素材：纺锤丝问题释疑 高一上学期生物人教版必修1.docx

纺锤丝问题释疑有丝分裂相关内容的学习过程中 ，学生对于那些肉眼不可见的物质 或结构总是缺少清晰的认识 因此，教材会以“文字＋模式图”进行呈现 ， 帮助学生获得直观的感受，更好地突破学习的难点 但是 ， 教材插图中的部分结构仍然不易理解下图为人教版生物必修１《分子与细胞》 “ 细胞的增殖 ” 一节中的插图 ，具体为植物细胞有丝分裂模式图的一部分 ， 在教与学的过程中常常会出现以下问题问题① ：前期模式图中纺锤丝指向细胞核是何原因 ， 图中物质结 构是否合理 ？问题② ：中期模式图中一些纺锤丝 （实线 ）附着在染色体上，一 些纺锤丝（ 虚线 ）没有附着在染色体上是何原因？问题③：后期模式图中两组染色体之间的黑色实线代表哪种 结构 ，其作用是什么 ？一些学者认为纺锤体是由微管构成， 其化学本质为蛋白质动物和低等植物的纺锤体中有连续丝 、 染色体丝 、曳引丝及星体丝（即星射线）４种丝状结构（如图Ａ） ，高等植物 细胞的纺锤体中有连续丝 、染色体丝 、曳引丝３种丝状结构（如图Ｂ ） １） 连续丝：由纺锤体一极贯穿到另一极的微管; （２） 染色体丝：与着丝点和细胞一极相连的微管 ；（３） 曳引丝：后期两组染色体之间出现的微管 ，与细胞两极 、 着丝点不相连接 ；（４）星体丝 ：由两极中心体放射出的丝状结构 。

翟中和主编的细胞生物学（ 第４版 ） 教材中，将组成纺锤体的微管分为３种类 型（ 如图 ） （１） 极微管端与中心体相连， 而另一端游离，从两极发出的极微管常在赤道处相互重叠搭桥 ；（２） 动粒微管端与中心体相连 ，另一端与动粒相连 ； （３） 星体微管出现在中心体周围 ，由两极中心体放射出 的丝状结构  可见,连续丝实际上并不是连续的,而是极微管在赤道处相互重叠,造成连续丝看起来是连续的假象染色体丝与动粒微管具有相同的作用 图２中将后期出现的曳引丝作为组成纺锤体的微管 ，而细胞生物学教材中 有丝裂后期并没有提到曳引丝  通过对近年来胞质分裂的研究， 发现后期赤道板中间 ，在两组子染色体的纺锤体区间出现一种微管， 称为成膜体微管这些微管构成膜泡 ，将来形成新的细胞壁 在赤道板周围细胞表面下陷 ，形成环形缢缩 ， 将其称为分裂沟 星体丝即星体微管， 星体微管与分裂沟的形成有关以图２和图３所示的纺锤体结构模式图为基础 ，反观图１植物细胞有丝分裂部分模式图 ， 便可对教材中没有详细解答的问 题①②③有新的认识 问题① ：前期模式图中纺锤丝指向细胞核是何原因 ,图中物质结构是否合理？前期模式图中可以看出核膜尚未解体 ， 纺锤丝就有规律地指 向细胞核了 ， 这存在一定 的矛 盾 性 。

纺锤丝有规律地指向 细胞核需 要一个前提——纺锤丝需附着在染色体着丝粒的两侧 ， 而图中存在的核膜有屏障作用 ， 导致纺锤丝无法附着在着丝粒两侧 因此 ，纺锤丝应是指向任意方向 ，不会呈梭形结构 ，图 中物质结构不合理 问题② ：中期模式图中一些 纺锤丝 （ 实 线 ）附着在染色体上,一些纺锤丝（ 虚线 ）没有附着在染色 体上是何原因 ？附着在染色体上的纺锤丝为动粒微管,动粒微管具有牵引纺锤体运动的作用一些学者提 出 “ 牵拉假说” ,该假说解释了染色体向赤道板方向运动的原因 ，是由于动粒微管的牵拉作用当动粒微管越长时，其拉力越大 ，当来 自 两极的动粒微管的拉力相等时 ，染色体就稳定在赤道面上没有附着在染色体上的纺锤丝为极微管 ，极微管也与分裂沟的 形成有关 问题③ ：后期模式图中两组染色体之间的黑色实线代表哪种结构 ？其作用是什么 ？后期染色体移向细 胞两极大致可分为两个连续的阶段阶段１：动粒微管逐渐变短 ，染色体向两极运动 ；阶段２：极微管长度逐渐增加 ，两极之间的距离被拉长两组染色体之间的黑色实线并未参与染色体的运动，所以不是动粒微管和极微管 通过上述分析可知 ，黑色实线应为成膜体微管，将来参与植 物细胞壁的形成 。

在有丝分裂过程中,纺锤体的组装和去组装对于染色体的移动具有重要意 义 由于纺锤体在时间和空间上的规律性变化,致使染色 体在有丝分裂过程中可有规律地运动 纺锤体的有序变化受到细胞内一些因子的调控 ，使得有丝分裂前期时纺锤体开始组装 ，末期时纺锤体去组装消失 理解了纺锤体的结构变化 ，学生便可以更深刻理解有丝分裂的过程 高中生物学教材中由于没有详细介绍纺锤体的结构 ，导致学生可 能无法完全理解教材插图的物质结构 ，教师对该内容进行补充 ，将有助 于学生正确理解纺锤体行为及与染色体关系因此,在课堂教学过程中,合理地剖析教材插图隐含知识可以帮助学生深刻理解所学的内容,对教学双方都具有重要的意义。