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生物

基礎生物（下）4-1染色體與細胞分裂

板橋高中　陳妙嫻 老師

對學生來說，學習細胞分裂時，無論是有絲分裂或減數分裂，都是令人極為頭

痛的過程。除了死背，難道我們沒有別的方法，能將這個複雜的過程記下來嗎？

本篇文章將使用「為什麼是這樣分裂，而不是那樣分裂？」的提問技巧，藉由「對

比」的方式引導學生思考，進而將正確的答案記下來。在這個過程裡，也將該學會

的知識一一串進問題中。

如何

又為何這樣分裂？

08

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2 CHWAA全華圖書

『一套（n）染色體的概念』

一套、兩套染色體的概念是考卷中常考的內容，然而教科書卻很少仔細說明這個

觀念，學生也不太理解為何要有這個概念。

在課堂開始時，老師先講解有絲分裂的目的：生物因為生殖、再生或修復而要產

生新的細胞，而新的細胞必須要跟原本的一樣，因此只要將遺傳物質複製一份給新的

細胞，就可以將細胞的特徵遺傳下去。

既然細胞最後必須分裂成兩個，那麼一開始應該得要複製一份染色體，最後才能

分給兩個細胞（圖１）。複製的染色體會暫時先綁在一起，直到分給兩個細胞後才分

開。如果原本有四條染色體，複製完之後就會有八條。

複製

染色體複製後的結果：

複製時是以染色質的方式存

在，這部分先以國中所學的

情況帶入，最後再進行討

論。

圖1

那麼，８條染色體分給兩個細胞，

一個細胞會分到幾條呢？４條！

那麼，分成這樣（圖２），好嗎？

子細胞中的染色體分配不平均：

一個分到４條短的，另一個分到

４條長的。

圖2

此時老師故意設計成染色體分配不平均的現象，依直覺來說，學生肯定會說不對，

因為想也知道，應該要跟原本的一模一樣啊！而故意問這個問題，是為了引出「套」的

意義。

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3生物專刊

雖然我們會教導套數的觀念，也會要求學生背每個細胞的套數，然而面對這個問

題，大多數學生卻都愣住了，只有很少數的學生會回答：「沒有完整的特徵」或「沒

有完整的基因」，而正確答案是「這樣就沒有此生物控制所有性狀的基因」，這也就是

「套」的概念。以這個例子來說，一長一短就算是一套染色體，如果分裂後變成一個四

長、另一個四短的細胞，這些細胞就分別只具備部分的基因，誇張一點來說，可能一

個細胞只具有控制上半身的基因，而另一個細胞只具備控制下半身的基因。

如果一個細胞沒有各種型態的染色體，

會怎麼樣呢？

那如果染色體分成３短１長和１短３長

（圖３），可以嗎？

子細胞中的染色體分配不平均：

一個分到３短１長，另一個分到

１短３長。

圖3

這樣的話，這個生物已經擁有一套完整的染色體，只是另外兩條染色體不成一

套，難道不行嗎？此時反應快的學生可以想到一個更深入的問題：

我們知道，每個細胞在分裂完成後，仍然會產生具有完整兩套染色體的子細胞。

而上述問題雖然迷人難解，但是因為與課本無關，我們可以作為延伸問題，讓同學課

後去思考。

生物為什麼需要兩套染色體呢？一套染色體不就具

有所有性狀的基因了嗎？

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4 CHWAA全華圖書

『為什麼不這樣分，而要那樣分？』

因為高中生在國中已經上過細胞分裂了，那麼高中除了複習外，還能有什麼戲唱

呢？除了補充更多知識細節外，更可以深入探索與思考細胞分裂的奧祕。

接下來，教師可請同學看課本，並說明有絲分裂的過程。因為之前的鋪陳，現在

只需要說明有絲分裂中「染色體排在中間」及「染色體分開」的兩個步驟即可。

有絲分裂過程中，哪種染色體會彼此分離呢

（圖 4）？

複製的染色體會彼此分離！

課本上的有絲分裂過程：複製的染色體分離。

圖4

接著，教師可拿出預備的圖卡，把同源染色體分離的過程排給大家看（圖 5） 。

『不是課本上』的有絲分裂過程：同源染色體分離。

圖5

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5生物專刊

這些猜想都很厲害，聯會是真的很麻煩，需要很多蛋白質幫忙，才不會出錯。教

師可以大力稱讚學生，並且說明這些理由都有可能，不過，若過程沒出錯或是慢慢分

裂，結果還是正確的。

這兩種不同的方法，最後導致的結果相同。既然結果一樣，

那為什麼要複製的染色體分離，而不是同源染色體分離呢？

如果一個是顯性、另一個是隱性，這樣分就會

變成兩個顯性、兩個隱性，與本來的不一樣。

因為同源染色體配對容易出錯，

可能會變成 4長、4短的情況。

因為過程比較麻煩！

這位學生的意思是：如果原本細胞上的基因

是 AaBb，依第二種方法分的結果，會變成 AABB

和 aabb，那麼就跟原本的細胞不一樣了。所以，

第二種方法不只是「不好」，而是「不行」。教師可

以請學生上來，把基因寫在圖上，讓其他同學理

解其中的差異。

教師透過一個核心問題：「為什麼有絲分裂

時，要複製的染色體分離，而不是同源染色體分

離？」這樣的提問，不但可以加深學生的記憶，

更能促進學生思考：在另一種情況下，細胞分裂

時可能遭遇的問題。最後我們必須釐清一點，這

些思考的過程並非暗示演化的途徑，僅僅只是將

兩種情況做對比而已。

如果其中一個原稿錯了，那麼複製出來的還是錯誤，

而這兩條染色體去到同一個細胞，那麼就會兩個都錯。

　　當學生發表時，可能會因為用

字不明確、代名詞太多、句子不完

整，使其他同學難以理解。此時，老

師要先確認其他同學是否聽懂，接下

來再用「修補法」重述同學的說明，

或是請同學上臺畫圖講解。老師的修

補法可以使同學學習到專業用詞或具

體說法；而請同學再次說明，則可以

訓練同學的表達能力。因此，對話不

但可以讓同學自己領悟知識，還可以

練習表達，實在是一舉數得。

教學小祕笈

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6 CHWAA全華圖書

『染色質與染色體』

討論完有絲分裂之後，教師可以請學生比

較黑板上細胞分裂的圖和課本上的有何不同？

答案會有紡錘絲、中心體⋯⋯，部分學生會注

意到細胞分裂開始時，染色質已經複製完成，

也就是說，複製時是以染色質的形式存在的。

而染色質和染色體的差異（圖 6），主要是纏繞

的程度不同，染色質比較鬆散，染色體纏繞的

很緊密。

染色質：

細胞分裂前，細胞核中可見鬆散

的染色質，此時會進行複製。

染色體：

當細胞準備進行分裂時，已完成

複製的染色質會濃縮成短棒狀的

染色體。

圖6

這個問題算是一個簡單、但是不容易想到的問題，意思是若有人想出答案，大

概多數人可以很快的理解，只是學生無法用精確的詞語說明，而且通常只會解釋其

中一項。此時老師就要追問：「如果鬆散比較好用，那麼為什麼不從頭到尾都是鬆散

的？」，或是「如果纏的緊一點比較好拉，那麼分裂完後為何又要變鬆？」若此時再說

明染色體的構造，學生可以更清楚的理解纏繞鬆緊的差異，提到基因的表現時，也可

以再次強調染色質和染色體間型態的變化。

為什麼不分裂及複製時

要呈現鬆散狀，而分裂

時卻要纏繞緊密呢？

因為纏的緊一點比較好拉！

因為鬆散的時候比較好用！

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7生物專刊

『老師在課堂上說錯誤的答案，會不會讓學生混淆？』

本次課堂的核心問題是「有絲分裂時，為什麼是複製的染色體分離，而不是同源染

色體分離？」在討論的過程中，學生看似在回答一個和課程內容無關的問題，但為了回

答這個問題，必須把兩種分離方法「對比」來看，此時「誰和誰分離」才真正被凸顯出

來，除此之外，「染色體排在中間」的意義也同時被彰顯。

在整堂課中，學生藉由一個有意義的問題，先學習了有絲分裂的過程，進而理解

同源染色體的意涵，最後還能跟複製的染色體對比，所有應該學的知識，全都被串起

來了。

不過，在課堂上講錯誤的答案，會不會使學生感到混淆呢？我認為恰恰不會。

破除錯誤觀念最好的方法，就是討論它為什麼錯。因為學生不斷思考「它到底為什麼

錯？」，腦中一直跟正確的答案對照，自然就留下「它是錯的」的印象，而如果學生能

自己想出錯誤的理由，印象就會更加深刻。因此，直接和迷思概念正面對決，將其作

為教案的材料，反而能解決問題。

細 胞 分 裂

染色體套數有絲分裂的染色體分離方式

染色質v . s染色體

學生經由「對比思考」，分別將正確及錯誤觀念記下來

「 細 胞 分 裂 」 教 學 概 念 圖

教學主題

重要概念

教師提問

教學成果

( 1 )

( 2 )

8 條 染 色 體 分成 4 短 和 4 長好嗎？8 條 染 色 體 分成 3短 1 長、 1短 3長好嗎？

有絲分裂中，為何是複製染色體分離，而不是同源染色體分離？

為何複製時要鬆散的（染色質），分裂時要 纏 繞 緊 密（染色體）？

圖照來源 杕 Josef Reischig（n.d.）.File:Mitosis (261 15) Pressed; root meristem of onion.jpg. Retrieved

October 20, 2017, from https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mitosis_(261_15)_Pressed;_

root_meristem_of_onion.jpg

杌 Regina Bailey（2017）.Learn About the Stages of Meiosis. Retrieved October 20, 2017, from

https://www.thoughtco.com/stages-of-meiosis-373512

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