利用模型建构、寻规导法突破细胞分裂中DNA标记类题型

金香兰

摘要：从建构模型（有丝分裂、减数分裂中DNA标记类模型及细胞分裂变异综合模型）入手，从模型中寻找规律和解题方法，并应用于解决具体问题，用门口易测APP收集习题的得分情况以检验课堂成效。

关键词：DNA复制 同位素标记 细胞分裂 模型建构

分析浙江省历年选考真题卷发现细胞分裂中DNA标记类题型是近些年的高频考点且难度较大，考题的特点①图文并茂，对识图推导及获取信息的能力要求较高②综合度高，选项往往涉及跨章节的多个知识点③题目风格从课本知识的简单再现至新情境下知识的迁移与运用，可预见对DNA复制与细胞分裂等知识和能力的考查难度较大的趋势会保持。从同学们平时的作业反馈以及首考中本章节题目的得分情况综合分析发现，DNA复制与细胞分裂（有丝分裂、减数分裂）综合题是绝大多数同学的疑难点与丢分点。

一、有丝分裂中DNA同位素标记类题型

构建模型1：①一个2n=4的精原细胞，将其核DNA全部用³²P标记，然后转移到含³¹P的培养液中进行培养至完成一次有丝分裂，请画出有丝分裂相应时期（G₁、中期、末期结束即子细胞）细胞中的核DNA（标明每个DNA双链所含P，例如实线表示³²P，虚线表示³¹P或其他简单明了的记号加以区分³²P与³¹P）②经第一个周期产生的子细胞均继续在含³¹P培养液中进行培养完成第二次有丝分裂，仅以其中一个细胞为例画出有丝分裂相应时期（G₁、中期、末期结束即子细胞）细胞中的核DNA（DNA双链中³²P、³¹P标注同上）

回答以下问题1.绘制的细胞模式图中所示每个子细胞内分别有几条放射性染色体？放射性染色体在子细胞的分配还有其他情况吗？问题2.经过2次有丝分裂产生的所有子细胞中至少有几个细胞有放射性？最多有几个？问题3.若继续进行第3次有丝分裂，具放射性的子细胞至少几个？最多有几个？问题4.每个子细胞内放射性染色体的数量最少？最多？

任务1：根据模型1寻找规律并迁移应用完成表1，一个染色体为2n（n≥2）的体细胞，其核DNA均用³²P标记，然后在含³¹P培养液中进行第1～3个细胞周期产生子细胞具体情况。

表1 染色体2n（n≥2）细胞有丝分裂产生具放射性的子细胞数及子细胞内含放射性DNA数

细胞 周期	DNA复制 总次数	子细胞 总数	其中含32P标记（即放射性）DNA的子细胞数量	子细胞内所含的32P 标记（即放射性）DNA数量
第1个	1	2	2	2n
第2个	2	4	2～4	0～2n
第3个	3	8	2～8	0～2n

寻找并总结规律：至少有2个细胞有放射性，最多是所有子细胞均有放射性（当n=1，即核DNA为2的细胞进行第3个细胞周期，最多只有4个细胞有放射性，因为被³²P标记的亲代DNA链只有4条，不论经过几次DNA复制一直是只有4个DNA分子会含³²P链）。导致产生的子细胞所含放射性DNA数量为0有2种情况：一是亲代细胞内所有具放射性的DNA全部移向同一极即全进入一个子细胞，则与此同时产生的另一个子细胞所含放射性DNA即为0；二是亲代细胞内所有DNA均已是无放射性（第3个周期时才会可能出现）。

二、减数分裂中DNA同位素标记类题型

构建模型2：一个2n=4的精原细胞，其核DNA全部用³²P标记，然后转移到含³¹P的培养液中进行培养至完成一次减数分裂，请画出减数分裂相应时期（G₁期精原细胞、后期Ⅰ、后期Ⅱ、精细胞）细胞中核DNA（DNA双链中³²P、³¹P标注同上）。

任务2：根据模型2寻找规律并进行迁移应用完成表格2，一个染色体数为2n的精原细胞，其核DNA均用³²P标记，然后在含³¹P的培养液进行减数分裂产生配子的具体情况。

表2 染色体2n的精原细胞减数分裂产生具放射性的子细胞数及子细胞内含放射性DNA数

DNA复制 次数	细胞分裂次数	子细胞 总数	其中含32P标记（即放射性）DNA的子细胞数量	子细胞内所含的32P 标记（即放射性）DNA数量
1	2	4	4	n

引导学生比较有丝分裂DNA标记模型与减数分裂DNA标记模型寻找规律：若亲代细胞所有核DNA均放射性标记且DNA只复制1次，根据DNA半保留复制的特点则产生子代DNA分子全带放射性，因此一次有丝分裂产生的2个子细胞；以及减数分裂产生的4个子细胞，所有子细胞均带放射性。

三、有丝分裂和减数分裂中DNA标记与交叉互换综合题型

构建模型3：一个2n=4的精原细胞，其核DNA全部用³²P标记，在含³¹P的培养液中完成一个细胞周期后，产生的子细胞均继续在³¹P的培养液进行减数分裂，请以其中一个子细胞的减数分裂为例，画出其减数分裂相应时期（G₁期精原细胞、后期Ⅰ、后期Ⅱ、精细胞）细胞的核DNA（DNA双链中³²P、³¹P标注同上）

思考下列问题1.由同一个次级精母细胞产生的2个精细胞中放射性DNA的数量可能是？问题2.具放射性的精细胞至少有几个？最多有几个？问题3.若其中一对同源染色体在四分体时期发生交叉互换，会改变次级精母细胞中含³²P的DNA数目吗？（可给与提示：考虑交叉互换对象即同源染色体中的非姐妹染色体的放射性有无，分以下3种情况①均具放射性互换②均无放射性互换③一条具放射性与另一条无放射性互换）。

通过建构模型使微观抽象的DNA双链以及分裂过程得以直观具体呈现，强化对细胞分裂中DNA标记类题型的理解与解决。在构建模型中以问题与任务引导学生观察、归纳、讨论、互评从而纠正完善模型，应用模型寻因溯果提升解题能力。