抓住关键节点突破学习难点

宋方建

[摘 要]“细胞增殖”和“遗传的细胞基础”对抽象思维能力的要求较高，是学生学习的难点，尤其是有丝分裂和减数分裂过程各时期DNA、染色体、姐妹染色单体数目变化的内容，因过程复杂且多变，学生常感头疼。文章在对近5年全国各类高考试题进行分类研究和对历届学生进行细胞增殖专题复习教学的基础上，重点论述如何抓住细胞分裂过程中的关键节点、简化过程，从而突破细胞增殖难点。

[关键词]关键节点;细胞增殖;重难点

细胞通过分裂进行增殖，真核细胞的分裂方式包括有丝分裂、无丝分裂和減数分裂。这部分知识内容在高考考试大纲17个必考知识点中占2个[1]，分别是“细胞增殖”和“遗传的细胞基础”，比重较大，且该内容涉及微观生命活动，对抽象思维能力的要求较高，是学生学习的难点，尤其是有丝分裂和减数分裂过程各时期DNA、染色体、姐妹染色单体数目变化的内容，因过程复杂且多变，学生常感头疼。现笔者在对近5年全国各类高考试题进行分类研究和对历届学生进行细胞增殖专题复习教学的基础上，谈谈如何抓住细胞分裂过程中的关键节点、简化过程，从而突破细胞增殖难点。

一、研究真题，明确复习重点

笔者分类研究了近5年全国各类高考试题，并对涉及细胞增殖知识内容的考题进行统计分析，制成表1。

由表1可发现，从考查知识内容上看，细胞增殖知识内容主要考查有丝分裂过程、减数分裂和动物配子的形成过程及细胞增殖的周期性，且有丝分裂和减数分裂考查机会基本相当，未考查过无丝分裂。从考查知识内容的变化趋势看，由注重单独考查有丝分裂或减数分裂过程到综合考查有丝分裂和减数分裂过程的区别和联系。从题型上看，选择题和非选择题的数量基本相当。从试卷类型上看，理综卷每年基本有考，单科卷必考。可见，清晰掌握有丝分裂过程和减数分裂过程，把握两者之间的区别和联系是复习的重点，而细胞分裂过程中染色体行为和数目的变化，以及DNA数量的变化这些难点必须突破。

二、抓住关键节点，突破学习难点

为了更好地把握有丝分裂和减数分裂之间的区别和联系，笔者将两者结合在一起设立细胞增殖复习专题。复习教学中，笔者利用高度概括的语言归纳有丝分裂和减数分裂的过程，把握有丝分裂和减数分裂的实质，抓住分裂过程中的关键节点，以期帮助学生突破学习难点。

1.有丝分裂过程

【过程与节点】间期：复制形成姐妹染色单体（S期：DNA复制）;分裂期：均分姐妹染色单体（后期：姐妹染色单体分离;末期终点：细胞分裂结束）。

解析：有丝分裂过程包括间期和分裂期，间期包括G1期、S期和G2期，分裂期包括前期、中期、后期和末期。间期的S期进行DNA的复制，再经过蛋白质的合成，逐步形成姐妹染色单体。分裂后期将间期形成的姐妹染色单体分离，使染色体数目短暂翻倍，再经过末期细胞质分裂，最终使细胞一分为二，每个子细胞得到其中的一半物质，体现有丝分裂细胞复制一次、分裂一次的特点。综上所述，有丝分裂的结构（物质）数目变化发生在三个关键节点：S期、后期、末期终点，抓住并理解好这三个节点是突破难点的关键。教师在开展有关有丝分裂各时期DNA、染色体、姐妹染色单体数目变化的教学时，细述细胞分裂时期，引导学生根据题目要求，分析其经过哪几个节点，再利用三个节点时DNA、染色体和姐妹染色单体数目变化的规律，转化为相应的比例，就可让学生轻松地计算出三者在各时期的数目。

DNA数目的变化：经过S期DNA复制，数目翻倍，乘以2;到后期姐妹染色单体分离，不涉及DNA，DNA数目不变，乘以1;至末期终点，细胞一分为二，数目减半，乘以1/2。例如，人体细胞的染色体数为46条，计算有丝分裂末期DNA数目，该细胞经过S期和后期两个节点，[DNA数=46×2×1=92]。

染色体数目的变化：染色体数看着丝点，S期进行DNA复制，形成的是姐妹染色单体，染色体数目未变化，乘以1;后期着丝点分裂，姐妹染色单体分离，形成姐妹染色体，染色体数目翻倍，乘以2;至末期分裂结束，数目减半，乘以1/2。例如，人体细胞的染色体数为46条，计算有丝分裂前期染色体数目，该细胞只经过S期一个节点，染色体数=46×1=46。

姐妹染色单体数目的变化：染色体和DNA的关系是1∶1或1∶2。1∶1时，一个着丝点一个DNA，没有姐妹染色单体;1∶2时，一个着丝点两个DNA，存在姐妹染色单体，染色单体数是染色体数的2倍，即等于DNA数。S期后，形成姐妹染色单体，表明姐妹染色单体从无到有，即由0到染色体数目的2倍;后期姐妹染色单体分离，不存在姐妹染色单体数，即由染色体数目的2倍到0，乘以0。例如，人体细胞的染色体数为46条，计算有丝分裂前期和末期姐妹染色单体的数目。前期，经过S期，姐妹染色单体数目[=46×2=92];末期经过S期和后期，姐妹染色单体数目[=46×2×0]，即姐妹染色单体数目为0。

2.减数分裂过程

【过程与节点】间期：复制形成姐妹染色单体（S期：DNA复制）;

MⅠ期：均分同源染色体（MⅠ末期终点：均分结束）;

MⅡ期：均分姐妹染色单体（MⅡ后期：姐妹染色单体分离;MⅡ末期终点：细胞分裂结束）。

解析：减数分裂过程包括间期、MⅠ期和MⅡ期。间期的S期进行DNA复制，再经过蛋白质的合成，逐步形成姐妹染色体单体。MⅠ期均分同源染色体，MⅠ末期终止，初级性母细胞一分为二，得到的次级性母细胞中的DNA、染色体和姐妹染色单体三种结构（或物质）的数量，只剩初级性母细胞的1/2;MⅡ后期姐妹染色单体分离，使染色体数目短暂翻倍，其他结构（或物质）数量不变;再经过末期细胞质分裂，最终使细胞一分为二，每个生殖细胞得到分裂前次级性母细胞中的一半结构（或物质）。与有丝分裂对比，减数分裂多一个分离同源染色体的MⅠ期。由此减数分裂的特点是：复制一次、分裂两次，染色体的数目减半;而真正减半发生在MⅠ期均分同源染色体的过程中。综上所述，减数分裂的结构（物质）数目变化发生在四个关键节点：S期、MⅠ末期终点、MⅡ后期和MⅡ末期终点。在开展有关减数分裂各时期DNA、染色体、姐妹染色单体数目变化的教学时，利用四个节点的数字变化，同样可计算出减数分裂各时期DNA、染色体和姐妹染色单体的数目。

DNA数目的变化：经过S期DNA复制，数目翻倍，乘以2;到MⅠ末期终点同源染色体上的DNA分子随同源染色体均分至子细胞中，DNA数目减半，乘以1/2;MⅡ后期姐妹染色单体分离，不涉及DNA，DNA数目不变，乘以1;至MⅡ末期终点，细胞质分裂，细胞一分为二，乘以1/2。例如，人体细胞的染色体数为46条，计算有丝分裂末期DNA数目，细胞经过S期和MⅠ末期终点和MⅡ后期三个节点，DNA数目[=46×2×1/2×1=46]。

染色体数目的变化：染色体数看着丝点，S期进行DNA复制，形成的是姐妹染色单体，乘以1;MⅠ末期终点细胞一分为二，乘以1/2;MⅡ后期着丝点分裂、姐妹染色单体分离，形成姐妹染色体，染色体数目翻倍，乘以2;MⅡ末期终点细胞一分为二，数目减半，乘以1/2。例如，人体细胞的染色体数为46条，计算MⅡ后期染色体数目，细胞经过S期、MⅠ期、MⅡ后期3个节点，染色体数目[=46×1×1/2×2=46]。

姐妹染色单体数目的变化：S期后，形成姐妹染色单体，即姐妹染色单体由0到染色体数目的2倍;MⅠ末期终点细胞一分为二，乘以1/2;MⅡ后期姐妹染色单体分离，不存在姐妹染色单体，由染色体数目的2倍到0，乘以0。例如，人体细胞的染色体数为46条，计算MⅡ前期姐妹染色单体数，MⅡ前期，经过S期和MⅠ末期终点两个节点，姐妹染色单体数目[=46×2×1/2=46]。

3.分析典型题目，明确解题技巧

[例1]（2020·海南）某哺乳动物的体细胞染色体数为2n。下列有关该动物精原细胞的叙述，正确的是（）。

A.既能进行有丝分裂，又能进行减数分裂

B.分裂过程中的染色体数目不会为n

C.在有丝分裂后期会发生基因重组

D.经过染色体复制产生的初级精母细胞中没有同源染色体

解析：精原细胞通过有丝分裂实现增殖，通过减数分裂形成精细胞，A正确;精原细胞的染色体为[2 n]，MⅡ前期和MⅡ中期细胞染色体经过S期和MⅠ期两个节点，染色体数目[=2n×1×1/2=n]，故B错误;有丝分裂后期分离姐妹染色单体，未发生基因重组，C错误;初级精母细胞只经过S期这个节点，未经过MⅠ期，同源染色体未分离，有同源染色体，D错误。

[例2]（2019·上海，第38题节选）（二）回答下列有关细胞结构与细胞分裂的问题。

就正常小鼠[（2n =40）]而言，在减数第二次分裂前期，次级卵母细胞内的DNA分子数为 个。

解析：MⅡ中期細胞经过S期和MⅠ期两个节点，则细胞DNA数目[=40×2×1/2=40]。简单明确，绝大多数学生可以在很短的时间内掌握。

总之，利用上述方法，可轻松把握有丝分裂和减数分裂的实质，有效突破难点。在教学中，教师可以上述方法涉及的内容为基础列表比较有丝分裂和减数分裂过程的异同点以及分析细胞分裂各时期染色体的行为变化。对于还不能清楚掌握关键节点的少数学生，可引导其用示意图辅助，这样学生则可清晰掌握。

[   参   考   文   献   ]

[1]  教育部考试中心.2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科）[M].北京：高等教育出版社，2018.

（责任编辑 陈 昕）