生物檢索表在高中生物解題中的應(yīng)用

生物檢索表是生物學(xué)研究中常用的一種專業(yè)工具，通過將某一群生物依照某些穩(wěn)定且易于觀察和鑒別的特征進(jìn)行一系列的化分，最終指向門、綱、目、科、屬、種乃至亞種等分類階元，多用于對未知分類地位的生物進(jìn)行利，學(xué)分類和鑒別。在高中生物教學(xué)中，常會遇到類似的問題，如細(xì)胞有絲分裂與減數(shù)分裂圖像的鑒別、遺傳病類型的判別、遺傳方式的推斷等。這些問題涉及的生命現(xiàn)象易于混淆，卻又各具易于區(qū)分的穩(wěn)定而顯著的特征或規(guī)律，故可借鑒分類檢索表的原理，將相關(guān)原理或本質(zhì)特征編制成判別檢索表，用于這些難點(diǎn)問題的解決?；诖耍P者嘗試將檢索表引入到高中生物教學(xué)中，利用平行式檢索表格式編制了細(xì)胞分裂方式判別、遺傳病類型判別及遺傳方式推斷等判別檢索表，取得了較好的教學(xué)效果。

1 細(xì)胞分裂方式檢索表(以二倍體為例)

①分裂過程中無紡錘體、染色體出現(xiàn)……………………………………………無絲分裂

①分裂過程中有紡錘體、染色體出現(xiàn)……②

②細(xì)胞中無同源染色體……………………③

②細(xì)胞中有同源染色體……………………④

③染色體著絲點(diǎn)排列于赤道板上…減Ⅱ中期

③染色體著絲點(diǎn)分裂，細(xì)胞質(zhì)均等分配或不均等分配……………………………………減Ⅱ后期

(次級精母細(xì)胞、第一極體或次級卵母細(xì)胞)

④無同源染色體的變化……………………⑤

④有同源染色體的變化……………………⑥

⑤染色體著絲點(diǎn)排列于赤道板上………………………………………有絲分裂中期

⑤染色體著絲點(diǎn)分裂，子染色體分向兩極………………………………………有絲分裂后期

⑥同源染色體聯(lián)會、形成四分體或?qū)ΨQ排列于赤道板兩側(cè)………………………減I前期或中期

⑥同源染色體分離并移向兩極……………⑦

⑦細(xì)胞質(zhì)均等分配…減I后期(初級精母細(xì)胞)

⑦細(xì)胞質(zhì)不均等分配……………………………減I后期(初級卵母細(xì)胞)

此檢索表還可進(jìn)一步細(xì)化和擴(kuò)充。查用檢索表時，根據(jù)圖像的特征與檢索表上所記載的特征進(jìn)行比較，逐級遞進(jìn)，便可檢索出該圖像的歸屬。

[例1]圖1為三個處于分裂期細(xì)胞的示意圖，下列敘述中正確的是( )

A.甲可能是丙的子細(xì)胞

B.乙、丙細(xì)胞不可能來自同一個體

C.甲、乙、丙三個細(xì)胞均含有二個染色體組

D.甲、乙、丙三個細(xì)胞均含有同源染色體

解析：解答此題的關(guān)鍵是結(jié)合相關(guān)的原理準(zhǔn)確地判斷出相關(guān)圖像的歸屬(分裂類型及時期)。據(jù)圖1中顯示的特征并結(jié)合檢索表可知：三個細(xì)胞均無細(xì)胞壁但有中心體，故全為動物細(xì)胞。甲中有四條染色體，但無同源染色體，姐妹染色單體分開后形成的子染色體正在分離且細(xì)胞質(zhì)均等分配，說明甲為處于減數(shù)第二次分裂后期的動物細(xì)胞，即甲可能是第一極體或次級精母細(xì)胞，此時細(xì)胞內(nèi)有2個染色體組。乙中染色體著絲點(diǎn)分裂導(dǎo)致染色體暫時加倍，移向每一極的染色體中均有同源染色體，共含4個染色體組且細(xì)胞質(zhì)均等分配，說明乙是處于有絲分裂后期的動物細(xì)胞。丙中有2個染色體組，同源染色體正在分離，且細(xì)胞質(zhì)均等分配，應(yīng)為處于減數(shù)第一次分裂后期的初級精母細(xì)胞。結(jié)合減數(shù)分裂過程，從非同源染色體的組合來看，甲可能是丙的兩個子細(xì)胞(次級精母細(xì)胞)之一；從染色體組成來看，乙、丙染色體組成相同，可能來自同一雄性動物個體，只是兩者所屬分裂方式不同。

參考答案：A。

2 遺傳病類型檢索表

①患者表現(xiàn)為母系遺傳(母病則子女均病，父病子女均無病)…………………………細(xì)胞質(zhì)遺傳病

①患者不表現(xiàn)為母系遺傳…②細(xì)胞核遺傳病

②患者表現(xiàn)為家族聚集傾向且發(fā)病受環(huán)境影………………………………………多基因遺傳病

②患者無家族聚集傾向且發(fā)病不受環(huán)境影響……………………………………③單基因遺傳病

③患者只在男性中出現(xiàn)…伴Y染色體遺傳病

③患者在男女中都會出現(xiàn)…………………④

④患病夫婦不會有正常孩子………………⑤

④患病夫婦有正常孩子……………………⑥

⑤患者男多女少，正常夫婦無病女；母病子必病……………………………伴X染色體隱性遺傳病

⑤患者男女均等，正常夫婦可能有病女；母病子未必病………………………常染色體隱性遺傳病

⑥患者男少女多，患病夫婦無常女；父病女必病……………………………伴X染色體顯性遺傳病

⑥患者男女均等，患病夫婦有常女；父病女未必病……………………………常染色體顯性遺傳病

[例2]圖2為某家系遺傳病的遺傳圖解，該病不可能是( )

A.常染色體顯性遺傳病

B.常染色體隱性遺傳病

C.X染色體隱性遺傳病

D.細(xì)胞質(zhì)遺傳病

解析：遺傳系譜分析是常見的遺傳學(xué)題型之一，因其蘊(yùn)涵著多種變化而常作為考查綜合能力的難題。本題只為遺傳病的分析提供了一個遺傳系譜，因此不能從男女發(fā)病率(從自然人群調(diào)查中得到)角度分析，只能利用家系遺傳圖解提供的信息分析。利用檢索表結(jié)合遺傳系譜中相關(guān)患者的發(fā)病情況可知：“母病則子女均患病”，該病具有母系遺傳的特點(diǎn)，說明該病可能是細(xì)胞質(zhì)遺傳；而從“母病、女病而父正”現(xiàn)象，不能排除該病為伴X染色體顯性遺傳病以及常染色體顯性或隱陛遺傳病的可能性，但可斷定該病不會是伴X染色體隱陛遺傳病。因為若為伴X染色體隱性遺傳病，則“女病父必病”，與系譜中“女病而父正”現(xiàn)象相矛盾，所以只能選C項。

參考答案：C。

3 基因位置(遺傳方式)的推斷檢索表

①正、反交的結(jié)果相同……………………細(xì)胞核遺傳中的常染色體遺傳

①正、反交的結(jié)果不同……………………②

②正、反交后代性狀均同母本(即母系遺傳)…………………………………………細(xì)胞質(zhì)遺傳

②正、反交后代性狀與性別相關(guān)聯(lián)且分離比在兩性間不同………………………………………③

③表現(xiàn)為交叉遺傳，患者男性多于女性…………………………………X染色體隱性遺傳

③表現(xiàn)為交叉遺傳，患者女性多于男性…………………………………X染色體顯性遺傳

[例3]某果蠅品系有三組性狀：Ｉ和Ｉ’、Ⅱ和Ⅱ’、Ⅲ和Ⅲ’(Ｉ、Ⅱ、Ⅲ表示顯性性狀，Ｉ’、Ⅱ’、Ⅲ’表示隱性性狀)，請根據(jù)以下幾組實驗結(jié)果，分析上述三組性狀的控制基因的位置和遺傳方式，并簡要說明理由。

①早♀Ｉ×♀Ｉ’→F₁♀表現(xiàn)Ｉ性狀；♀Ｉ’×♀Ｉ→F₁表現(xiàn)Ｉ性狀，說明：_________。

②♀Ⅱ×♀Ⅱ’→F₁表現(xiàn)Ⅱ性狀；♀Ⅱ’×♀Ⅱ→F₁表現(xiàn)Ⅱ性狀(♀)和Ⅱ’性狀(♀)，說明：___________。

③早Ⅲ×6Ⅲ’→F₁表現(xiàn)Ⅲ性狀；♀Ⅲ’×6Ⅲ→F₁表現(xiàn)Ⅲ’性狀，說明：__________。

解析：遺傳方式的推斷基于遺傳學(xué)的相關(guān)原理(遺傳的基本定律、伴性遺傳等)，是教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。正交與反交的結(jié)果常用于細(xì)胞質(zhì)遺傳與細(xì)胞核遺傳的鑒別，而其在細(xì)胞核遺傳的伴性遺傳中存在的差異卻常被忽視。據(jù)檢索表可知：實驗①中正反交結(jié)果相同，說明Ｉ性狀為顯性性狀且與性別無關(guān)，控制Ｉ和Ｉ’的基因在常染色體上，屬于細(xì)胞核遺傳中的常染色體遺傳；實驗②中正、反交所得后代表現(xiàn)型不同且與性別相關(guān)聯(lián)，說明控制Ⅱ和Ⅱ’的基因在X染色體上，屬于細(xì)胞核遺傳中的伴性遺傳；實驗③中正、反交所得后代性狀均與母本相同，具有典型的母系遺傳特征，說明相關(guān)基因位于細(xì)胞質(zhì)中，屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。

參考答案：①控制Ｉ和Ｉ’的基因在常染色體上，屬于細(xì)胞核遺傳中的常染色體遺傳。因為正交、反交的結(jié)果相同，F(xiàn)₁總是表現(xiàn)顯性性狀

②控制Ⅱ和Ⅱ’的基因在性染色體上，屬于細(xì)胞核遺傳中的伴性遺傳。因為F₁在不同性別中出現(xiàn)了不同的性狀分離比

③控制Ⅲ和Ⅲ’的基因在細(xì)胞質(zhì)中，屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。因為F₁總是表現(xiàn)出與母本相似的性狀

不難看出，檢索表可以揭示有關(guān)生命活動的本質(zhì)特征及規(guī)律，并使之得以高度概括與簡捷、有序的呈現(xiàn)，即使是初學(xué)者也能一目了然，從而使原本不易解決的難點(diǎn)問題被輕易地化解。