夏頔

【摘要】筆者在高三復(fù)習(xí)的實(shí)際教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對(duì)于DNA半保留復(fù)制中簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)計(jì)算多能正確應(yīng)對(duì)，一旦以其他相關(guān)知識(shí)作為背景或載體綜合考查時(shí)則無法順利解答，故筆者展示了同位素標(biāo)記法結(jié)合DNA半保留復(fù)制與細(xì)胞分裂過程的綜合考察的典型二例，淺析筆者實(shí)際教學(xué)中時(shí)取得較好效果的推理方法，以期能有助于教師更有效地指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)，同時(shí)提高學(xué)生的綜合分析及判斷能力。

【關(guān)鍵詞】同位素標(biāo)記 DNA復(fù)制 細(xì)胞分裂

全國(guó)高考考試大綱（新課標(biāo)版）和考試說明中關(guān)于“DNA分子的復(fù)制”具體要求為：能理解DNA分子的復(fù)制與其他相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系和區(qū)別，并能在較復(fù)雜的情境中綜合運(yùn)用其進(jìn)行分析，判斷，推理和評(píng)價(jià)。其中運(yùn)用DNA半保留復(fù)制原理進(jìn)行計(jì)算是該部分的常見題型。在高三復(fù)習(xí)的實(shí)際教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對(duì)于半保留復(fù)制中簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)計(jì)算多能正確應(yīng)對(duì)，一旦聯(lián)系細(xì)胞分裂過程為背景綜合考查時(shí)則無法順利解答，下面筆者就DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂過程中同位素標(biāo)記法的綜合應(yīng)用談一下指導(dǎo)高三復(fù)習(xí)備考中的一些的經(jīng)驗(yàn)。

在這一知識(shí)板塊中，由于細(xì)胞分裂間期完成染色體的復(fù)制，包括DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，之后DNA隨著染色體的變化進(jìn)入到子細(xì)胞中。故常以染色體作為標(biāo)記載體，給予學(xué)生的背景較前述題型更復(fù)雜多變，考查學(xué)生在這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)上綜合運(yùn)用，分析推理的能力，要求較高。即便是高三的學(xué)生，能熟練且正確的解決此類綜合題型的同學(xué)并不多，學(xué)生反映解答時(shí)較為困難。以下題為例：

例1：蠶豆根尖細(xì)胞在含3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)基中完成一個(gè)細(xì)胞周期，然后在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標(biāo)記分布情況是（ ）

A.每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記 B.每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記

C.只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記 D.每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記

答案：B

教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生解題時(shí)的困難主要在于無法準(zhǔn)確完成染色體與DNA的轉(zhuǎn)換，因題中涉及染色單體標(biāo)記情況，故學(xué)生時(shí)常將染色體復(fù)制后形成兩條姐妹染色單體的結(jié)果直接替換為DNA半保留復(fù)制的結(jié)果，以此題為例，即得出右圖錯(cuò)誤的圖示，導(dǎo)致同樣方法分析第二個(gè)細(xì)胞周期后得出錯(cuò)誤答案。

因此，筆者在教學(xué)中建議學(xué)生以畫簡(jiǎn)圖的形式，直觀呈現(xiàn)細(xì)胞分裂中相應(yīng)時(shí)期染色體的變化及DNA復(fù)制結(jié)果，轉(zhuǎn)換結(jié)果顯而易見，取得了較好的教學(xué)效果，思路如下：

1.以圖示展現(xiàn)題中細(xì)胞分裂中染色體行為變化；（熟練后可省略）

2.繪制對(duì)應(yīng)時(shí)期中染色體上DNA變化，根據(jù)DNA半保留復(fù)制原則注明標(biāo)記情況

（注意以著絲點(diǎn) 連接兩條姐妹染色單體，每條單體中均含一個(gè)雙鏈DNA分子）；

3.根據(jù)題中要求識(shí)圖完成染色體，染色單體與DNA的標(biāo)記問題轉(zhuǎn)換。

至此，識(shí)圖即得出根尖細(xì)胞在不含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記，且被標(biāo)記的單體中DNA分子只有一條鏈含有同位素標(biāo)記。

例2：用32P標(biāo)記的動(dòng)物體細(xì)胞（2N=20）的DNA分子雙鏈，再將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)入不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，讓其連續(xù)進(jìn)行有絲分裂，若一個(gè)細(xì)胞中的染色體總條數(shù)和被32P標(biāo)記的染色體條數(shù)分別是40條和2條，則這至少是第幾次分裂的分裂期（ ）

A.第一次 B.第二次 C.第三次 D.第四次

答案：C

解析：依題意，該體細(xì)胞含20條染色體即10對(duì)同源染色體，若出現(xiàn)染色體條數(shù)為40條，則知該細(xì)胞處于細(xì)胞分裂的后期。若用曲線表示含32P的母鏈，用直線表示在不含32P的培養(yǎng)基中所合成的新DNA鏈，則以其中一對(duì)同源染色體為例做圖如下：

由上述分析亦可以看出，當(dāng)細(xì)胞連續(xù)分裂至第三次以后，細(xì)胞中含有同位素標(biāo)記的染色體數(shù)目具有隨機(jī)性，無法具體分析，故目前多以連續(xù)兩次有絲分裂或者減數(shù)分裂為題干背景。在基礎(chǔ)知識(shí)熟練的前提下采用畫簡(jiǎn)筆圖的形式解決此類問題并不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間，反而提高了解題正答率。上述簡(jiǎn)圖法亦可以用于考查DNA復(fù)制時(shí)發(fā)生基因突變與細(xì)胞分裂聯(lián)系情景中的綜合推理。

從以上論述可以看出，教師在實(shí)際教學(xué)及復(fù)習(xí)備考中，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，應(yīng)多結(jié)合生物學(xué)科的特點(diǎn)以及學(xué)生熟悉的圖例，將復(fù)雜問題層層剝開，變?yōu)槎鄠€(gè)熟悉情境及問題的整合，便于學(xué)生掌握，只有教師在教學(xué)中多思考，多整合，探索如何更有效地指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)，才能助力于學(xué)生提高復(fù)雜情境中綜合分析，推理及判斷的能力。