◆孫玉平
(周口幼兒師范學校)
分離規律的課堂教學
◆孫玉平
(周口幼兒師范學校)
分離規律是遺傳規律的基本規律,在掌握其規律的基礎上很容易掌握基因的自由組合規律、連鎖互換規律及伴性遺傳。因此,在分離規律的教學過程中讓學生理解掌握非常重要。因此,老師要精講,學生要多練。
課堂教學 分離規律 等位基因 相對性狀 精講 多練
分離規律是遺傳規律的基本規律,在掌握其規律的基礎上很容易掌握基因的自由組合規律、連鎖互換規律及伴性遺傳。因此在分離規律的教學過程中讓學生理解掌握非常重要。
教學過程中主要是使學生了解等位基因的遺傳行為與相對性狀遺傳表現之間的因果關系,從而理解性狀分離的遺傳學原理。課堂教學中,教師的精講要抓住關鍵性概念和原理,以及與概念和原理有關的感性材料;學生課堂上的練習題要形式多樣化,做到少講多練。
分離規律和自由組合規律的提出要經歷了由現象到假說、到理論的過程。學生理解概念和原理,也要求有相應的感性知識為基礎。采取從感性到理性,從理論到實踐的過程。在分離規律的教學中,首先講述豌豆的一對相對性狀的遺傳實驗,為學生提供與形成概念和原理有關的充分事實,符合學生思維活動的規律,有利于學生掌握分離規律的概念、原理及體系。那么,在一對相對性狀的實驗教學中,應當講清哪些具體事實并突出其本質呢?
1.講清豌豆的花部結構和傳粉方式,使學生弄清自花授粉和異花授粉等基本概念。
2.講清豌豆主要相對形狀。使學生弄清相對性狀的概念,明確純種豌豆的自交后代仍然是純種,純種的雜交后代表現出相對性狀的遺傳差異。
3.講清相對性狀遺傳表現的兩個特點:一是F1全部表現為顯性;二是出現相對性狀的分離,比值近似3∶1。一對相對性狀的遺傳表現是孟德爾提出遺傳因子F2分離假說的實驗依據。所以,在教學中應當引導學生通過分析孟德爾的豌豆雜交實驗資料,抓住相對性狀遺傳表現的本質,使之具備學習和理解分離規律相應的感性知識。
基因的分離規律是解釋相對性狀分離的遺傳原理,它是運用等位基因等科學概念所組成的判斷,揭示出等位基因的遺傳行為與相對性狀遺傳表現之間的因果關系。所以,分離規律教學的重點是講清等位基因的定義、存在形式及其雜合體內的遺傳行為。教學的關鍵在與抓住等位基因遺傳行為的細胞學基礎,也就是在減數分裂和受精過程中同源染色體的動態。教學程序按照基因的遺傳理論對分離現象的具體解釋來安排,大致如下:
1.相對性狀是由等位基因控制的。等位基因是指位于一對同源染色體的相同位置上,控制相對性狀的成對基因。等位基因的概念:從數量看,是成對基因;從性質看,成對基因的遺傳效應具有對應關系。從存在位置看,位于同源染色體的相同位點上。其中,對應關系也是等位基因的本質屬性,所以等位基因又稱對性基因。等位基因與相對性狀之間的關系可以概括如下:

2.等位基因在體細胞中是成對存在的,其中,等位基因的純合狀態稱為純合體,如高莖豌豆(DD)為顯性基因純合體;矮莖豌豆(dd)為隱性基因純合體。等位基因的雜合狀態稱為雜合體,如高莖豌豆(Dd).配子中只含等位基因中的一個。教學中應該避免將等位基因的概念和存在形式相混淆,造成學生理解和記憶概念的困難。
3.雜合體內等位基因的遺傳行為概括如下:①顯性基因對隱性基因有顯性作用,因此F1全部表現為顯性(高莖)。但是,隱性基因并沒有消失。顯性作用是由于高莖基因(D)能夠控制一種酶的合成,通過酶作用促使細胞合成足夠的赤霉素,赤霉素刺激細胞生長的結果,使含有顯性基因的豌豆植株表現高莖性狀。矮莖基因(d)不能控制這種酶的合成,因此,含有矮莖基因的豌豆植株表現為矮莖性狀,雜合體則表現出高莖基因的性狀。教學中不一定講述顯性作用的機制,但不要把顯性作用誤解為顯性基因對隱性基因的控制作用。②雜合體內等位基因雖然共存與一個細胞中,由于分別位于同源的兩條染色體上,具有一定的獨立性。獨立性是指等位基因間互不融合,保持著各自的質的純潔性。雜合體內等位基因的純潔性,是F1產生兩種純質配子,以及受精后導致F2出現隱性純和的前提。③在減數分裂時,雜合體內等位基因隨著同源染色體的分離而彼此分開,各進入一個配子,結果產生數目相等的兩種類型的配子。配子是親體的產物,子體的根源,上下兩代相連續的橋梁,傳遞基因的唯一媒介,所以,配子的質(兩種純質類型)和量(數量相等)的變化,必然對后代的性狀表現有著決定性作用。因此,等位基因的分離是性狀分離的根本原因。
④雜合體產生的雌雄配子間通過受精作用的隨機結合,使F2群體中既有等位基因的純合狀態,又有等位基因的雜合狀態,其中顯性純和和隱性純和各占四分之一,從而導致群體F2出現相對性狀的分離,比值為3∶1.
綜合所述看出,F2的性狀分離是由于F1是雜合體。在減數分裂和受精作用過程中,雜合體內等位基因的分離和純和,必然導致后代表現性狀分離。分離規律的語言表達,就是對雜合體內等位基因的遺傳行為的概括。
表現型和基因型的教學可以放在概括分離規律之后,教材在闡述表現型和基因型的關系時,主要強調“表現型相同,基因型不一定相同”,而沒有確認“基因型相同,表現型一定相同”的判斷推理。教學中學生可能提出這個問題,教師應該通過分析典型的事例,使學生認識到表現型是基因型與環境條件共同作用的結果,所以,這種判斷推理只有在一定條件下才具有真實性,否則是不能成立的。
測交實驗驗證了相對性狀分離假說的真實性,使假說上升為理論。所以,測交實驗是繼續深入地進行原理教學的一個重要組成成分。教學程序如下:
1.闡明回交和測交的概念,啟發學生應用等位基因分離和純和的原理,畫出測交實驗的遺傳圖解。
2.根據測交實驗的遺傳圖解,啟發學生通過分析測交子代表現型和比例與F1配子類型和比例之間的關系,明確如果等位基因分離具有真實性,那么測交實驗的結果與理論推斷應該是完全一致的,測交則能夠測定F1的基因型。
3.說明孟德爾的測交實驗結果符合預期的設想,比值接近1∶1.