高中生物染色體變異類問題的解題方法探析

張書生

[摘要]生物是一門重要的高中課程，染色體變異問題是高中生物課中十分重要的知識(shí)點(diǎn)，在高考生物考試中所占的比例也較高。染色體變異類問題帶有較強(qiáng)的抽象性，加上該類型題目的固定解題模式還尚未出現(xiàn)，更是加大了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。因此，加強(qiáng)對(duì)高中生物染色體變異類問題解題方法的研究是一項(xiàng)重要的工作。通過多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該類問題的解題思路進(jìn)行介紹，以更好地梳理染色體變異類問題的解題思路，強(qiáng)化學(xué)生的解題技巧，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

[關(guān)鍵詞]高中生物;染色體變異;解題方法

染色體變異是屬于遺傳學(xué)科的內(nèi)容。生物教學(xué)是高中課程的重要組成部分，對(duì)學(xué)生該部分知識(shí)點(diǎn)的考查主要集中在遺傳學(xué)理論上。歷年考試中，染色體變異類問題是教學(xué)考查的重點(diǎn)。因此，加強(qiáng)對(duì)該類問題解題方法的研究，可提升學(xué)生在染色體變異類問題上的解題技巧，幫助學(xué)生抓住分值。以下是筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出的染色體變異類問題的解題方法。

一、從染色體變異有關(guān)知識(shí)點(diǎn)上，挖掘解題方法

遺傳學(xué)是高中生物學(xué)科的重要教學(xué)內(nèi)容之一。遺傳學(xué)中涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，牽扯許多概念性的知識(shí)點(diǎn)。染色體變異是遺傳學(xué)的重要組成部分。解決染色體變異類的有關(guān)題目，首先要確保學(xué)生明確遺傳學(xué)中的有關(guān)概念，從概念入手指導(dǎo)學(xué)生理清該類問題的解題思路。高中生在學(xué)習(xí)染色體變異有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的過程中，需要熟練掌握、理解知識(shí)性的概念，強(qiáng)化對(duì)概念的記憶。在此基礎(chǔ)上，再幫助學(xué)生理清解題脈絡(luò)，如染色體的概念、染色體的構(gòu)成單位、染色體自身的結(jié)構(gòu)和數(shù)目對(duì)基因序列的影響，以及什么是同源染色體和非同源染色體等，并且學(xué)生自身也要對(duì)染色體變異的有關(guān)概念充分了解，如染色體變異產(chǎn)生的原因、表現(xiàn)出的現(xiàn)象、變異過程中染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)量的變化、染色體變異的類型等。了解以上有關(guān)染色體的概念知識(shí)，可降低學(xué)生的解題難度。

比如，在蘇教版高中生物教學(xué)中，有以下關(guān)于染色體變異的題目：在一個(gè)家庭中，母親是色盲，父親正常，他們生出來的兒子色覺是正常的，但是兒子的性染色體為XXY，分析引起兒子性染色體出現(xiàn)變異的原因是什么？A正常精子和異常卵細(xì)胞結(jié)合;B異常精子和異常卵細(xì)胞結(jié)合;C異常精子和正常卵細(xì)胞結(jié)合;D胚胎發(fā)育過程中卵裂階段發(fā)育不正常。在解答以上題目時(shí)，需要學(xué)生對(duì)染色體數(shù)目變異、結(jié)構(gòu)變異等知識(shí)點(diǎn)加以區(qū)別，并將導(dǎo)致染色體數(shù)目變異的原因進(jìn)行匯總，根據(jù)變異原因進(jìn)行分類。這樣可幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系，由此順利得出該題目的正確答案為C。

再如，以下ABCD四個(gè)選項(xiàng)，不正確的是哪個(gè)？A沒有經(jīng)過授粉后的西瓜花蕾采用生長(zhǎng)素處理，所結(jié)出的無籽西瓜是二倍體;B利用染色體變異原理也可以培育出無籽西瓜;C八倍體小黑麥品種的培育是利用了染色體變異的原理：D要提高青霉素菌株的產(chǎn)量，可以借助染色體變異的原理進(jìn)行培育。在解答以上問題時(shí)，可以將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解，如分解成染色體變異類型的問題，包括數(shù)目的變異和結(jié)構(gòu)的變異，染色體組數(shù)的變異，包括二倍體、多倍體、單倍體，此外掌握育種方法方面的問題，如花藥離體培養(yǎng)法等。在明確以上知識(shí)概念的基礎(chǔ)上，可得出問題的正確答案是A。

二、從題目已知條件中，探索解題方法

高中生物染色體變異類問題較為常見。在解答此種類型的問題時(shí)，需要學(xué)生熟練掌握有關(guān)染色體的概念，正確區(qū)分染色體變異和基因突變。在此基礎(chǔ)上，還要善于從題目中探索答案，根據(jù)題目中的一種條件提取有用信息，據(jù)此找到問題的正確答案。在找到題目中可以用來解答問題的已知條件后，可以采用圖形結(jié)合的方式，提取題目中有價(jià)值的信息。此外，在閱讀題目時(shí)，需要思考問題中涉及的是哪方面的知識(shí)點(diǎn)。舉例來說，在學(xué)習(xí)幾倍體生物（這里所說的幾倍體主要是指生物配子細(xì)胞中染色體的組數(shù)）知識(shí)點(diǎn)時(shí)，通常情況下，生物配子細(xì)胞染色體中的組數(shù)會(huì)呈現(xiàn)減半的情況，但是不少學(xué)生容易在審題時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。當(dāng)生物體的染色體與體細(xì)胞一致時(shí)，染色體組數(shù)可以根據(jù)體細(xì)胞來判斷。此外細(xì)胞染色體組數(shù)的判斷條件可以是相同性狀基因出現(xiàn)的頻次，也可以是同音字母的數(shù)量。其中在分析染色體變異類型的題目時(shí)，大寫字母常表示顯性基因。

比如，在蘇教版高中生物教材中，常常會(huì)出現(xiàn)判斷是幾倍體生物的題目，問題中所說的幾倍體就是對(duì)應(yīng)的染色體組數(shù)，解答這類問題時(shí)，學(xué)生會(huì)將體細(xì)胞認(rèn)為是生物的配子細(xì)胞，因此容易出現(xiàn)解題錯(cuò)誤。針對(duì)此種類型的題目，需要學(xué)生將細(xì)胞類型分清楚。若題目中的細(xì)胞是體細(xì)胞，那么判斷該生物體是幾倍體生物可以直接從該細(xì)胞中的染色體組數(shù)進(jìn)行分析。其中借助文字來判斷和借助圖片來判斷是染色體組數(shù)判斷的兩種方法。

再如，針對(duì)以下題目可以從已知條件中探索問題答案。四倍體西瓜種子和二倍體西瓜種子雜交后，得到一代種子，對(duì)一代種子進(jìn)行開花處理后會(huì)出現(xiàn)何種情況？A三倍體是種子處理后結(jié)出的果實(shí);B五倍體是種子處理后結(jié)出的果實(shí);C種子處理后不能正常配子，但是可以結(jié)出無籽西瓜;D處理后的種子看正常配子，結(jié)出的果實(shí)也正常。在解答以上問題時(shí)，需要明確題目中的已知條件。該問題中的已知條件是四倍體西瓜種子和二倍體西瓜種子雜交。結(jié)合染色體變異知識(shí)可得出以上兩種生物體雜交后，獲得的子一代為三倍體。當(dāng)子一代染色體組數(shù)為奇數(shù)時(shí)，減數(shù)分裂中的同源染色體配對(duì)會(huì)出現(xiàn)紊亂情況。因此子一代西瓜要想產(chǎn)生正常的生殖細(xì)胞是不可能的，因此也就不能得到西瓜種子。但是將子一代進(jìn)行以下方式的處理可以結(jié)出果實(shí)。如子一代西瓜子房被二倍體西瓜劃分刺激后，可形成果實(shí)。結(jié)合染色體變異的規(guī)律可以得出以下結(jié)果：無籽西瓜是子一代植株結(jié)出的果實(shí)。三倍體西瓜體細(xì)胞為果皮細(xì)胞，因此可得出結(jié)出的果實(shí)為三倍體。因此以上AC兩個(gè)選項(xiàng)都是正確的。

三、從推理生物遺傳規(guī)律中，探索解題方法

高中生在解答有關(guān)染色體變異類問題時(shí)需要具備一定的推理能力。此種類型的題目大多需要根據(jù)已知條件推理未知的答案。解答染色體變異類問題時(shí)，要遵守遺傳學(xué)規(guī)律，在遺傳學(xué)規(guī)律的指引下進(jìn)行審題和解答。在明確審題的基礎(chǔ)上，推理染色體的變異情況。

比如，在蘇教版高中生物教材中，常常會(huì)出現(xiàn)以下類型的問題。如AaBB為細(xì)胞基因型，基因細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，染色體出現(xiàn)了紊亂的情況，在此基礎(chǔ)下形成了配子細(xì)胞。若配子細(xì)胞的基因型為AAaBDE，則在推斷其他配子基因型時(shí)，以配子細(xì)胞的基因型為依據(jù)，展開推斷。由配子細(xì)胞基因型可以確定B基因所處的同源染色體，并以此分析細(xì)胞減數(shù)分離情況。細(xì)胞基因組成為AAaA，細(xì)胞基因中a和A所處同源染色體，第一次減數(shù)分裂時(shí)，A和a均處在相同的配子細(xì)胞中，兩者可確認(rèn)為姐妹染色體。在二次減數(shù)分裂沒有發(fā)生時(shí)，A和a是在一起的，兩者所在的配子細(xì)胞是同一個(gè)。由此可確定相同次級(jí)配子母細(xì)胞的配子細(xì)胞是該配子細(xì)胞的來源之處，其細(xì)胞基因型為aB，BB為配子細(xì)胞基因型。推理以上內(nèi)容可以采用圖文結(jié)合的方式，此種解題方式可促使解題思路更加形象具體，便于理解分析。

再如，針對(duì)以下題目可以從推理生物遺傳規(guī)律的基礎(chǔ)上，得出問題答案。“水稻上的非同源染色體上的三對(duì)等為基因控制水稻的三種相對(duì)性狀。將水稻上的花粉采集下來，并進(jìn)行離體培養(yǎng)，水稻花粉在離體培養(yǎng)的過程中要使用一定濃度的秋水仙素加以控制，由此可以得到新培育出來的水稻植株，問經(jīng)過上述方法培育出來的水稻植株的表現(xiàn)型最多有幾種？”分析以上題目，我們可以發(fā)現(xiàn)上述問題涉及的是染色體變異類的知識(shí)點(diǎn)，因此在解決以上問題時(shí)，要遵循遺傳學(xué)上的有關(guān)規(guī)律。分析以上問題囊括的內(nèi)容主要是染色體基因自由組合定律以及單倍育種方面的知識(shí)點(diǎn)。其中水稻的遺傳規(guī)律可以總結(jié)為三對(duì)等位基因遺傳、配子基因類型產(chǎn)生等八種。當(dāng)離體培養(yǎng)水稻花粉，并且采用秋水仙素進(jìn)行處理后，水稻配子基因類型并不會(huì)因?yàn)榍锼伤氐挠绊懚l(fā)生改變。由此可見產(chǎn)生的水稻植株新品種，配子基因類型的數(shù)量也是八種，并且新培育出來的水稻植株基因配子類型表現(xiàn)均為純合體，基因表現(xiàn)型的數(shù)量不會(huì)受到影響。由此可見，經(jīng)過上述方式培育出來的水稻植株染色體的基因表現(xiàn)型最多八種。

綜上所述，除了利用遺傳學(xué)規(guī)律推理問題答案外，高中生物染色體變異類型的問題也包含許多圖像信息。學(xué)生在解答該類問題時(shí)，既需要借助遺傳學(xué)有關(guān)規(guī)律，也需要靈活運(yùn)用問題中涉及的圖像信息。在二者整合的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生確立正確的解題思路，由此提高染色體變異類問題的解答技巧。

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（責(zé)任編輯 付淑霞）