代入消元法在生物學(xué)解題中的應(yīng)用

嚴(yán)云波　張善明　張萌萌

摘 要 在生物學(xué)的選擇題中，有些題目所給的文字信息很少甚至沒有，信息多以表格、坐標(biāo)曲線、代謝圖、細(xì)胞分裂圖、模式圖、柱形圖等顯現(xiàn)，讓不少學(xué)生無從下手，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。我們利用學(xué)生在數(shù)學(xué)上學(xué)過的代入消元法幫助學(xué)生分析這類問題，培養(yǎng)了學(xué)生一種學(xué)以致用的習(xí)慣。

關(guān)鍵詞 代入消元法；表格；坐標(biāo)曲線；模式圖

中圖分類號：A，G811.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）10-0076-02

在解生物學(xué)的選擇題時，發(fā)現(xiàn)有些選擇題所給的文字信息非常有限，有的甚至很少。學(xué)生一碰到這樣的選擇題，常常感到無所適從，不知從哪里著手去解題，影響了學(xué)生正確答題和迅速解題，也影響了學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用。我們在教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象，利用學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過的有關(guān)數(shù)學(xué)知識——代入消元法幫助學(xué)生分析這類試題，找到了一種簡潔而快速的解題思路。

數(shù)學(xué)上把二元一次方程中一個方程的一個未知數(shù)用含另一個未知數(shù)的式子表示出來，再帶入另一個方程，實(shí)現(xiàn)消元，進(jìn)而求得這個二元一次方程組的解。這種方法叫做代入消元法，簡稱消元法。我們利用代入消元法的解題思路，將這類選擇題中所給的表格、坐標(biāo)曲線、模式圖中的信息分析清楚，再將選項(xiàng)代入其中進(jìn)行分析，為學(xué)生對這類題型的分析提供了一個解題的切入點(diǎn)，取得了較好的效果，現(xiàn)總結(jié)如下，供有興趣的同學(xué)和老師參考。下面以細(xì)胞分裂為例略舉幾例加以說明：

一、模式圖

例1：下圖為某種植物根尖細(xì)胞分裂過程中染色質(zhì)與染色體規(guī)律性變化的模式圖。下列相關(guān)判斷正確的是（ ）

A.①→②過程是有絲分裂間期，此時細(xì)胞內(nèi)核膜解體、核仁消失

B.低溫處理導(dǎo)致④→⑤過程中染色單體不分開使染色體數(shù)目加倍

C.⑤→⑥過程處于有絲分裂后期，細(xì)胞中的染色體組數(shù)增加一倍

D.⑥→⑦過程中DNA解旋酶可使染色體解旋變?yōu)榧?xì)絲狀的染色質(zhì)

解析：①→②表示的是染色體的復(fù)制過程，屬于有絲分裂間期，而不是核膜解體、核仁消失的前期，A錯誤；④→⑤過程中染色體單體已分開成為染色體，屬于有絲分裂后期，而低溫抑制紡錘體形成是在有絲分裂前期，沒有紡錘體，染色體復(fù)制后，著絲點(diǎn)分離后不能被拉向兩極，全部保留在同一細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致染色體加倍，B錯誤、C正確；⑥→⑦過程中染色體解旋變?yōu)榧?xì)絲狀的染色體，不是DNA解旋酶的作用，DNA解旋酶作用于DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，D錯誤。

答案：C。

考點(diǎn)：有絲分裂過程中染色質(zhì)和染色體、核膜和核仁周期性的變化規(guī)律。

二、坐標(biāo)曲線

例2：如圖為有絲分裂相關(guān)的坐標(biāo)曲線，下列說法不正確的是（ ）

A.若縱坐標(biāo)表示一條染色體中DNA的含量，則c→d過程細(xì)胞中DNA含量不變

B.若縱坐標(biāo)表示一個細(xì)胞中核DNA的含量，則e點(diǎn)時一條染色體中DNA的含量與a點(diǎn)相同

C.若縱坐標(biāo)表示一條染色體中DNA的含量，則c→d過程染色體數(shù)目不變

D.若縱坐標(biāo)表示一個細(xì)胞中核DNA的含量，則a→c過程染色體數(shù)目不變

解析：若縱坐標(biāo)表示一條染色體中DNA的含量，則c→d過程是因?yàn)樵谟薪z分裂后期，著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開，每條染色體上2個DNA分子變?yōu)?個DNA分子，在這個過程中細(xì)胞中DNA總含量不變，但染色體數(shù)目加倍，則A選項(xiàng)正確，C、D選項(xiàng)錯誤。

若縱坐標(biāo)表示一個細(xì)胞中核DNA的含量，e點(diǎn)時已是有絲分裂的后期，著絲點(diǎn)已經(jīng)分裂，此時每條染色體上有1個DNA分子，a點(diǎn)時每條染色質(zhì)（體）上也只有1個DNA分子，B選項(xiàng)正確。

答案：C、D。

考點(diǎn)：本題考查在有絲分裂過程中染色體、DNA以及每條染色體上DNA含量的變化。

三、模式圖+坐標(biāo)曲線

例3：如圖1是某種二倍體動物的細(xì)胞分裂示意圖（局部），三個細(xì)胞均來自于同一個動物個體；如圖2是該動物某種細(xì)胞分裂全過程中染色體組數(shù)目的變化曲線。下列敘述中錯誤的是（ ）

A.圖1中丙細(xì)胞處于減數(shù)第二次分裂后期

B.圖2中的bc段能對應(yīng)圖1中乙圖的變化

C.cd段細(xì)胞內(nèi)的DNA分子數(shù)為4m

D.m所代表的數(shù)值是“1”或“2”

解析：A.圖1中甲圖移向一端的染色體無同源染色體，有姐妹染色單體，處于減數(shù)第一次分裂后期；乙圖移向一端的染色體有同源染色體，無姐妹染色單體，處于有絲分裂后期；丙圖移向一端的染色體無同源染色體，無姐妹染色單體，處于減數(shù)第二次分裂后期，A選項(xiàng)正確；且這三個細(xì)胞都來自于動物的性腺。

B.bc是由于著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目加倍引起的，bc段對應(yīng)乙圖的變化，B選項(xiàng)正確。

C.cd處于有絲分裂后期或減數(shù)第二次分裂后期，此時沒有染色單體，DNA與染色體數(shù)目相同為2m，C選項(xiàng)正確。

D.根據(jù)細(xì)胞分裂過程中染色體數(shù)目變化規(guī)律，可推斷出：如果m為1時，該細(xì)胞是處于減數(shù)第二次分裂的細(xì)胞，ab處于減數(shù)第二次分裂前期和中期，bc是由于著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目加倍引起的，cd處于減數(shù)第二次分裂后期，de是細(xì)胞分裂引起的一個細(xì)胞分裂成兩個細(xì)胞，ef處于減數(shù)第二次分裂末期。此圖只能表示減數(shù)第二次分裂過程中染色體組的變化。如果m為2時，該細(xì)胞為有絲分裂細(xì)胞，ab處于有絲分裂間期、前期和中期，bc是由于著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目加倍引起的，cd處于有絲分裂后期，de是細(xì)胞分裂引起的一個細(xì)胞分裂成兩個細(xì)胞，ef處于有絲分裂末期。D選項(xiàng)錯誤。

點(diǎn)評：本題考查了有絲分裂和減數(shù)分裂過程的特點(diǎn)和數(shù)目變化規(guī)律的相關(guān)知識，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點(diǎn)，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系；理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決自然界和社會生活中的一些生物學(xué)問題的能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力。

四、柱形圖

例4：處于有絲分裂過程中的動物細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)（a）、染色單體數(shù)（b）、DNA分子數(shù)（c）可表示為下圖所示的關(guān)系，此時細(xì)胞內(nèi)會發(fā)生（ ）

A.中心粒移向兩極

B.著絲點(diǎn)分裂

C.細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷

D.DNA分子正在進(jìn)行復(fù)制

解析：由圖示可知，此時細(xì)胞中每條染色體含兩條姐妹染色單體，既DNA的復(fù)制已經(jīng)完成，著絲點(diǎn)還沒有分裂，是有絲分裂前期或中期的細(xì)胞。選項(xiàng)A是前期特點(diǎn)，B是后期特點(diǎn)，C是末期特點(diǎn)，D是間期特點(diǎn)；故答案選A。

考點(diǎn)：動物細(xì)胞有絲分裂的基本過程及各分裂時期的特點(diǎn)。

點(diǎn)評：本題有一定難度，由圖示得出此時細(xì)胞中每條染色體含兩條姐妹染色單體是正確作答的關(guān)鍵，另外動物細(xì)胞有絲分裂各分裂時期的特點(diǎn)也需要熟悉才行。

綜上所述，利用數(shù)學(xué)上的代入消元法和相關(guān)的生物學(xué)知識，可以很好地解決題干中文字信息很少，而信息大多以模式圖、坐標(biāo)曲線、柱形圖等方式顯現(xiàn)的試題，為學(xué)生的學(xué)習(xí)減少了理解、分析上的難題，不失為一種可行有效的方法。