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对有丝分裂中遗传物质数量变化曲线的探讨彭邦凤（湖北省恩施清江外国语学校445000）摘要图文转换是生物高考能力考查的一个重要方面，本文结合现行教材相关内容探讨了细胞有丝分裂中染色体数、染色单数、DNA含量的周期性变化曲线绘制的规范化问题，并提供了两种可供参考的图形及所表示的意义，供广大生物教师借鉴。关键词有丝分裂遗传物质数量曲线图文转换是生物高考能力考查的重点之一。细胞有丝分裂中染色体数、染色单体数、DNA含量的周期性变化，被生物教师和各种资料广泛地用作图文转换训练的素材。但各种资料中所列图形及说明不尽相同，给教师的教和学生的学带来了一些不良影响，有待规范和统一。本文以二倍体生物为例，结合现行教材分析如下。1．关于DNA1．1图示中应标作“DNA含量”，还是“DNA分子数”常见图注有两种：一是标作DNA含量，用a表示，a为正实数。DNA复制过程画作斜线，起止点分别表示DNA复制的开始和结束，斜线段表示伴随DNA的复制其数量不断增加，复制结束时数量增加一倍。二是标作DNA分子数，用N表示，N为正整数。DNA复制的实际情况是：边解旋边复制，复制结束DNA分子由一个形成两个，细胞内DNA分子数目由2N变成4N。显然，标注为DNA分子数时，其复制过程中是不会逐渐增加的，即要么是2N个DNA分子，要么复制结束为4N个DNA分子，因此，不应画作斜线。而含量却可随着DNA分子的复制而逐渐增加，因此，图中应标为DNA含量，斜线起点为开始复制，止点为复制结束（图1）。1．2关于DNA复制起止点的确定绘制DNA含量变化曲线，必须首先确定DNA复制的起止点。常见有3种图形，对应有不同的起止点。第一种图形中，以分裂间期的起止点作为DNA复制的起止点，意为DNA分子的复制在整个分裂间期进行（如图2-甲）；第二种是以S期（分裂间期的第二个阶段）的起止点为DNA复制的起止点，认为DNA分子的复制是在整个S期完成的（如图2-乙）；第三种是以进入S期作为起点，到分裂间期结束时为止点，意为DNA分子的复制在分裂间期的第二、三（S期、G2期）两个阶段完成（如图2-丙）。结合现行教材的相关内容“分裂间期第二阶段（S期）：一般为几小时，是DNA完成复制的时期”来看，第二种画法较为合理（图2-乙）。1.3DNA含量在何时减半DNA存在于遗传物质的载体──染色体上，未形成染色单体时，每条染色体上有一个DNA分子；形成染色单体后，每条染色体上含有两个DNA分子；当细胞进入有丝分裂后期时，伴随染色体着丝点的分裂，每条染色单体变成一条子染色体，此时，每条染色体只含有一个DNA分子。其后，DNA分子的行为与染色体的行为保持一致，伴随着染色体的移动而移动，因此，确定DNA分子何时减半与染色体数目减半时间的确定方法相同（见后）。2．染色体的变化情况2.1染色体数目何时增加，增加多少?亲本细胞染色体在细胞分裂间期进行了复制，使每条染色体含有两条染色单体，但染色体的数目并未改变。只有进入细胞分裂后期时，伴随染色体着丝点的分裂，才使每条染色体上的两条染色单体分别成为一条子染色体，使染色体数目增加一倍（图3）。2.2染色体数目何时减半?染色体数目增加一倍后，什么时候恢复正常，即何时由4N→2N。常见两种看法，一种认为染色体数目减半发生在后期结束时（图4-甲），另一种认为发生在末期结束时（图4-乙），两种图形均未明确其含义。笔者认为，两种图形均有道理，第一种图形可理解为：进入末期时，出现“一胞两核”的特殊现象，此时每个核内的染色体数目只有核出现前细胞内染色体数目的一半（图4-甲）；第二种图形可理解为：细胞分裂结束时才形成两个独立的子细胞，此时每个细胞内的染色体数目只相当于形成前亲本细胞的一半（图4-乙）。如果不明确的给所画图形赋予其特定含义，学生难以明白其内涵。因此，笔者以为，对所绘之图形进行说明是很有必要的。对DNA含量减半的时间及意义可与染色体减半行为作相同理解（图5）。3.关于染色单体的变化情况对染色单体的变化，各种资料比较统一，均认为在分裂间期随着染色体复制结束而产生，0→4N；后期由于着丝点的分裂每条染色单体变成一条子染色体而消失，由4N→0，见图6。4．结合上述讨论，建议使用两种图形4.1第一种为图7，其意义为DNA分子的复制为S期，DNA含量因复制由2a→4a，末期伴随着子细胞形成而减半；染色体数目于后期加倍，末期时形成两个独立的子细胞，每个细胞内的染色体仅相当于形成子细胞前亲本细胞的一半；染色单体于分裂间期结束前产生、分裂后期着丝点分裂形成子染色体而消失。4.2第二种为图8，与图7的主要区别在于DNA含量和染色体数目的减少不在末期，而在后期结束时。意义为：伴随着新核的形成每个核内的DNA含量和染体数目相当于前一时刻亲本细胞的一半。参考文献1.刘春霞．教与学整体设计-高考总复习．M．宁夏．宁夏人民教育出版社学苑出版社，2004．7，第二版：42～492.谢飞云．素质教育新教案．M．北京．西苑出版社．2004.5，第四版：55～643.叶佩珉、赵占良等．生物．M．湖北．人民教育出版社．2003.6，第一版：34～38