高三一輪復習中核心概念的辨析

摘要：本文結(jié)合具體實例，分析了變異中幾個容易出現(xiàn)理解性錯誤的知識點，深化對核心概念的理解。

關(guān)鍵詞：核心概念；交叉互換；基因重組；秋水仙素；基因突變

核心概念是學生將學科的事實和現(xiàn)象忘記之后，仍然留在記憶中并能應(yīng)用的概念性知識，是位于學科中心的知識，包括重要概念、原理、理論等的基本理解和解釋，這些內(nèi)容能夠展現(xiàn)當代學科圖景，是學科知識的主干部分。

在高三一輪復習中，對核心概念要逐字逐句解讀，正確理解核心概念的內(nèi)涵與外延。有些在新課學習時，由于學生的知識結(jié)構(gòu)不完善，沒有講解到位的概念，在一輪復習中應(yīng)該及時修正。

一、 交叉互換不一定是基因重組

人教版高中生物必修二《遺傳與進化》教材P83中關(guān)于基因重組的敘述為“基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合”。教材中列舉了基因重組的兩個常見實例，其中一種類型是同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導致染色單體上的基因重組。這種類型的基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂聯(lián)會期，這種情況下，交換的片段是等位基因。教學時，有些教師備課不夠充分，會將關(guān)鍵詞“等位基因”忽略，將上述概念理解為：只要是聯(lián)會時期的交叉互換都為基因重組，事實并非如此。

【例】下圖表示某動物一個精原細胞分裂時染色體配對的一種情況（A～D為染色體上的基因）。下列相關(guān)分析錯誤的是（）

A. 該變異發(fā)生在同源染色體之間，故屬于基因重組

B. 該細胞減數(shù)分裂能產(chǎn)生3種基因型的精細胞

C. C1D1和D1C2轉(zhuǎn)錄翻譯產(chǎn)物可能發(fā)生改變

D. C1D1和D1C2可能成為C、D的等位基因

解析：這道題目絕大部分同學的第一反應(yīng)A敘述是正確的，理由很充分，典型的交叉互換，事實上，A的敘述恰恰是錯誤的。據(jù)圖分析可知，圖中發(fā)生交叉互換的片段僅是C基因與D基因的一部分，而不是完整的等位基因，交叉互換后C1D2成為C基因的等位基因，D1C2成為D基因的等位基因，原來染色體上基因的種類沒有改變，所以這種變異不是基因重組。交叉互換后，四條染色單體上的基因組成有3種情況，因此該細胞分裂能產(chǎn)生3種基因型的精細胞。C1D1和D1C2與C、D基因相比，是新的基因（原來基因的等位基因），其堿基對的排列順序與原有基因不同，因此，轉(zhuǎn)錄翻譯產(chǎn)物可能發(fā)生改變。因此，本題正確答案為A。

啟示：在教學過程中對于核心概念要逐字逐句閱讀，弄清概念的內(nèi)涵，不能“選擇性閱讀”，更不能對概念隨意拓展。

二、 秋水仙素誘導染色體加倍中的不一定

人教版高中生物必修二《遺傳與進化》教材P87中關(guān)于人工誘導染色體數(shù)目加倍的方法，描述為“目前最常用且最有效的方法，是用秋水仙素來處理萌發(fā)的種子或幼苗。當秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞兩極，從而引起細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍”。對這一部分知識點的解讀，部分教師容易產(chǎn)生以下誤解：使用秋水仙素后，一定可以誘導染色體數(shù)目加倍；秋水仙素只能作用于有絲分裂，誘導產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的體細胞；使用秋水仙素后，細胞中的染色體數(shù)目只能加倍一次。

（一） 秋水仙素不一定起作用

不同濃度、不同處時間、不同處理方法誘導染色體加倍的成功率不同。蔡文燕等在《金線蓮多倍體誘導的初步研究》中得出以下結(jié)論：在離體培養(yǎng)條件下，0.1%秋水仙素溶液浸泡處理48h誘變效果最佳，其誘變率可達48%。因此，秋水仙素誘導后形成的經(jīng)常為嵌合體（染色體數(shù)目正常的和染色體數(shù)目增加的）。

（二） 秋水仙素不一定只在一次細胞分裂中起作用

秋水仙素的作用是可逆的。當生物體內(nèi)的秋水仙素被代謝降解后其作用消失，不再抑制微管和紡錘絲形成，細胞即可繼續(xù)分裂。因此，秋水仙素只要存在，就可能發(fā)揮作用，因此，秋水仙素可能在一次細胞分裂過程中起作用，也可能連續(xù)在幾次細胞分裂過程中起作用，也有可能有一部分細胞不受秋水仙素的影響正常分裂。秋水仙素有沒有起作用，起了幾次作用，需要通過制作裝片觀察細胞中的染色體數(shù)目來確認。

【例】將經(jīng)水培法長出一定數(shù)量根的洋蔥（2n=16）用一定濃度的秋水仙素處理一段時間后，用于觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A. 剪取的根尖不宜過長，以確保選取的全部是分生區(qū)細胞

B. 應(yīng)用鑷子尖弄碎根尖后再滴加龍膽紫，便于染色體著色

C. 顯微鏡視野里，有可能觀察到含有64條染色體的細胞

D. 用秋水仙素處理幼苗獲得植株的所有細胞中染色體均加倍

因此，在例題中D選項中觀察到有64條染色體有兩種可能，一種可能是秋水仙素連續(xù)在兩次細胞分裂中起作用，導致染色體數(shù)目加倍兩次，成為64條，這樣的細胞繼續(xù)進行正常的有絲分裂，在有絲分裂的前期、中期，細胞中染色體數(shù)目均為64條。另一種可能是秋水仙素在一次細胞分裂中起作用，形成了染色體數(shù)目為32條的細胞，這樣的細胞繼續(xù)進行正常的有絲分裂，在有絲分裂的后期，染色體數(shù)目也為64條。當然，視野中也有可能觀察到染色體數(shù)目為16條、32條的細胞。

（三） 秋水仙素不一定誘導形成染色體數(shù)目加倍的體細胞

秋水仙素通過抑制紡錘體形成誘導染色體數(shù)目加倍，而在有絲分裂前期、減數(shù)第一次分裂前期、減數(shù)第二次分裂前期，細胞中均會形成紡錘體，因此，秋水仙素不僅可以誘導形成染色體數(shù)目加倍的體細胞，也可以誘導形成染色體數(shù)目加倍的生殖細胞，吳紅芝等在《彩色馬蹄蓮2n花粉誘導及其三倍體植株的獲得》這篇文章中就提到秋水仙素處理可以誘導彩色馬蹄蓮2n花粉產(chǎn)生。

三、 秋水仙素誘導的不一定是染色體變異

秋水仙素也可以誘發(fā)基因突變。秋水仙素誘發(fā)基因突變主要有兩種類型，一種類型是導致堿基配對錯誤，誘發(fā)基因突變的發(fā)生，另一種類型是秋水仙素與DNA發(fā)生嵌插結(jié)合和溝槽結(jié)合誘發(fā)基因突變。

四、 基因突變中的不一定

（一） DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失不一定是基因突變

人教版高中生物必修二《遺傳與進化》教材P81關(guān)于基因突變的概念界定為“DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，叫做基因突變”。在新課學習時，由于同學們沒有基因結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，對這一概念的內(nèi)涵了解得不夠清楚。經(jīng)過選修部分的學習后，對基因的結(jié)構(gòu)有了足夠的了解：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，DNA中有基因，也有非基因片段。如果在非基因區(qū)域發(fā)生了堿基對的替換、增添和缺失，則不能稱為基因突變。

（二） 基因突變不一定導致新性狀的產(chǎn)生

基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^控制蛋白質(zhì)的合成實現(xiàn)的，同時，生物的性狀又受環(huán)境影響。因此，基因突變后，有可能因為密碼的簡并控制合成的是與基因突變前相同的蛋白質(zhì)；也可能合成了不同的蛋白質(zhì)，但受環(huán)境影響性狀表現(xiàn)與基因突變前相同；也可能由于發(fā)生了隱性突變，個體的性狀并沒有改變。

綜上，在高三一輪復習中，要提高學生對基本概念的辨識能力，教師在備課和教學中一定要注意對核心概念內(nèi)涵和外延的講解，確保概念的準確性。

參考文獻：

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[4]吳紅芝，石景峰，鄭思鄉(xiāng)，等.彩色馬蹄蓮2n花粉誘導及其三倍體植株的獲得[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學報，2011，19（4）：662-668.

作者簡介：

喬春艷，江蘇省無錫市，江蘇省梅村高級中學。