抓住關鍵節點突破學習難點

宋方建

[摘 要]“細胞增殖”和“遺傳的細胞基礎”對抽象思維能力的要求較高，是學生學習的難點，尤其是有絲分裂和減數分裂過程各時期DNA、染色體、姐妹染色單體數目變化的內容，因過程復雜且多變，學生常感頭疼。文章在對近5年全國各類高考試題進行分類研究和對歷屆學生進行細胞增殖專題復習教學的基礎上，重點論述如何抓住細胞分裂過程中的關鍵節點、簡化過程，從而突破細胞增殖難點。

[關鍵詞]關鍵節點;細胞增殖;重難點

細胞通過分裂進行增殖，真核細胞的分裂方式包括有絲分裂、無絲分裂和減數分裂。這部分知識內容在高考考試大綱17個必考知識點中占2個[1]，分別是“細胞增殖”和“遺傳的細胞基礎”，比重較大，且該內容涉及微觀生命活動，對抽象思維能力的要求較高，是學生學習的難點，尤其是有絲分裂和減數分裂過程各時期DNA、染色體、姐妹染色單體數目變化的內容，因過程復雜且多變，學生常感頭疼。現筆者在對近5年全國各類高考試題進行分類研究和對歷屆學生進行細胞增殖專題復習教學的基礎上，談談如何抓住細胞分裂過程中的關鍵節點、簡化過程，從而突破細胞增殖難點。

一、研究真題，明確復習重點

筆者分類研究了近5年全國各類高考試題，并對涉及細胞增殖知識內容的考題進行統計分析，制成表1。

由表1可發現，從考查知識內容上看，細胞增殖知識內容主要考查有絲分裂過程、減數分裂和動物配子的形成過程及細胞增殖的周期性，且有絲分裂和減數分裂考查機會基本相當，未考查過無絲分裂。從考查知識內容的變化趨勢看，由注重單獨考查有絲分裂或減數分裂過程到綜合考查有絲分裂和減數分裂過程的區別和聯系。從題型上看，選擇題和非選擇題的數量基本相當。從試卷類型上看，理綜卷每年基本有考，單科卷必考。可見，清晰掌握有絲分裂過程和減數分裂過程，把握兩者之間的區別和聯系是復習的重點，而細胞分裂過程中染色體行為和數目的變化，以及DNA數量的變化這些難點必須突破。

二、抓住關鍵節點，突破學習難點

為了更好地把握有絲分裂和減數分裂之間的區別和聯系，筆者將兩者結合在一起設立細胞增殖復習專題。復習教學中，筆者利用高度概括的語言歸納有絲分裂和減數分裂的過程，把握有絲分裂和減數分裂的實質，抓住分裂過程中的關鍵節點，以期幫助學生突破學習難點。

1.有絲分裂過程

【過程與節點】間期：復制形成姐妹染色單體（S期：DNA復制）;分裂期：均分姐妹染色單體（后期：姐妹染色單體分離;末期終點：細胞分裂結束）。

解析：有絲分裂過程包括間期和分裂期，間期包括G1期、S期和G2期，分裂期包括前期、中期、后期和末期。間期的S期進行DNA的復制，再經過蛋白質的合成，逐步形成姐妹染色單體。分裂后期將間期形成的姐妹染色單體分離，使染色體數目短暫翻倍，再經過末期細胞質分裂，最終使細胞一分為二，每個子細胞得到其中的一半物質，體現有絲分裂細胞復制一次、分裂一次的特點。綜上所述，有絲分裂的結構（物質）數目變化發生在三個關鍵節點：S期、后期、末期終點，抓住并理解好這三個節點是突破難點的關鍵。教師在開展有關有絲分裂各時期DNA、染色體、姐妹染色單體數目變化的教學時，細述細胞分裂時期，引導學生根據題目要求，分析其經過哪幾個節點，再利用三個節點時DNA、染色體和姐妹染色單體數目變化的規律，轉化為相應的比例，就可讓學生輕松地計算出三者在各時期的數目。

DNA數目的變化：經過S期DNA復制，數目翻倍，乘以2;到后期姐妹染色單體分離，不涉及DNA，DNA數目不變，乘以1;至末期終點，細胞一分為二，數目減半，乘以1/2。例如，人體細胞的染色體數為46條，計算有絲分裂末期DNA數目，該細胞經過S期和后期兩個節點，[DNA數=46×2×1=92]。

染色體數目的變化：染色體數看著絲點，S期進行DNA復制，形成的是姐妹染色單體，染色體數目未變化，乘以1;后期著絲點分裂，姐妹染色單體分離，形成姐妹染色體，染色體數目翻倍，乘以2;至末期分裂結束，數目減半，乘以1/2。例如，人體細胞的染色體數為46條，計算有絲分裂前期染色體數目，該細胞只經過S期一個節點，染色體數=46×1=46。

姐妹染色單體數目的變化：染色體和DNA的關系是1∶1或1∶2。1∶1時，一個著絲點一個DNA，沒有姐妹染色單體;1∶2時，一個著絲點兩個DNA，存在姐妹染色單體，染色單體數是染色體數的2倍，即等于DNA數。S期后，形成姐妹染色單體，表明姐妹染色單體從無到有，即由0到染色體數目的2倍;后期姐妹染色單體分離，不存在姐妹染色單體數，即由染色體數目的2倍到0，乘以0。例如，人體細胞的染色體數為46條，計算有絲分裂前期和末期姐妹染色單體的數目。前期，經過S期，姐妹染色單體數目[=46×2=92];末期經過S期和后期，姐妹染色單體數目[=46×2×0]，即姐妹染色單體數目為0。

2.減數分裂過程

【過程與節點】間期：復制形成姐妹染色單體（S期：DNA復制）;

MⅠ期：均分同源染色體（MⅠ末期終點：均分結束）;

MⅡ期：均分姐妹染色單體（MⅡ后期：姐妹染色單體分離;MⅡ末期終點：細胞分裂結束）。

解析：減數分裂過程包括間期、MⅠ期和MⅡ期。間期的S期進行DNA復制，再經過蛋白質的合成，逐步形成姐妹染色體單體。MⅠ期均分同源染色體，MⅠ末期終止，初級性母細胞一分為二，得到的次級性母細胞中的DNA、染色體和姐妹染色單體三種結構（或物質）的數量，只剩初級性母細胞的1/2;MⅡ后期姐妹染色單體分離，使染色體數目短暫翻倍，其他結構（或物質）數量不變;再經過末期細胞質分裂，最終使細胞一分為二，每個生殖細胞得到分裂前次級性母細胞中的一半結構（或物質）。與有絲分裂對比，減數分裂多一個分離同源染色體的MⅠ期。由此減數分裂的特點是：復制一次、分裂兩次，染色體的數目減半;而真正減半發生在MⅠ期均分同源染色體的過程中。綜上所述，減數分裂的結構（物質）數目變化發生在四個關鍵節點：S期、MⅠ末期終點、MⅡ后期和MⅡ末期終點。在開展有關減數分裂各時期DNA、染色體、姐妹染色單體數目變化的教學時，利用四個節點的數字變化，同樣可計算出減數分裂各時期DNA、染色體和姐妹染色單體的數目。

DNA數目的變化：經過S期DNA復制，數目翻倍，乘以2;到MⅠ末期終點同源染色體上的DNA分子隨同源染色體均分至子細胞中，DNA數目減半，乘以1/2;MⅡ后期姐妹染色單體分離，不涉及DNA，DNA數目不變，乘以1;至MⅡ末期終點，細胞質分裂，細胞一分為二，乘以1/2。例如，人體細胞的染色體數為46條，計算有絲分裂末期DNA數目，細胞經過S期和MⅠ末期終點和MⅡ后期三個節點，DNA數目[=46×2×1/2×1=46]。

染色體數目的變化：染色體數看著絲點，S期進行DNA復制，形成的是姐妹染色單體，乘以1;MⅠ末期終點細胞一分為二，乘以1/2;MⅡ后期著絲點分裂、姐妹染色單體分離，形成姐妹染色體，染色體數目翻倍，乘以2;MⅡ末期終點細胞一分為二，數目減半，乘以1/2。例如，人體細胞的染色體數為46條，計算MⅡ后期染色體數目，細胞經過S期、MⅠ期、MⅡ后期3個節點，染色體數目[=46×1×1/2×2=46]。

姐妹染色單體數目的變化：S期后，形成姐妹染色單體，即姐妹染色單體由0到染色體數目的2倍;MⅠ末期終點細胞一分為二，乘以1/2;MⅡ后期姐妹染色單體分離，不存在姐妹染色單體，由染色體數目的2倍到0，乘以0。例如，人體細胞的染色體數為46條，計算MⅡ前期姐妹染色單體數，MⅡ前期，經過S期和MⅠ末期終點兩個節點，姐妹染色單體數目[=46×2×1/2=46]。

3.分析典型題目，明確解題技巧

[例1]（2020·海南）某哺乳動物的體細胞染色體數為2n。下列有關該動物精原細胞的敘述，正確的是（）。

A.既能進行有絲分裂，又能進行減數分裂

B.分裂過程中的染色體數目不會為n

C.在有絲分裂后期會發生基因重組

D.經過染色體復制產生的初級精母細胞中沒有同源染色體

解析：精原細胞通過有絲分裂實現增殖，通過減數分裂形成精細胞，A正確;精原細胞的染色體為[2 n]，MⅡ前期和MⅡ中期細胞染色體經過S期和MⅠ期兩個節點，染色體數目[=2n×1×1/2=n]，故B錯誤;有絲分裂后期分離姐妹染色單體，未發生基因重組，C錯誤;初級精母細胞只經過S期這個節點，未經過MⅠ期，同源染色體未分離，有同源染色體，D錯誤。

[例2]（2019·上海，第38題節選）（二）回答下列有關細胞結構與細胞分裂的問題。

就正常小鼠[（2n =40）]而言，在減數第二次分裂前期，次級卵母細胞內的DNA分子數為 個。

解析：MⅡ中期細胞經過S期和MⅠ期兩個節點，則細胞DNA數目[=40×2×1/2=40]。簡單明確，絕大多數學生可以在很短的時間內掌握。

總之，利用上述方法，可輕松把握有絲分裂和減數分裂的實質，有效突破難點。在教學中，教師可以上述方法涉及的內容為基礎列表比較有絲分裂和減數分裂過程的異同點以及分析細胞分裂各時期染色體的行為變化。對于還不能清楚掌握關鍵節點的少數學生，可引導其用示意圖輔助，這樣學生則可清晰掌握。

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[1]? 教育部考試中心.2019年普通高等學校招生全國統一考試大綱（理科）[M].北京：高等教育出版社，2018.

（責任編輯 陳 昕）