一道遗传学综合性试题分析

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  高考不仅仅是考察学生对知识点的掌握,更注重的是学生对于知识的迁移、整合和运用,如此一来,学生就不能再单纯的靠死记硬背得分了。进入高三第一轮复习,需要对所学知识进行一次全面细致的查漏补缺,更要注意相关知识点的前后联系,逐步形成系统知识。下面以一道遗传学综合性试题的解答为例进行进一步的诠释。
  将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养,该细胞分裂两次后形成4个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是
  A.若子细胞中染色体数为2N,则其中含3H的染色体数一定为N
  B.若子细胞中染色体数为N,则其中含3H的DNA分子数为N/2
  C.若子细胞中染色体都含3H,细胞分裂过程中会发生基因重组
  D.若子细胞中有的染色体不含3H,细胞分裂过程中发生了同源染色体分离
  答案:C
  这道题目综合性比较强,主要考察了三个方面的知识:有丝分裂、减数分裂和DNA分子的半保留复制。不仅考察了对相关知识点的理解,还要求做题的学生能对其融汇贯通的运用。
  对于相当一部分学生来说,这道题目存在一定的难度。如果只是单独对细胞分裂过程中的染色体行为进行分析,或者针对DNA的复制进行判断,都无法很好的完整解答。而这需要将两者结合运用,是对学生的综合能力的考察。
  首先,需要同学们能够理解题目所暗含的信息。题干中“该细胞分裂两次后形成4个大小相等的子细胞”有两层含义:一是该细胞经过两次有丝分裂形成4个大小相等的子细胞,二是该细胞为雄性原始生殖细胞(即精原细胞)经过减数分裂形成4个大小相等的子细胞(即精细胞)。也就是说,根据所给信息,先从两个角度去解题:有丝分裂和减数分裂。
  这就要求学生对这两种细胞分裂方式有一定的知识基础。下面简单的利用图形进行比较(以染色体的变化为例):
  有丝分裂过程如下图:
  减数分裂过程如下图:
  从图形中可以看出:
  通过有丝分裂,亲子代细胞染色体数目没有变化,因为染色体复制一次,细胞分裂一次。而减数分裂过程中由于染色体只复制一次,细胞连续分裂两次,使得子细胞最终染色体数目是体细胞的一半。
  根据题意A选项中“若子细胞中染色体数为2N”意味着该细胞进行有丝分裂两次,B选项中“若子细胞中染色体数为N”则该细胞进行减数分裂。
  如果只是对这两种细胞分裂过程进行分析,这还不能完全的解题,
  还需要对DNA分子的半保留复制的过程进行理解。题目中“将某一经3H充分标记DNA,置于不含3H的培养基中培养”,假设DNA进行多次复制,则DNA的半保留复制如下图:
  下面根据题意结合染色体和DNA的变化进行分析:
  (1)将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞置于不含3H的培养基中培养,该细胞有丝分裂两次后形成4个大小相等的子细胞。
  第一次有丝分裂过程如下图,子细胞中的每条染色体都被标记,但是其DNA分子中只有一条链含3H。
  第二次有丝分裂过程如下图,子染色体中只有一半被标记,这两条子染色体分别分配到两个子细胞中。被标记的染色体中的DNA分子中只有一条链含3H。
  综上分析,该雄性动物细胞中的染色体数为2N,经过两次有丝分裂,子细胞中染色体数为2N,子细胞中染色体是否含3H无法判定,所以含3H的染色体数为0-2N。
  (2)将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞置于不含3H的培养基中培养,该细胞减数分裂后形成4个大小相等的子细胞。
  减数第一次分裂:子细胞中染色体数目是原来体细胞的一半,其中的每条染色单体都被标记,其DNA分子中只有一条链含3H。
  减数第二次分裂:子细胞中的每条染色体都被标记,其DNA分子中只有一条链含3H。
  综上分析,该雄性动物细胞中的染色体数为2N,经过减数分裂,子细胞中染色体数为N,子细胞中染色体都含3H,含3H的染色体数为N。
  可以看出对这道题目的解答是层层递进、环环相扣,要求学生有较强的逻辑思维能力。在解题时注意方法,运用所学知识借助图形分析,不能想当然,要勤动手,多动笔,在图形中对有关知识进一步理解,对有关内容加强联系运用。
  (作者单位:江西省赣州市会昌中学341000)
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