)束DNA分子由一個(gè)形成兩個(gè)，細(xì)胞內(nèi)DNA分子數(shù)目由2N變成4N。顯然，標(biāo)注為DNA分子數(shù)時(shí)，其復(fù)制過(guò)程中是不會(huì)逐漸增加的，即要么是2N個(gè)DNA分子，要么復(fù)制結(jié)束為4N個(gè)DNA分子，因此，不應(yīng)畫作斜線。而含量卻可隨著DNA分子的復(fù)制而逐漸增加，因此，圖中應(yīng)標(biāo)為DNA含量，斜線起點(diǎn)為開(kāi)始復(fù)制，止點(diǎn)為復(fù)制結(jié)束（圖1）。

1．2 關(guān)于DNA復(fù)制起止點(diǎn)的確定

繪制DNA含量變化曲線，必須首先確定DNA復(fù)制的起止點(diǎn)。常見(jiàn)有3種圖形，對(duì)應(yīng)有不同的起止點(diǎn)。第一種圖形中，以分裂間期的起止點(diǎn)作為DNA復(fù)制的起止點(diǎn)，意為DNA分子的復(fù)制在整個(gè)分裂間期進(jìn)行（如圖2-甲）；第二種是以S期（分裂間期的第二個(gè)階段）的起止點(diǎn)為DNA復(fù)制的起止點(diǎn)，認(rèn)為DNA分子的復(fù)制是在整個(gè)S期完成的（如圖2-乙）；第三種是以進(jìn)入S期作為起點(diǎn)，到分裂間期結(jié)束時(shí)為止點(diǎn)，意為DNA分子的復(fù)制在分裂間期的第二、三（S期、G2期）兩個(gè)階段完成（如圖2-丙）。結(jié)合現(xiàn)行教材的相關(guān)內(nèi)容“分裂間期第二階段（S期）：一般為幾小時(shí)，是DNA完成復(fù)制的時(shí)期”來(lái)看，第二種畫法較為合理（圖2-乙）。

1.3 DNA含量在何時(shí)減半

DNA存在于遺傳物質(zhì)的載體──染色體上，未形成染色單體時(shí)，每條染色體上有一個(gè)DNA分子；形成染色單體后，每條染色體上含有兩個(gè)DNA分子；當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂后期時(shí)，伴隨染色體著絲點(diǎn)的分裂，每條染色單體變成一條子染色體，此時(shí)，每條染色體只含有一個(gè)DNA分子。其后，DNA分子的行為與染色體的行為保持一致，伴隨著染色體的移動(dòng)而移動(dòng)，因此，確定DNA分子何時(shí)減半與染色體數(shù)目減半時(shí)間的確定方法相同（見(jiàn)后）。

2．染色體的變化情況

2.1 染色體數(shù)目何時(shí)增加，增加多少?

親本細(xì)胞染色體在細(xì)胞分裂間期進(jìn)行了復(fù)制，使每條染色體含有兩條染色單體，但染色體的數(shù)目并未改變。只有進(jìn)入細(xì)胞分裂后期時(shí)，伴隨染色體著絲點(diǎn)的分裂，才使每條染色體上的兩條染色單體分別成為一條子染色體，使染色體數(shù)目增加一倍（圖3）。

2.2 染色體數(shù)目何時(shí)減半?

染色體數(shù)目增加一倍后，什么時(shí)候恢復(fù)正常，即何時(shí)由4N→2N。常見(jiàn)兩種看法，一種認(rèn)為染色體數(shù)目減半發(fā)生在后期結(jié)束時(shí)（圖4-甲），另一種認(rèn)為發(fā)生在末期結(jié)束時(shí)（圖4-乙），兩種圖形均未明確其含義。筆者認(rèn)為，兩種圖形均有道理，第一種圖形可理解為：進(jìn)入末期時(shí)，出現(xiàn)“一胞兩核”的特殊現(xiàn)象，此時(shí)每個(gè)核內(nèi)的染色體數(shù)目只有核出現(xiàn)前細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的一半（圖4-甲）；第二種圖形可理解為：細(xì)胞分裂結(jié)束時(shí)才形成兩個(gè)獨(dú)立的子細(xì)胞，此時(shí)每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目只相當(dāng)于形成前親本細(xì)胞的一半（圖4-乙）。如果不明確的給所畫圖形賦予其特定含義，學(xué)生難以明白其內(nèi)涵。因此，筆者以為，對(duì)所繪之圖形進(jìn)行說(shuō)明是很有必要的。

對(duì)DNA含量減半的時(shí)間及意義可與染色體減半行為作相同理解（圖5）。

3.關(guān)于染色單體的變化情況

對(duì)染色單體的變化，各種資料比較統(tǒng)一，均認(rèn)為在分裂間期隨著染色體復(fù)制結(jié)束而產(chǎn)生，0→4N；后期由于著絲點(diǎn)的分裂每條染色單體變成一條子染色體而消失，由4N→0，見(jiàn)圖6。

4．結(jié)合上述討論，建議使用兩種圖形

4.1 第一種為圖7，其意義為DNA分子的復(fù)制為S期，DNA含量因復(fù)制由2a→4a，末期伴隨著子細(xì)胞形成而減半；染色體數(shù)目于后期加倍，末期時(shí)形成兩個(gè)獨(dú)立的子細(xì)胞，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的染色體僅相當(dāng)于形成子細(xì)胞前親本細(xì)胞的一半；染色單體于分裂間期結(jié)束前產(chǎn)生、分裂后期著絲點(diǎn)分裂形成子染色體而消失。

4.2 第二種為圖8，與圖7的主要區(qū)別在于DNA含量和染色體數(shù)目的減少不在末期，而在后期結(jié)束時(shí)。意義為：伴隨著新核的形成每個(gè)核內(nèi)的DNA含量和染體數(shù)目相當(dāng)于前一時(shí)刻親本細(xì)胞的一半。

參考文獻(xiàn)

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