剖析高中生物有絲分裂

蘇楠楠

摘 要： 有絲分裂是高中生物中重要的一部分，對生物遺傳具有重要意義，學(xué)生要熟練掌握有絲分裂每個(gè)時(shí)期的特征，這是做關(guān)于有絲分裂類型題的基本要求。有絲分裂非常重要，本文對有絲分裂的基本概念，有絲分裂各個(gè)時(shí)期特點(diǎn)，各個(gè)時(shí)期染色體、染色單體、DNA的數(shù)量變化及有絲分裂實(shí)驗(yàn)解析作了簡要的介紹。

關(guān)鍵詞： 高中生物 有絲分裂 分裂間期 分裂期

一、有絲分裂基本概念

有絲分裂是真核細(xì)胞分裂產(chǎn)生體細(xì)胞的過程，是細(xì)胞分裂的基本形式，周期性是細(xì)胞有絲分裂的一個(gè)重要性質(zhì)，即連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)為止，此為一個(gè)細(xì)胞周期，過程主要涉及DNA、染色體、染色單體的數(shù)量變化及有關(guān)酶的合成，等等。有絲分裂使得遺傳物質(zhì)在世世代代間得以準(zhǔn)確傳遞，也使得生物個(gè)體正常生長與發(fā)育，保證了物種繁衍的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

二、有絲分裂各個(gè)時(shí)期特點(diǎn)

一個(gè)完整的細(xì)胞周期包括分裂間期與分裂期。

分裂間期是細(xì)胞周期的開始，間期分為DNA合成前期、DNA合成期、DNA合成后期，分別簡稱為G1、S、G2。染色體、蛋白質(zhì)、DNA解旋酶的合成主要在G1期完成，S期主要進(jìn)行DNA的復(fù)制，而用于細(xì)胞分裂時(shí)的各種酶、紡錘體、蛋白質(zhì)的合成在G2期完成。分裂間期的主要特點(diǎn)是：由于染色質(zhì)未高度螺旋，因此存在形式是染色質(zhì)，而不是染色體，在此期間完成了DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。

分裂期分為四個(gè)時(shí)期：前期、中期、后期、末期。前期最主要的特點(diǎn)是染色質(zhì)高度螺旋變成染色體，細(xì)胞核體積增大，核仁逐漸解體，核膜慢慢消失，在細(xì)胞的兩端開始形成紡錘體。中期是觀察染色體最好的時(shí)期，這時(shí)的紡錘體清晰可見，染色體的著絲點(diǎn)都整齊地排列在細(xì)胞的赤道板上，需要注意的是，赤道板實(shí)際上并不存在，只是為了方便而假設(shè)出來的平面。在后期時(shí)，紡錘絲牽引著姐妹染色單體移向細(xì)胞的兩極，分開的染色體稱為子染色體。細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂末期時(shí)的現(xiàn)象與前期的現(xiàn)象剛好相反，這時(shí)出現(xiàn)了核膜、核仁，而紡錘體、染色體消失了，細(xì)胞裂開，分為兩個(gè)，形成兩個(gè)子細(xì)胞，這個(gè)階段出現(xiàn)了細(xì)胞板，細(xì)胞板可形成植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。

三、各個(gè)時(shí)期染色體、染色單體、DNA的數(shù)量變化

自然界中，二倍體的生物居多。以二倍體為例，分析細(xì)胞分裂中染色體、DNA、染色單體的數(shù)目變化。

染色體：假設(shè)原來有染色體2n條，在分裂間期主要進(jìn)行的是DNA的復(fù)制與有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，染色體在數(shù)目上沒有變化，在前期時(shí)，染色質(zhì)縮短變粗變成染色體，但是染色體在數(shù)目上沒有變化，在分裂中期時(shí)，染色體整齊地排列在赤道板上，數(shù)目仍然沒有發(fā)生變化，依然為2n，在后期時(shí)，著絲點(diǎn)一分為二，染色單體分離，這時(shí)染色體的數(shù)目發(fā)生了變化，變?yōu)樵瓉淼膬杀?，?n，末期形成了細(xì)胞板，將細(xì)胞一分為二，染色體的數(shù)目變?yōu)樵瓉淼亩种?，?n。

染色單體：若假設(shè)原來有染色體2n條，則在分裂間期開始時(shí)，染色單體數(shù)目為0，在間期時(shí)，染色體復(fù)制，復(fù)制過程中染色單體由0變?yōu)?n，在分裂前期時(shí)，染色體只在形態(tài)上發(fā)生了變化，數(shù)目上沒有發(fā)生變化，染色單體數(shù)目也沒有發(fā)生變化，依然為4n，在中期時(shí)，染色單體數(shù)目依然沒有發(fā)生變化，即4n，在后期時(shí)，因?yàn)橹z點(diǎn)發(fā)生分裂，染色單體數(shù)目變?yōu)?，在末期時(shí)，染色單體數(shù)目依然為0。

DNA：設(shè)原來DNA的數(shù)量為2n，在有絲分裂間期時(shí)，DNA復(fù)制，數(shù)目加倍，DNA變?yōu)樵瓉淼亩?，?shù)目由2n變?yōu)?n，在前期時(shí)，DNA沒有發(fā)生變化，數(shù)目依然為4n，在中期時(shí)，DNA數(shù)目依然為4n，后期時(shí)，著絲點(diǎn)分離，染色單體分離，但DNA數(shù)目沒有發(fā)生變化，為4n，在末期時(shí)，因?yàn)槿旧w已經(jīng)被平均地分配在兩個(gè)細(xì)胞中，DNA也被平均分配在兩個(gè)細(xì)胞中，所以DNA變?yōu)樵瓉淼亩种唬?n。

四、有絲分裂實(shí)驗(yàn)解析

有絲分裂實(shí)驗(yàn)原理是：通過實(shí)驗(yàn)，觀察有絲分裂各個(gè)時(shí)期染色體的變化情況。

實(shí)驗(yàn)材料有：洋蔥的根尖（分生區(qū)細(xì)胞不停地進(jìn)行分裂，便于實(shí)驗(yàn)觀察）。

實(shí)驗(yàn)儀器有：洋蔥鱗莖、鑷子、培養(yǎng)皿、載玻片、蓋玻片顯微鏡、15%的鹽酸溶液、醋酸洋紅染液、95%的乙醇、酒精燈等。

實(shí)驗(yàn)步驟：1.洋蔥根尖的培養(yǎng)。在做實(shí)驗(yàn)之前，先取一個(gè)洋蔥，放在盛滿清水的廣口瓶上，洋蔥的底部必須接觸到瓶內(nèi)的水，要經(jīng)常換水，實(shí)驗(yàn)必須在氣候溫暖的地方進(jìn)行。觀察根長約5厘米（這個(gè)部位長勢最佳），就可以用來做實(shí)驗(yàn)了。

2.裝片的制作。裝片的制作分為解離、漂洗、染色、制片四個(gè)步驟，上午10點(diǎn)至下午2點(diǎn)，洋蔥根尖細(xì)胞處于分生區(qū)的細(xì)胞較多，對實(shí)驗(yàn)有利，要取洋蔥根尖2～3毫米作為實(shí)驗(yàn)材料，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精1：1混合，將處理好的實(shí)驗(yàn)材料放入混合液中，過4分鐘左右后取出根尖；用鑷子將泡軟的根尖取出，放入盛有清水的器皿中；用醋酸洋紅溶液將洋蔥根尖染色，染色時(shí)間約為4分鐘，染色的目的是使染色體著色，便于觀察；最后用鑷子將染色過的實(shí)驗(yàn)材料取出來，放在載玻片上，加一滴清水用鑷子將根尖鋪平，蓋上蓋玻片，要特別注意的是，要在蓋玻片上再加一層載玻片，然后輕輕壓蓋玻片。

實(shí)驗(yàn)觀察：制成的裝片要先在低倍鏡下觀察，慢慢移動(dòng)裝片先找到分生區(qū)的細(xì)胞，再用高倍鏡觀察，用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋和反光鏡將視野調(diào)清晰，觀察細(xì)胞各個(gè)時(shí)期的變化。

五、結(jié)語

有絲分裂在所有分裂方式中占有重要的地位，它保證了組織及細(xì)胞間遺傳的一致性，對人類正常生活、世代繁衍具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李衛(wèi)山.《有絲分裂》典型教學(xué)設(shè)計(jì)研究.