浅谈如何促进学生全面掌握有丝分裂和减数分裂

摘要:有丝分裂的特点是有纺锤体、染色体出现，子染色体被平均分配到子细胞，这种分裂方式普遍见于动物和高等植物，是真核细胞分裂产生体细胞的过程。 减数分裂的特点是DNA复制一次，二倍体的细胞连续分裂两次，形成单倍体的精子和卵细胞的过程。本文结合课堂教学实践，提出了关于在生物教学中如何快速判别有丝分裂和减数分裂的几点思考。同时望对高中生对于有丝分裂和减数分裂中DNA、染色体、有无同源染色体等常考知识点的理解和把握有所帮助。

关键词:掌握 有丝分裂 减数分裂

单倍体的精子和卵细胞通过受精作用可以恢复为二倍体。减数分裂过程中四分体中的非姐妹染色单体的部分片段发生交换、非同源染色体自由组合，使得配子的遗传多样化，增加了后代的适应性，因此减数分裂不仅是保证生物种染色体数目稳定的机制，同且也是物种适应环境变化不断进化的机制。

有丝分裂和减数分裂既有区别又有联系，怎样使学生在这里既能把握联系又能区分不同呢？结合课堂教学实践，应该从以下方面入手：

1 如何快速根据图像判定有丝分裂和减数分裂的时期

1.1 根据染色体行为判断细胞分裂时期

首先，如果发现染色体无规律分布，则为前期。

其次，如果发现染色体排列在中央，则为中期。

最后，如果发现染色体移向两极，则为后期。

1.2 根据染色体数目判断细胞分裂方式

首先看染色体的数目：奇数的话一定是减数第二次分裂（但是减数第二次分裂期染色体数目不一定为奇数），否则可能是有丝分裂或者减数第一次分裂。

其次看有无同源染色体：有的话一定不是减数第二次分裂。

最后如果有同源染色体，看同源染色体的行为。如果有联会、四分体存在则一定是减数第一次分裂。反之则为有丝分裂。

2 有丝分裂和减数分裂的理论区别

首先，减数分裂过程中细胞连续分裂两次，而有丝分裂过程中细胞只分裂一次。

其次，减数分裂的结果是染色体数目减半，而有丝分裂的结果是染色体数目不变。

再次，减数分裂后，一个细胞变为四个含有不同遗传物质组合的子细胞（考虑四分体中非姐妹染色单体片段交换）。或者两两相同的子细胞（不考虑单体片段交换）。而有丝分裂后，一个细胞只形成两个遗传物质相同的子细胞。

第四，减数分裂过程中有其特有的同源染色体配对和同源非姐妹染色单体间的局部交换，而有丝分裂则没有。

最后，减数分裂发生部位为睾丸或者精巢和卵巢，有丝分裂发生部位为体细胞（但是原始生殖细胞即性原细胞发生增殖时属于有丝分裂）。

3 有丝分裂和减数分裂的生物学意义区别

3.1 有丝分裂的生物学意义：细胞有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。可见，细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。有丝分裂的目的是细胞增殖，即细胞数量的增加。对于单细胞生物体，细胞分裂意味着生物个体数的增加。多细胞生物体的生殖活动也是通过细胞分裂完成的。对于多细胞生物体，细胞分裂则是生物体生长发育的基础。细胞分裂保证了细胞有足够大的表面积与环境进行物质交换，从而保证了新陈代谢对物质更新的需求。因此细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。

3.2 减数分裂的生物学意义：减数分裂是遗传学的基础。其目的是产生成熟的生殖细胞。具体表现在：

3.2.1 基因分离律的细胞学基础：在减第一次分裂过程中，因为同源染色体分离，分别进入不同的子细胞，故在子细胞中只具有每对同源染色体中的一条染色体。减数分裂中同源染色体的分离，正是基因分离律的细胞学基础。

3.2.2 基因连锁和互换的细胞学基础：同源染色体联会时，非姐妹染色单体之间对称的位置上可能发生片段交换，也就是父源和母源染色体之间发生遗传物质的交换。这种交换可使染色体上连锁在一起的基因发生重组，这就是染色体上基因连锁和互换的细胞学基础。

3.2.3 配子的遗传基础多样化：由于减数分裂，使每种生物代代都能够保持二倍体的染色体数目。在减数分裂过程中非同源染色体重新组合，同源染色体间发生部分交换，结果使配子的遗传基础多样化，使后代对环境条件的变化有更大的适应性。

4 有丝分裂和减数分裂的种类区别

4.1 有丝分裂的类型：出现纺锤丝的细胞分裂均可看作是有丝分裂。所以减数分裂也是一种特殊的有丝分裂。

4.2 减数分裂可分为三种主要类型

4.2.1 配子减数分裂：配子减数分裂，也叫终端减数分裂，其特点是减数分裂和配子的发生紧密联系在一起。在雄性脊椎动物中，一个精原细胞变为初级精母细胞后减数分裂为2个次级精母细胞，2个次级精母细胞又一次进行减数分裂，总共形成4个精细胞。精细胞在经过一系列的变态发育，形成成熟的精子。在雌性脊椎动物中，一个卵母细胞经过减数分裂形成1个极体和1个次级卵细胞，次级卵细胞再分裂形成一个卵细胞和一个极体，极体也分裂为两个极体，总共形成一个卵细胞和三个极体。

4.2.2 孢子减数分裂：孢子减数分裂，也叫中间减数分裂，（居间减数分裂）见于植物和某些藻类。其特点是减数分裂和配子发生没有直接的关系，减数分裂的结果是形成单倍体的配子体（小孢子和大孢子）。小孢子再经过两次有丝分裂形成包含一个营养核和两个雄配子（精子）的成熟花粉（雄配子体），大孢子经过三次有丝分裂形成胚囊（雌配子体），内含一个卵核、两个极核、3个反足细胞和两个助细胞。

4.2.3 合子减数分裂：合子减数分裂，也叫初始减数分裂，仅见于真菌和某些原核生物，减数分裂发生于合子形成之后，形成单倍体的孢子，孢子通过有丝分裂产生新的单倍体后代。此外某些生物还具有体细胞减数分裂现象，如在蚊子幼虫的肠道中，有一些由核内有丝分裂形成的多倍体细胞，在蛹期又通过减数分裂降低了染色体倍性，增加了细胞数目。减数分裂由紧密连接的两次分裂构成。通常减数第一次分裂分离的是同源染色体，所以称为异型分裂或减数分裂。减数第二次分裂分离的是姊妹染色体，类似于有丝分裂，所以称为同型分裂或均等分裂。

5 有丝分裂和减数分裂的相同点及联系

5.1 DNA分子的数量计算都相同：其一，有染色单体时，DNA数等于染色单体数。其二，无染色单体时，DNA数等于染色体数。

5.2 染色体数的计算都相同：染色体数等于着丝点数。

5.3 都有纺锤丝、染色体出现：纺锤丝、染色体在两种分裂过程中均出现。

5.4 染色体行为有相似之处，甚至相同之处：染色体的行为在减数第二次分裂过程中可以看成是一次有丝分裂。

有丝分裂和减数分裂的联系在于，有丝分裂包括减数分裂，减数分裂可以看作是特殊的有丝分裂。