摘 要:高中生物學科在理科學生的學習中更像文史類科目,而在文科學生的學習中則更像理工類科目。生物中特殊的邏輯知識架構和背誦特點給同學們的學習帶來了諸多困擾。在所有的知識點中,有關遺傳和細胞分裂部分的章節(jié)最難理解和熟練掌握。因此我在對兩部分內容進行對比學習的基礎上,提出自己的一些理解,希望能為其他同學的學習帶來啟發(fā)和幫助。
關鍵詞:高中生物;細胞分裂;對比學習
在高中生物的學習過程中,細胞分裂和染色體復制、遺傳等方面的內容很容易出現(xiàn)在高考的計算題和問答題中,因此需要我們樹立全面學習意識,從多方面對相關知識點進行匯總和對比記憶。我認為高中生物知識中的減數分裂和有絲分裂部分完全可以利用對比學習方式進行綜合學習,這樣不僅能學習到細胞的兩種分裂方式之間的異同點,同時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。
在細胞減數分裂和有絲分裂的對比學習,主要可以從以下幾個方面展開比較和學習:產生分裂的細胞類型、分裂次數、染色體復制、染色體行為、染色體數目以及最終形成的細胞類型等六方面。
1 細胞類型不同
有絲分裂的實質是細胞對自身的完全復制,其分裂的細胞基礎是體細胞。減數分裂的實質則是生物體為了進行繁殖。而在生殖細胞結合形成合子后進行的特殊分裂方式。從上面的區(qū)分可以看出,當題目中涉及到“體細胞”字眼時,基本可以鎖定該題目考察的內容為有絲分裂。而當題目里出現(xiàn)“精子”“卵細胞”等有關生殖細胞的字眼時,其基本可以確定考察點為減數分裂。
2 分裂次數不同
有絲分裂的目的是獲得和初始細胞相同的子代細胞,而減數分裂則是要獲得具有新染色形態(tài)的子代細胞。這就決定了兩種分裂方式進行的次數不同。在有絲分裂中,染色體復制后會產生相同的兩套遺傳信息物質,之后進行一次均分,從而使每對相同的染色體得到分離,從而實現(xiàn)自身的完全復制過程。減數分裂中,無論是精原細胞還是卵母細胞都需要進行兩次分裂。其中,生殖細胞(精母細胞和卵母細胞)的分裂間期與有絲分裂的分裂間期相同,減數分裂的第二次分裂期與有絲分裂的分裂期也幾乎相同;但在減數分裂的第一次分裂時,會有四個階段,分別是:前期的聯(lián)會現(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、最后在末期將進行了第一次分裂,這整個過程作為減數分裂的第一次分裂過程,使“生殖原細胞”成長為次級精/母細胞。所以,總的來說,減數分裂進行了兩次分裂,而有絲分裂方式只進行了一次細胞分裂。
3 染色體行為不同
在細胞的分裂過程中,由于減數分裂比有絲分裂需要的分裂次數多一次,因此在減數分裂中的第一次分裂時,會出現(xiàn)同源染色體的聯(lián)合和分離,換句話說,在減數分裂中,在細胞內會出現(xiàn)四分體;而有絲分裂部分則不會產生四分體,這也說明了有絲分裂缺乏對同源染色體的識別和相關操作機制。
4 染色體數目不同
在有絲分裂過程中,染色體復制一次,在分裂前所有染色體將會排列在赤道板上,之后在紡錘絲的牽引下向兩級分別移動,從而使原來復制的兩套染色體分離,最終恢復分裂前每個體細胞內含有一套完整染色體的狀態(tài)。而在減數分裂中,由于細胞分裂兩次,而染色體只復制一次,因而最終細胞內的染色體數目僅為初始母細胞的一半。
5 最終形成的細胞不同
在有絲分裂中,經過分裂間期和分裂期,最終形成的細胞是和初始體細胞相同的“復制體”;而在減數分裂中,最終形成的細胞與原始母細胞相比,每對染色體都得到了分離,從而形成的是有性生殖細胞。由此來看,兩種細胞的最終生成產物也是有區(qū)別的。除了上述對兩種細胞的分裂中出現(xiàn)的區(qū)別進行分析外,我們也要了解到:事實上在染色體復制過程中,也有相似之處。首先,染色體在間期的變化情況是相同的,都會有DNA復制、蛋白質合成以及染色體都會產生兩條姐妹染色單體。另外,減數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,進而提高學習效率。兩種分裂方式中,減數分裂知識點在高考中的考察力度更大,其中的數值運算涉及范圍和出題陷阱更多,所以在本文中,我還想對減數分裂的計算和顯隱性的分析進行一些說明。
首先,染色體從分裂間期到減數分裂第一次分裂完成前,其數量都為2n,該階段對應的核染色體數量會因為復制而上升到4n;之后,當減數第一次分裂完成時,染色體數量和核DNA數量都會出現(xiàn)對半下降,即染色體數量降為n,核DNA數量降至2n;在減數第二次分裂過程中,細胞中核DNA數量不變,但染色體則再次經過復制而恢復至2n。當減數第二次分裂完成時,染色體以及核DNA數量同時減半,完成減數分裂,使最終的生殖細胞僅含有初始DNA的一半。上述過程如下圖所示:
在減數分裂中,多會涉及到AaBb的基因判別上,對于此類題目的解題,前期訓練中一定要構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,從而將無關的結果進行排除,這在最初的接替中可能浪費一些時間,但有助于養(yǎng)成良好的分析習慣,為避免高考“陷阱題”、取得更好成績奠定堅實的知識基礎。
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作者簡介:侯慧楠(2001-),女,漢族,山西太原人,山西省實驗中學1611班。