剖析高中生物有丝分裂

苏楠楠

摘 要： 有丝分裂是高中生物中重要的一部分，对生物遗传具有重要意义，学生要熟练掌握有丝分裂每个时期的特征，这是做关于有丝分裂类型题的基本要求。有丝分裂非常重要，本文对有丝分裂的基本概念，有丝分裂各个时期特点，各个时期染色体、染色单体、DNA的数量变化及有丝分裂实验解析作了简要的介绍。

关键词： 高中生物 有丝分裂 分裂间期 分裂期

一、有丝分裂基本概念

有丝分裂是真核细胞分裂产生体细胞的过程，是细胞分裂的基本形式，周期性是细胞有丝分裂的一个重要性质，即连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，此为一个细胞周期，过程主要涉及DNA、染色体、染色单体的数量变化及有关酶的合成，等等。有丝分裂使得遗传物质在世世代代间得以准确传递，也使得生物个体正常生长与发育，保证了物种繁衍的连续性和稳定性。

二、有丝分裂各个时期特点

一个完整的细胞周期包括分裂间期与分裂期。

分裂间期是细胞周期的开始，间期分为DNA合成前期、DNA合成期、DNA合成后期，分别简称为G1、S、G2。染色体、蛋白质、DNA解旋酶的合成主要在G1期完成，S期主要进行DNA的复制，而用于细胞分裂时的各种酶、纺锤体、蛋白质的合成在G2期完成。分裂间期的主要特点是：由于染色质未高度螺旋，因此存在形式是染色质，而不是染色体，在此期间完成了DNA的复制和有关蛋白质的合成。

分裂期分为四个时期：前期、中期、后期、末期。前期最主要的特点是染色质高度螺旋变成染色体，细胞核体积增大，核仁逐渐解体，核膜慢慢消失，在细胞的两端开始形成纺锤体。中期是观察染色体最好的时期，这时的纺锤体清晰可见，染色体的着丝点都整齐地排列在细胞的赤道板上，需要注意的是，赤道板实际上并不存在，只是为了方便而假设出来的平面。在后期时，纺锤丝牵引着姐妹染色单体移向细胞的两极，分开的染色体称为子染色体。细胞进入有丝分裂末期时的现象与前期的现象刚好相反，这时出现了核膜、核仁，而纺锤体、染色体消失了，细胞裂开，分为两个，形成两个子细胞，这个阶段出现了细胞板，细胞板可形成植物细胞的细胞壁。

三、各个时期染色体、染色单体、DNA的数量变化

自然界中，二倍体的生物居多。以二倍体为例，分析细胞分裂中染色体、DNA、染色单体的数目变化。

染色体：假设原来有染色体2n条，在分裂间期主要进行的是DNA的复制与有关蛋白质的合成，染色体在数目上没有变化，在前期时，染色质缩短变粗变成染色体，但是染色体在数目上没有变化，在分裂中期时，染色体整齐地排列在赤道板上，数目仍然没有发生变化，依然为2n，在后期时，着丝点一分为二，染色单体分离，这时染色体的数目发生了变化，变为原来的两倍，即4n，末期形成了细胞板，将细胞一分为二，染色体的数目变为原来的二分之一，即2n。

染色单体：若假设原来有染色体2n条，则在分裂间期开始时，染色单体数目为0，在间期时，染色体复制，复制过程中染色单体由0变为4n，在分裂前期时，染色体只在形态上发生了变化，数目上没有发生变化，染色单体数目也没有发生变化，依然为4n，在中期时，染色单体数目依然没有发生变化，即4n，在后期时，因为着丝点发生分裂，染色单体数目变为0，在末期时，染色单体数目依然为0。

DNA：设原来DNA的数量为2n，在有丝分裂间期时，DNA复制，数目加倍，DNA变为原来的二倍，数目由2n变为4n，在前期时，DNA没有发生变化，数目依然为4n，在中期时，DNA数目依然为4n，后期时，着丝点分离，染色单体分离，但DNA数目没有发生变化，为4n，在末期时，因为染色体已经被平均地分配在两个细胞中，DNA也被平均分配在两个细胞中，所以DNA变为原来的二分之一，即2n。

四、有丝分裂实验解析

有丝分裂实验原理是：通过实验，观察有丝分裂各个时期染色体的变化情况。

实验材料有：洋葱的根尖（分生区细胞不停地进行分裂，便于实验观察）。

实验仪器有：洋葱鳞茎、镊子、培养皿、载玻片、盖玻片显微镜、15%的盐酸溶液、醋酸洋红染液、95%的乙醇、酒精灯等。

实验步骤：1.洋葱根尖的培养。在做实验之前，先取一个洋葱，放在盛满清水的广口瓶上，洋葱的底部必须接触到瓶内的水，要经常换水，实验必须在气候温暖的地方进行。观察根长约5厘米（这个部位长势最佳），就可以用来做实验了。

2.装片的制作。装片的制作分为解离、漂洗、染色、制片四个步骤，上午10点至下午2点，洋葱根尖细胞处于分生区的细胞较多，对实验有利，要取洋葱根尖2～3毫米作为实验材料，将质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1：1混合，将处理好的实验材料放入混合液中，过4分钟左右后取出根尖；用镊子将泡软的根尖取出，放入盛有清水的器皿中；用醋酸洋红溶液将洋葱根尖染色，染色时间约为4分钟，染色的目的是使染色体着色，便于观察；最后用镊子将染色过的实验材料取出来，放在载玻片上，加一滴清水用镊子将根尖铺平，盖上盖玻片，要特别注意的是，要在盖玻片上再加一层载玻片，然后轻轻压盖玻片。

实验观察：制成的装片要先在低倍镜下观察，慢慢移动装片先找到分生区的细胞，再用高倍镜观察，用细准焦螺旋和反光镜将视野调清晰，观察细胞各个时期的变化。

五、结语

有丝分裂在所有分裂方式中占有重要的地位，它保证了组织及细胞间遗传的一致性，对人类正常生活、世代繁衍具有重要意义。

参考文献：

[1]李卫山.《有丝分裂》典型教学设计研究.