细胞增殖中DNA含量变化探讨.docx

对有丝分裂中遗传物质数量变化曲线的探讨图文转换是生物高考能力考查的重点之一细胞有丝分裂中染色体数、染色单体数、DNA含量的周期 性变化，被生物教师和各种资料广泛地用作图文转换训练的素材但各种资料中所列图形及说明不尽相同， 给教师的教和学生的学带来了一些不良影响，有待规范和统一本文以二倍体生物为例，结合现行教材分 析如下1．关于 DNA1. 1图示中应标作“DNA含量”，还是“DNA分子数”常见图注有两种：一是标作DNA含量，用a表示，a为正实数DNA复制过程画作斜线，起止点分别 表示DNA复制的开始和结束，斜线段表示伴随DNA的复制其数量不断增加，复制结束时数量增加一倍二 是标作DNA分子数，用N表示，N为正整数DNA复制的实际情况是：边解旋边复制，复制结束DNA分子由 一个形成两个，细胞内DNA分子数目由2N变成4N显然，标注为DNA分子数时，其复制过程中是不会逐 渐增加的，即要么是2N个DNA分子，要么复制结束为4N个DNA分子，因此，不应画作斜线而含量却可 随着DNA分子的复制而逐渐增加，因此，图中应标为DNA含量，斜线起点为开始复制，止点为复制结束（图 1 ）时间）1 DNA含昼D耐复制止点 起点 丄分裂间期 分裂期細胞周期中D阿含量的变化1. 2 关于 DNA 复制起止点的确定绘制DNA含量变化曲线，必须首先确定DNA复制的起止点。

常见有3种图形，对应有不同的起止点 第一种图形中，以分裂间期的起止点作为DNA复制的起止点，意为DNA分子的复制在整个分裂间期进行（如 图2-甲）；第二种是以S期（分裂间期的第二个阶段）的起止点为DNA复制的起止点，认为DNA分子的复 制是在整个S期完成的（如图2-乙）；第三种是以进入S期作为起点，到分裂间期结束时为止点，意为DNA 分子的复制在分裂间期的第二、三（S期、G2期）两个阶段完成（如图2-丙）结合现行教材的相关内容 “分裂间期第二阶段（S期）：一般为几小时，是DNA完成复制的时期”来看，第二种画法较为合理（图 2-乙）1.3 DNA 含量在何时减半DNA存在于遗传物质的载体——染色体上，未形成染色单体时，每条染色体上有一个DNA分子；形成 染色单体后，每条染色体上含有两个DNA分子；当细胞进入有丝分裂后期时，伴随染色体着丝点的分裂， 每条染色单体变成一条子染色体，此时，每条染色体只含有一个DNA分子其后，DNA分子的行为与染色 体的行为保持一致，伴随着染色体的移动而移动，因此，确定DNA分子何时减半与染色体数目减半时间的 确定方法相同（见后）2．染色体的变化情况2.1 染色体数目何时增加，增加多少?亲本细胞染色体在细胞分裂间期进行了复制，使每条染色体含有两条染色单体，但染色体的数目并 未改变。

只有进入细胞分裂后期时，伴随染色体着丝点的分裂，才使每条染色体上的两条染色单体分别成 为一条子染色体，使染色体数目增加一倍（图 3）加倍点 -Gt3 G? 前 中后 末夯裂间期 分裂期 （时间）有丝分裂周期中染色牡数目娈化2.2 染色体数目何时减半?染色体数目增加一倍后，什么时候恢复正常，即何时由4N—2N常见两种看法，一种认为染色体数 目减半发生在后期结束时（图 4-甲），另一种认为发生在末期结束时（图4-乙），两种图形均未明确其含 义笔者认为，两种图形均有道理，第一种图形可理解为：进入末期时，出现“一胞两核”的特殊现象， 此时每个核内的染色体数目只有核出现前细胞内染色体数目的一半（图 4-甲）；第二种图形可理解为：细 胞分裂结束时才形成两个独立的子细胞，此时每个细胞内的染色体数目只相当于形成前亲本细胞的一半（图 4-乙）如果不明确的给所画图形赋予其特定含义，学生难以明白其内涵因此，笔者以为，对所绘之图 形进行说明是很有必要的'染色祥条数 ,f核内减半点）甲 E1G1 S G. 1? J 申■荷•未分裂期分裂间期1 DNA含量Gi晳’尿亠前丄中’后■末」分裂间期 另裂期細胞周期中DMA含量减半时间的确定图5（核内減半点）甲对 DNA 含量减半的时间及意义可与染色体减半行为作相同理解（图 5 ）。

3.关于染色单体的变化情况对染色单体的变化，各种资料比较统一，均认为在分裂间期随着染色体复制结束而产生，0-4N；后 期由于着丝点的分裂每条染色单体变成一条子染色体而消失，由4N-0,见图6分裂期'染色单体产生也诡1消失（411-^0^G1:s- ②'2、冃！1中）..后亠末一4．结合上述讨论，建议使用两种图形4.1第一种为图7,其意义为DNA分子的复制为S期，DNA含量因复制由2a-4a，末期伴随着子细胞形成而减半；染色体数目于后期加倍，末期时形成两个独立的子细胞，每个细胞内的染色体仅相当于形成 子细胞前亲本细胞的一半；染色单体于分裂间期结束前产生、分裂后期着丝点分裂形成子染色体而消失4.2第二种为图8,与图7的主要区别在于DNA含量和染色体数目的减少不在末期，而在后期结束时 意义为：伴随着新核的形成每个核内的DNA含量和染体数目相当于前一时刻亲本细胞的一半嗓色住条数M拒内染色怀数和DHA'S-® U D湫染色单•体数（H） |染fDMA含量減半点、 新周期起点染色单■^‘厶弋r/Gi S .^2前L中分裂期41T有丝分裂細舱周期甲如色体条数、 含量和染色单体数的变化曲线4N(4 a)|■染色萍条数（NJ朋丸含垦（a） Tlw^汎“核内染色体数和染色单恳数（防 *染色体凹悄量減耳点' 新周期起点呆巴甲环/ 4!Gi S Gz諒，中 后亠末丨閤T井裂间期 分裂期 F时间＞有丝分裂鏗雜阖期中舉色体条数、D毗含量瞬遒羊体碧啲娈化曲线廈8。