紧紧抓住同源染色体破解减数分裂难点

【摘 要】本文从减数分裂的本质出发，通过例题讲解的方法帮助学生更好地理解同源染色体的行为变化过程，从而理解和掌握减数分裂的过程及其本质，突破减数分裂内容因概念多又抽象的教学难点。

【关键词】减数分裂 同源染色体 姐妹染色体单体 着丝点分裂

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）06B-0157-02

减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂的过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。那么在减数分裂过程中是什么样的染色体减半？怎样实现减半呢？如果理解和解决了这两个核心的问题，那么就能牢固地理解和掌握减数分裂的实质。但要想很好地理解和掌握减数分裂，就得从认识同源染色体开始。下面通过分析各种题目，讲解突破减数分裂知识点的方法。

一、同源染色体的特征及举例

（一）同源染色体的特征

同源染色体的特征：（1）形态和大小基本相同的染色体（X 与 Y、Z 与 W、减数第二次分裂后期着丝点断裂而形成的两条染色体除外）；（2）在减数第一次分裂的四分体时期进行配对的染色体；（3）在这一对染色体中一个来自母方，另一个来自父方。

（二）例析

例 1.关于同源染色體的说法，正确的是（ ）

A.大小、性状都相同的两条染色体

B.减数分裂过程中发生配对的两条染色体

C.有丝分裂过程中发生配对的两条染色体

D.分别来自父方和母方的两条染色体

【学生误区】

学生经常认为只要某对染色体符合“形态、大小相同”或“分别来自父方和母方”的条件即属于同源染色体，而误选。

【方法指导】同源染色体的实质是在减数分裂过程中发生配对的两条染色体，故 B 才正确。

例 2.某二倍体生物的一个正在减数分裂的细胞如下图所示。下列有关说法正确的是（ ）

A.含有 2 对同源染色体

B.同源染色体是 1 和 2 以及 3 和4

C.1，2，3，4 号染色体上都含有 2 条单体

D.染色体组分别是 1 和 3 以及 2 和4

【学生误区】

很多学生错误地将细胞减数第二次分裂后

期着丝点断裂、姐妹染色体单体分离而形成形态大小相同的两条染色体（1和 2 或 3 和 4）当作同源染色体，因此误选 B。

【方法指导】

同源染色体的“同源”是从物种起源的角度命名的，专指细胞中形态结构功能相似的分别来自父母本的那两条称为一对“同源染色体”。而姐妹染色体是由姐妹染色单体着丝点分裂产生的两条染色体，并不是同源染色体。正确的是 D。

二、同源染色体的行为变化过程

（一）同源染色体的行为变化

在减数分裂过程中，同源染色体的分离是决定配子染色体数目是体细胞染色体的一半的关键。在生物的进化过程中，原始生殖细胞经过一系列有序的同源染色体行为变化，才成长为成熟的生殖细胞。这些行为变化包括，减 I 前期同源染色体联会和四分体形成、减 I 中期同源染色体（四分体）整齐排列在赤道板上、减 I 后期同源染色体分离以及非同源染色体自由组合，这些行为变化保证了同源染色体的精准分离，最后使成熟的生殖细胞中的染色体数目减半。

（二）例析

例 1.以下为某二倍体高等动物某器官中细胞分裂示意图。下列叙述正确的是（ ）

A.①④都处于减数第一次分裂，细胞内含有 2 个四分体

B.⑤⑥中着丝点分裂，染色体数目暂时加倍

C.②③中着丝点整齐排列在赤道板上，都是有丝分裂中期

D.①②③都是减数分裂过程图像，而④⑤⑥都是有丝分裂过程图像

【学生误区】

由于减 I、减 Ⅱ 以及有丝分裂过程涉及的细胞图像较多，学生没有理清楚三者之间的关系，不能分辨出具体的分裂图像，尤其是不会区分有丝分裂和减数第二次分裂的细胞图像。

【方法指导】

必须牢记，在减数第一次分裂过程中，同源染色体发生了哪些行为变化，减 I 前期发生同源染色体的联会和四分体、减 I 中期同源染色体（四分体）整齐排列在赤道板上、减 I 后期同源染色体分离以及非同源染色体自由组合。减 I 过程当中同源染色体的这些行为变化是减 Ⅱ 过程和有丝分裂过程完全没有的。而细胞中有无同源染色体的存在是二倍体生物有丝分裂过程与减 Ⅱ 过程的本质区别。正确的是 B。

例 2.某二倍体动物的某个精原细胞（只考虑如图的一对同源染色体）经减数分裂产生如下图所示的甲～丁四个精细胞。这四个精细胞中，来自同一个次级精母细胞的是（ ）

A.甲与乙 B.甲与丙 C.乙与丙 D.乙与丁

【学生误区】

学生由于无法辨别细胞图示所示的染色体形态，因而不能确定各细胞图示中所示的染色体的来源以及它们之间的关系。

次级精母细胞中无同源染色体，而来自同一个次级精母细胞的两个精细胞，它们的染色体完全相同（不考虑交叉互换）；若考虑交叉互换，则除了交换部分，染色体其余部分均相同。

【方法指导】

来源于同一个初级精母细胞的四个子细胞染色体组成特点是“两两相同”“两两互补”：来源于同一个初级精母细胞、不同次级精母细胞的精细胞中的染色体合在一起即是精原细胞的染色体组成，而来源于同一个次级精母细胞的精细胞染色体组成相同（不考虑交叉互换）。因此，配子来源的判断方法可以归纳如下：

（1）同一个次级精母细胞产生的两个精细胞，染色体可能完全相同（没有交叉互换）；

（2）若两个精细胞的染色体组成互补，则它们可能来自同一个精原细胞；

（3）若发生了交叉互换，则除了考虑“两两相同”、“两两互补”外，还需要以染色体未交换的片段作为判断依据。

故正确的是 C。

三、同源染色体的存在时期

（一）存在同源染色体的时期

由受精卵发育为一个个体，该个体的任何体细胞都含有同源染色体。细胞有丝分裂的意义在于使亲代细胞和子代细胞保持遗传物质一致性，因此，在有丝分裂过程中没有发生同源染色体分离。故，有丝分裂的全过程都含有同源染色体。而在减数分裂过程中，同源染色体已经在减数第一次分裂过程中分离，所以在减数第二次分裂过程中不存在同源染色体分离现象。

（二）例析

例 1.人体下列细胞中，一般含有同源染色体的一组是（ ）

①口腔上皮细胞；②精原细胞；③次级精母细胞；④成熟红细胞；⑤心肌细胞。

A.①⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.①②⑤

【学生误区】口腔上皮细胞、精原细胞、心肌细胞都是人体中的体细胞，均含有 23 对同源染色体。1 个初级精母细胞经减 I 产生 2 个次级精母细胞，同源染色体分离；成熟红细胞无细胞核，无染色体。学生比较容易忽略成熟红细胞没有细胞核这个特征，或者错误地认为“只有生殖细胞能进行减数分裂，同源染色体发生分离，所以只有生殖细胞才含有同源染色体，体细胞不含有同源染色体”而选错。

【方法指导】识记细胞类型及明确细胞所处的时期，可有效地判断细胞是否含有同源染色体。体细胞（成熟红细胞除外）均含有同源染色体，精原细胞和卵原细胞也是一类体细胞，因此，也含有同源染色体。有丝分裂全过程、减数第一次分裂过程中有同源染色体，而减数第二次分裂过程中无同源染色体。故正确的是 D。

例 2.某生物的性原细胞在减数分裂过程中，染色体与核DNA 数量的变化如下图所示。下列有 关说法，正确的是（ ）

A.1-8 阶段始终存在同源染色体

B.1-5 阶段始终存在姐妹染色单体

C.5-8 阶段染色体数与 DNA 分子数的比为1∶2

D.1-6 阶段染色体行为是生物变异的根本来源

【学生误区】减数第一次分裂，细胞中的同源染色体分离、非同源染色体自由组合，染色体数目减半；减数第二次分裂，着丝点断裂，姐妹染色单体分开，此时一条染色体对应一个 DNA 分子，形成的配子中的染色体数目为其体细胞染色体数目的一半。1-6 阶段为减Ⅰ-减 Ⅱ 中期，染色体可能存在交叉互换、发生基因重组，而生物变异的根本来源是基因突变。学生由于对各时期染色体行为的模糊认识，误选 C 选项。

【方法指导】学生只有理解了细胞减数分裂各时期染色体的行为，才能很好地确定各时期染色体与 DNA 的数目关系。为了更好地理解细胞分裂各时期染色体的行为，可将其概括为“减 Ⅰ 分同源，减 Ⅱ 分姐妹”。故正确的是 B。

围绕同源染色体这一核心概念，学生可以更好地将减数分裂中联会、四分体、交叉互换等相關概念、减数分裂与有丝分裂之间的异同、细胞不同分裂图像的判断、配子来源的判断、染色体与 DNA 数量变化曲线的分析等相关知识串联起来，构建减数分裂知识网络，从而有效地促进其对减数分裂知识的理解与内化。

【作者简介】王上锐，中学教师，柳州高级中学年级部副主任，教研组长和备课组长。

（责编 卢建龙）