摘要 圖文轉(zhuǎn)換是生物高考能力考查的一個重要方面，本文結合現(xiàn)行教材相關內(nèi)容探討了細胞有絲分裂中染色體數(shù)、染色單數(shù)、DNA含量的周期性變化曲線繪制的規(guī)范化問題，并提供了兩種可供參考的圖形及所表示的意義，供廣大生物教師借鑒。
關鍵詞 有絲分裂 遺傳物質(zhì) 數(shù)量 曲線
圖文轉(zhuǎn)換是生物高考能力考查的重點之一。細胞有絲分裂中染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA含量的周期性變化，被生物教師和各種資料廣泛地用作圖文轉(zhuǎn)換訓練的素材。但各種資料中所列圖形及說明不盡相同，給教師的教和學生的學帶來了一些不良影響，有待規(guī)范和統(tǒng)一。本文以二倍體生物為例，結合現(xiàn)行教材分析如下。
1．關于DNA
1．1 圖示中應標作“DNA含量”，還是“DNA分子數(shù)”
常見圖注有兩種：一是標作DNA含量，用a表示，a為正實數(shù)。DNA復制過程畫作斜線，起止點分別表示DNA復制的開始和結束，斜線段表示伴隨DNA的復制其數(shù)量不斷增加，復制結束時數(shù)量增加一倍。二是標作DNA分子數(shù)，用N表示，N為正整數(shù)。DNA復制的實際情況是：邊解旋邊復制，復制結束DNA分子由一個形成兩個，細胞內(nèi)DNA分子數(shù)目由2N變成4N。顯然，標注為DNA分子數(shù)時，其復制過程中是不會逐漸增加的，即要么是2N個DNA分子，要么復制結束為4N個DNA分子，因此，不應畫作斜線。而含量卻可隨著DNA分子的復制而逐漸增加，因此，圖中應標為DNA含量，斜線起點為開始復制，止點為復制結束（圖1）。
1．2 關于DNA復制起止點的確定
繪制DNA含量變化曲線，必須首先確定DNA復制的起止點。常見有3種圖形，對應有不同的起止點。第一種圖形中，以分裂間期的起止點作為DNA復制的起止點，意為DNA分子的復制在整個分裂間期進行（如圖2-甲）；第二種是以S期（分裂間期的第二個階段）的起止點為DNA復制的起止點，認為DNA分子的復制是在整個S期完成的（如圖2-乙）；第三種是以進入S期作為起點，到分裂間期結束時為止點，意為DNA分子的復制在分裂間期的第二、三（S期、G2期）兩個階段完成（如圖2-丙）。結合現(xiàn)行教材的相關內(nèi)容“分裂間期第二階段（S期）：一般為幾小時，是DNA完成復制的時期”來看，第二種畫法較為合理（圖2-乙）。
1.3 DNA含量在何時減半
DNA存在于遺傳物質(zhì)的載體──染色體上，未形成染色單體時，每條染色體上有一個DNA分子；形成染色單體后，每條染色體上含有兩個DNA分子；當細胞進入有絲分裂后期時，伴隨染色體著絲點的分裂，每條染色單體變成一條子染色體，此時，每條染色體只含有一個DNA分子。其后，DNA分子的行為與染色體的行為保持一致，伴隨著染色體的移動而移動，因此，確定DNA分子何時減半與染色體數(shù)目減半時間的確定方法相同（見后）。
2．染色體的變化情況
2.1 染色體數(shù)目何時增加，增加多少?
親本細胞染色體在細胞分裂間期進行了復制，使每條染色體含有兩條染色單體，但染色體的數(shù)目并未改變。只有進入細胞分裂后期時，伴隨染色體著絲點的分裂，才使每條染色體上的兩條染色單體分別成為一條子染色體，使染色體數(shù)目增加一倍（圖3）。
2.2 染色體數(shù)目何時減半?
染色體數(shù)目增加一倍后，什么時候恢復正常，即何時由4N→2N。常見兩種看法，一種認為染色體數(shù)目減半發(fā)生在后期結束時（圖4-甲），另一種認為發(fā)生在末期結束時（圖4-乙），兩種圖形均未明確其含義。筆者認為，兩種圖形均有道理，第一種圖形可理解為：進入末期時，出現(xiàn)“一胞兩核”的特殊現(xiàn)象，此時每個核內(nèi)的染色體數(shù)目只有核出現(xiàn)前細胞內(nèi)染色體數(shù)目的一半（圖4-甲）；第二種圖形可理解為：細胞分裂結束時才形成兩個獨立的子細胞，此時每個細胞內(nèi)的染色體數(shù)目只相當于形成前親本細胞的一半（圖4-乙）。如果不明確的給所畫圖形賦予其特定含義，學生難以明白其內(nèi)涵。因此，筆者以為，對所繪之圖形進行說明是很有必要的。
對DNA含量減半的時間及意義可與染色體減半行為作相同理解（圖5）。
3.關于染色單體的變化情況
對染色單體的變化，各種資料比較統(tǒng)一，均認為在分裂間期隨著染色體復制結束而產(chǎn)生，0→4N；后期由于著絲點的分裂每條染色單體變成一條子染色體而消失，由4N→0，見圖6。
4．結合上述討論，建議使用兩種圖形
4.1 第一種為圖7，其意義為DNA分子的復制為S期，DNA含量因復制由2a→4a，末期伴隨著子細胞形成而減半；染色體數(shù)目于后期加倍，末期時形成兩個獨立的子細胞，每個細胞內(nèi)的染色體僅相當于形成子細胞前親本細胞的一半；染色單體于分裂間期結束前產(chǎn)生、分裂后期著絲點分裂形成子染色體而消失。
4.2 第二種為圖8，與圖7的主要區(qū)別在于DNA含量和染色體數(shù)目的減少不在末期，而在后期結束時。意義為：伴隨著新核的形成每個核內(nèi)的DNA含量和染體數(shù)目相當于前一時刻親本細胞的一半。
參考文獻
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