关于减数分裂过程中“联会”与“四分体”的讨论

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  [摘 要]“联会”和“四分体”是中学生物教学中的一个重难点,其图形复杂,理解抽象。我们要借图形画法的由来来理解其中染色体、姐妹染色单体和DNA的数量关系。对于“联会”和“四分体时期”的名称,建议保留前者,而改后者为“联会后期”。
  [关键词]联会 四分体 四分体时期 联会后期
  [中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 16746058(2015)320104
  减数分裂是高中生物教学中非常重要的知识点,其理解难度较大,考试要求较高,考查频繁。因此,专家、学者对其深入研究,一线教师也在积极探索,但是由于细胞分裂过程本身的复杂性,使得不少教师对一些概念的理解还存在误区,特别是对“联会”“四分体”概念的甄别。笔者就曾听过两个老师在对此概念讲解时的争执言论,而某些生物论坛对这两个概念也有较多讨论。因此,很有推敲的必要性。
  一、当前“联会”“四分体”概念理解的主要困惑
  困惑一:图1是人教版高中生物必修2中减数分裂章节中的联会图,图2是在我们各项测试练习中常见的联会图,显然两者存在较大的区别。尤其在姐妹染色单体、DNA的计数上从表面上看有着天壤之别。图1中的姐妹染色单体有8条,DNA有8个,而同样时期的图在图2中只能数到
  0个
  姐妹染色单体、4个DNA。是图2错了,还是另有玄机?图2如何变成图3?这些不仅是学生非常困惑的问题,也是一些刚刚执教的年轻教师比较头疼的问题。
  图1 图2 图3
  困惑二:图4和图5都是人教版高中生物必修2中减数分裂章节中的部分截图。从图4可以看出,减数分裂时是先联会,而后形成四分体,图5书本后面的文字描述中同样说明了此点。由于联会和四分体同属于减数第一次分裂前期,所以屠广越、刘淑英等就把两个状态称为减数第一次分裂前期的联会时期和四分体时期,而杨晓燕等认
  为联会是四分体形成的前提,四分体是联会的结果,四分体在偶线期就已经存在。四分体的存在并不受在光学显微镜下能否看得见的制约,从前期Ⅰ的偶线期到中期Ⅰ,四分体都作为一个整体单位在活动,直到中期Ⅰ结束,到后期Ⅰ四分体才消失,所以所谓的“联会时期”和“四分体时期”提法是不科学的。在具体的教学过程中,笔者也发现不同的教师有不同的处理方法,究竟谁对谁错?我们一线教师应该如何自处?
  图4
  图5
  二、对“联会”与“四分体”概念的甄别与讨论
  图6中A图是经间期DNA的复制和有关蛋白质的合成之后出现姐妹染色单体的状态,B是减Ⅰ前期的联会状态下的一条染色体,其实每条姐妹染色单体(如a和b)已出现螺旋变粗,向染色体过渡,但是程度有限,加上当时的观察设备比较陈旧,放大倍率有限,在光学显微镜下看不到B中a和b之间的间隙(斜线所示),故误认为是没有间隙且很粗的C状态。因此,我们在联会状态下经常看到图2那样的画法。它的具体组成上其实有姐妹染色单体,因此图2中共有4条染色体,8条姐妹染色单体和8个DNA。随着减Ⅰ前期的不断进行,染色质螺旋化缩短变粗到一定程度(如图6中的D),加上变粗之后的a和b两条姐妹染色单体把对方向相反方向排挤,使得彼此之间的间隙变大,因此在光学显微镜下便能清晰地看到每条染色体上有两条姐妹染色单体,所以就变成E图的样子,即我们常说的四分体状态下的图3。
  图6
  对于“联会”与“四分体”的讨论,笔者首先可以确定的是所谓“四分体时期”的叫法是不妥的。翟中和等指出,前期Ⅰ分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期等五个时期。细线期主要出现染色质凝集。偶线期主要进行两条同源染色体的配对(即联会)并形成联会复合体;此时,两条同源染色体构成一个整体,“由于一对同源染色体中一条染色体是由2条染色单体所构
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