利用思維導(dǎo)圖解析遺傳學(xué)中的計(jì)算題

摘 要: 遺傳學(xué)中的計(jì)算題是教學(xué)難點(diǎn)，解題時(shí)教師可借鑒思維導(dǎo)圖的繪制手段，幫助學(xué)生理清思考過程，疏通解題思路，修正解題方向，從而提高解題能力。

關(guān)鍵詞: 思維導(dǎo)圖 遺傳 計(jì)算題

遺傳的基本規(guī)律及基因的本質(zhì)是高中生物的核心知識之一，也是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容。其中涉及的有關(guān)計(jì)算如堿基互補(bǔ)配對原則的相關(guān)題目和遺傳基本規(guī)律中概率的計(jì)算，無論對教師的教還是學(xué)生的學(xué)，都是一個(gè)難點(diǎn)。這部分的解題方法雖然常見于各類教學(xué)參考書中，但這些方法多要求學(xué)生記憶一些相關(guān)的公式和結(jié)論，而不是建立在理解書本知識的基礎(chǔ)上。一旦題目稍顯靈活，學(xué)生即容易出錯(cuò)。我在教學(xué)實(shí)踐中借鑒思維導(dǎo)圖的繪制手段，幫助學(xué)生疏通解題思路，取得了良好的效果。

思維導(dǎo)圖(Mind Mapping)是英國學(xué)者東尼·博贊(Tony Buzan)在研究大腦的力量和潛能過程中發(fā)現(xiàn)的用圖畫、代號和連線來表達(dá)人的思維過程的一種思維工具，是一種將放射性思考具體化的方法。由于思維導(dǎo)圖側(cè)重于思維模式的訓(xùn)練和思路的整理，因此將其應(yīng)用于解題，有利于學(xué)生理清自己的思路，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)解題過程中出現(xiàn)的問題，從而可以有針對性地幫助學(xué)生克服此類問題的再度重演。當(dāng)然，在解題過程中繪制的“思維導(dǎo)圖”可以簡化些，只要能真實(shí)反映出自己的思維過程即可。

具體做法可分為以下幾個(gè)步驟:

(1)確定主題

對于遺傳學(xué)中的計(jì)算題而言，主題往往就是題目要求解答的問題。將確定的主題濃縮成一個(gè)詞或簡短的句子，寫在紙上，并用圓圈圈上。

(2)畫出分支

大腦圍繞主題內(nèi)容進(jìn)行思考，同時(shí)由紙上的圓圈向外引出若干條短線，將解題所需條件標(biāo)在每條短線的上方，是為“次主題”。

(3)直達(dá)已知

每個(gè)“次主題”再建立自己的“次主題”，直到最終扣上已知條件。

(4)著手解題

由最末端的“次主題”入手，步步推理，層層剝皮，求出最終答案。

【例1】已知某基因由990個(gè)脫氧核苷酸構(gòu)成，其控制合成的一條多肽的相對分子質(zhì)量為13548，那么，合成多肽的氨基酸的平均分子量為(?搖?搖)。

A.41?搖 ?搖B.59?搖?搖 C.82?搖 D.100

【解題思路】首先分析題目，確定主題。題目問的是合成多肽的氨基酸的平均分子量，即可以此作為主題。接著分析:氨基酸的平均分子量=氨基酸的總分子量/氨基酸分子數(shù)，而氨基酸的總分子量=多肽分子量+失去水的分子量，因此我們找到次主題氨基酸數(shù)、多肽分子量(已知)、失去水的分子量。依此類推，直至扣上已知條件為止。

【答案】D。

【例2】已知某蛋白質(zhì)分子由2條肽鏈組成，在合成蛋白質(zhì)的過程中生成3.0×10-21g的水，那么控制該蛋白質(zhì)合成的基因中至少有多少脫氧核苷酸?(?搖?搖)。

A.612?搖?搖 B.306?搖?搖 C.204?搖 D.606

【解題思路】本題的難點(diǎn)在于:如何通過水的質(zhì)量計(jì)算出水的分子數(shù)?這涉及部分高一化學(xué)知識。首先，水的質(zhì)量除以水的相對分子質(zhì)量即為水的物質(zhì)的量，再乘以阿弗加德羅常數(shù)就可以求出水的分子數(shù)。其次，根據(jù)水分子數(shù)，可以計(jì)算出氨基酸數(shù)。最后，根據(jù)氨基酸數(shù)，可以計(jì)算出基因中的脫氧核苷酸數(shù)。

【例3】香豌豆中，只有當(dāng)C，R兩個(gè)顯性基因都存在時(shí)，花才呈紅色。一株紅花香碗豆與基因?yàn)閏cRr的植株雜交，子代中有3/8開紅花。若讓此紅花香豌豆進(jìn)行自交，后代紅花香豌豆中純合子占(?搖?搖)。

A.1/9?搖 ?搖B.1/8?搖?搖C.1/4?搖 ?搖D.1/2

【解題思路】解這道題有兩個(gè)要點(diǎn):首先題目要求的是“后代紅花香豌豆中純合子占紅花香豌豆(而不是占全部后代)的比例;其次要知道后代的比例，首先要知道親代的基因型。依題意，“一株紅花香碗豆(C_R_)與基因?yàn)閏cRr的植株雜交，子代中有3/8開紅花”——3/8=3/4×1/2，親本的兩對等位基因中，一對為雜合子自交，另一對為側(cè)交，故親代紅花的基因型為CcRr。CcRr自交，后代紅花(C_R_)占9/16，其中，純合子(CCRR)占1/16，故后代紅花香豌豆中純合子占紅花香豌豆的1/9。

親代C_R_×ccRr→3/8C_R_?陴親代紅花香碗豆基因型為CcRr

CcRr自交后代紅花(C_R_)占9/16后代純合紅花(CCRR)占1/16?陴后代紅花香豌豆中純合子占1/9。

【答案】A。

【例4】下圖是具有兩種遺傳病的家庭系譜圖，設(shè)甲病顯性基因?yàn)锳，隱性基因?yàn)閍;乙病顯性基因?yàn)锽，隱性基因?yàn)閎。若II-7為純合子，請據(jù)圖回答:

(1)甲病是致病基因位于?搖常?搖染色體上的?搖顯?搖性遺傳病;乙病是致病基因位于?搖常?搖染色體上的?搖隱?搖性遺傳病。

……

(4)假設(shè)III-10與III-9結(jié)婚，生下正常女孩的概率是?搖?搖?搖?搖。

【解題思路】欲知其后代為正常女孩的概率，一般先求出后代患病的概率(較易求出)，而這需要先推知III-9與III-10的基因型。由于III-9患乙病(常隱)而不患甲病(常顯)，其基因型應(yīng)為aabb;因已知II-7為純合子(aaBB)，故要推斷III-10的基因型還須先清楚II-6的基因型。由圖可知，I-1、I-2基因型均為AaBb且II-6無病(aaB_)，即其基因型是aaBB的概率為1/3，是aaBb的概率為2/3。據(jù)此可進(jìn)一步推出III-10是雜合子(aaBb)的概率為2/3×/1/2=1/3。因此III-9(aabb)與III-10(1/3aaBb)的后代患病(aabb)的概率為1/3×/1/2=1/6，生下正常女孩的概率為(1-1/6)×1/2=5/12。

【答案】5/12。

由上述幾個(gè)例子可以看出:在解題過程繪制思維導(dǎo)圖實(shí)際上是一種真實(shí)記錄解題思路的有效手段，它可以讓我們邊思考邊以文字與簡圖的形式把思路“畫”在紙上，從而幫我們理清思考過程，及時(shí)記錄下瞬間閃現(xiàn)的靈感，修正解題方向，有利于不同知識點(diǎn)之間的綜合。對于初學(xué)者而言，由主題引出的次主題不妨多些，以便在解題的同時(shí)發(fā)展放射性思考能力，即使有些可能最終沒有派上用場也無妨。相信學(xué)生經(jīng)過一段時(shí)間的訓(xùn)練，可以使解題能力得到較大的提高。