运用“类比推理法”巧解细胞分裂难题-副本VIP免费

运用“类比推理法”巧解细胞分裂难题杨兴富周浩安徽省肥东一中231600【关键词】类比推理法隧道细胞周期同步化分裂期标记火车DNA合成抑制剂【摘要】运用“类比推理法”可以把抽象复杂难以理解的问题简单化、形象化，这种方法在帮助学生理解生物学基本原理、概念以及解决一些难度较大的习题等方面有着独特的作用，这种方法能为我们多提供一种解决问题的途经。逻辑学上，类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理，简称类推、类比。它是从特殊推向特殊的推理：如声和光有不少属性相同--直线传播，有反射、折射和干扰等现象，由此推出：既然声有波动性质，光也有波动性质,这就是类比推理。类比推理具有或然性。下面以运用类比推理法分析2道细胞分裂难题为例，来说明学会这种方法给我们学习带来的新途经和便捷例1在某细胞培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核甘酸，短期培养后洗去3H标记的胸腺嘧啶脱氧核甘酸，使在该段时间内已处于DNA复制期不同阶段的全部细胞中DNA被3H标记，而当时处于其他时期的细胞不带标记。不同时间取样，找出正处于有丝分裂的分裂期细胞，计算其中带3H标记的细胞占有丝分裂细胞的百分比。得到下图1（横轴为时间，纵轴为带标记细胞占总细胞数的百分比）。（1）a点开始检测到带3H标记的分裂期细胞，则0～a为期。（2）b点带3H标记的分裂期细胞数开始达到最大值，则a～b段表示期。（3）c点时带标记的细胞百分比开始下降，则a～c段表示时期。（4）此后，带标记的分裂期细胞数逐渐减少，直到消失，到第二次出现带标记的细胞数时为图中e点，则d～e段所经历的时间相当于时期的时间，因此一个完整的细胞周期时长相当于经历的时长。分析：把被3H标记的S期细胞类比成被标记的火车车厢，把G2期、M期、下一周期的G1期、S期等阶段类比成火车陆续将要通过的前方隧道（如图2-1）。（1）a点开始检测到带3H标记的分裂期细胞，说明从0～a火车头已通过G2隧道刚进入M隧道（如图2-2中“0～a”），所以0～a为G2期。（2）b点带3H标记的分裂期细胞数开始达到最大值，说明M隧道充满了车厢，则a～b段表示M期（如图2-3中“a～b”）。（3）c点时带标记的细胞百分比刚开始下降，说明最后一节车厢刚好在M隧道的末端，由a～c通过的距离刚好是整列火车的长度，即S期长度。（4）带标记的分裂期细胞数逐渐减少直到消失,说明整列火车刚驶出M隧道，火车头到达了d点（图2-5），第二次出现带标记的细胞数时为e点，说明火车头刚进入第2个M隧道（如图2-6），由于b～e时长=G1+S+G2，b～d时长=S（整列火车），所以d～e时长=b～e时长-b～d时长=G1+G2。综合图2-2到图2-6，可以知道一个完整的细胞周期时长为a～e。图1bcfOade0图2-1G1SG2MG1SG2M0a图2-2G1SG2MG1SG2Mb0a图2-3G1SG2MG1SG2Mbc0a图2-4G1SG2MG1SG2Mbcd0a图2-5G1SG2MG1SG2Mebcd0a图2-6G1SG2MG1SG2M例2：回答下列有关细胞的问题。离体培养的某种细胞的细胞周期各阶段时间（h）如下表所示：G1SG2M103.51.51．5（1）向上述培养液中加入过量的DNA合成抑制剂，处于期的细胞立即被抑制再培养h，其余的细胞都将被抑制在G1与S期的交界处。（2）除去DNA合成抑制剂，更换新的培养液，细胞将继续沿细胞周期运行，在所有细胞达到期终点前，再加入DNA合成抑制剂，则全部细胞都被阻断在期交界处，实现细胞周期同步化。(3)S期的启动需要一种蛋白质分子作为启动信号，这种蛋白质在S期之前合成并存在于S期全过程中。若将S期和G1期细胞融合，则G1期细胞核进入S期的时间将________。分析：如果把细胞周期中不同阶段的细胞比喻为站在圆周上不同区域的学生，则运用类比推理的方法就可以把抽象的问题形象化、简单化，问题也就迎刃而解了类比如下：图1MG2SG1图3MG2SG1图4MG2SG1类比解除哨声S区的学生立即停止跑步，其它区域的学生继续跑步类比类比类比再次听到哨声再次加入抑制剂听到哨声除去抑制剂加入抑制剂处于细胞周期中不同阶段的细胞S期的细胞分裂进程被终止，其它期的细胞不受影响所有细胞继续分裂进程站在一个圆周上不同区域的学生所有学生继续跑步细胞不能进入S期，实现了同步化学生不能进入S区，实现了同步化图2MG2SG1参考文献段志军，张慧敏.巧用“火车钻隧道”类比转换破解一道细胞分裂难题[J].中学生物教学，2013（1-2）：99.