摘要:基因分離定律是遺傳學中最基礎和最重要的規律之一,是自由組合等遺傳規律的基礎,也是在生物學習中,“減數分裂——受精作用——個體發育——三大遺傳規律——可遺傳變異”這一條知識主線的重要環節。學生深入理解分離定律對于學生學好遺傳學至關重要。
關鍵詞:分離定律;遺傳規律;課堂教學
基因分離定律是遺傳學中最基礎和最重要的規律之一,是自由組合等遺傳規律的基礎,也是在生物學習中,“減數分裂——受精作用——個體發育——三大遺傳規律——可遺傳變異”這一條知識主線的重要環節。學生深入理解分離定律對于學生學好遺傳學至關重要。下面就自己在教學中的一點體會與大家一起探討。
一、從實質上分析
學好遺傳規律,必須很好地理解三大定律的實質。三大定律的實質,都是由減數分裂產生配子時體現的,所以在學習遺傳規律之前,必須深入、全面地復習減數分裂的知識,掌握其過程和特點。作為老師,我們知道,分離定律的本質在于于:雜種同源染色體上控制相對性狀的等位基因,在形成配子時彼此分離中互不干擾,從而形成數目相等的兩類配子。例如,DD×dd可以得到F1代Dd,其自交后所得F2代用棋盤式表示,則產生4格,有三種基因組合,分別是:DD、Dd、dd。他們之間的比例為1:2:1,表現型兩種,比例為3:1。自由組合實質是由于控制兩對性狀的兩對等位基因分別位于兩對獨立的同源染色體上,減數分裂時等位基因隨同源染色體的分離而必然分開,非等位基因則由非同源染色體的自由組合而形成四種數目相等的配子。例如:YYRR×yyrr得到F1代YyRr的兩項雜合子在減數分裂時會產生四種(YR、Yr、yR、yr)雌雄配子且比例為1:1:1:1,自交后所得F2代用棋盤式表示,則產生16格,有九種基因型,四種表現型,比例為9:3:3:1。連鎖交換發生在減數分裂聯會期,同源染色體內的非姐妹染色單體的交叉互換造成的基因重組,也產生4種配子,但只有部分非姐妹染色單體交叉互換,故4種配子比例不為1:1:1:1,雖然棋盤式表示也是16格,但格子地位不平等,系數不為1/16,表現型也不為9:3:3:1。以上均遵循著“位于一對同源染色體上控制一對相對性狀的一對等位基因在形成配子時是隨著同源染色體的分離而進入不同配子”這一分離規律。所以學生在學習本章的內容時都必須深刻理解分離規律后才能完全理解自由組合規律和連鎖遺傳規律。
二、從做題方法上分析
在農林專業對口高考中如何幫助學生快速準確的完成遺傳規律類題,可以通過靈活運用分離規律的數據以及它在解答其他遺傳規律時所起的作用來分析,現歸納有二:
1.基因分離規律和基因自由組合規律數據之間的關系
通過分析分離規律和自由組合規律關系后,即只要是各對基因是獨立位于不同染色體上,則在做習題時分離規律的一些數據可以作為自由組合規律的基數。例如:在分離規律中,F1代自交產生雌雄配子數各是2,配子可能的組合數是4,F2代表現型2種,具體比例是3:1;基因型3種,比例為1:2:1,依此為基數,在做自由組合規律習題時如果是n對相對性狀,就是此基數的n次方,這種方法可以幫助學生快速的解決一些簡單的自由組合規律類題。
2.基因分離規律和基因自由組合規律在解題上的關系
基因自由組合定律以分離規律為基礎,因而許多考察基因自由組合定律的試題常可以通過分離定律方法來解決,也就是說基因自由組合中每對等位基因的分離是獨立,對于兩對(或多對)相對性狀的遺傳題目的求解,先把控制兩對(或多對)相對性狀的基因拆解成每對基因,各自為陣,接著根據題目要求把拆解的每對基因處理成某種特定的形式,最后在處理的基礎上根據數學概率中的乘法原則彼此相乘(或相乘后再相加),得出結果。歸納為六個字:拆解——處理——組合。
例1:關于子代表現型概率的求解問題
純種黃色圓粒豌豆(YYRR)和純種綠色皺粒豌豆(yyrr)雜交,F2中四種后代的表現型及其比例,可依據兩對相對性狀單獨遺傳時出現的概率來計算。如黃色出現的概率為3/4,圓粒出現的概率為3/4,即子二代黃色圓粒出現的概率為3/4(黃色)×3/4(圓粒)=9/16(黃色圓粒)。
例2:關于配子間結合方式的求解問題
個體AaBbCc與AaBbcc雜交,配子間組合方式的種類。可先求出AaBbCc與AaBbcc各自產生的配子種類數,AaBbCc可產生8種配子,AaBbcc可產生4種配子,由于兩性配子間結合是隨機的,因而AaBbCc與AaBbcc配子間有8×4=32種結合方式。
例3:關于子代基因型種類的求解過程
任何兩種基因型的親本相交產生的子代基因型的種類數等于親本相對應的各對基因單獨相交,各自產生的基因型種類的乘積。如求AaBbCc與AaBbcc子代基因型種類。先求出Aa×Aa子代基因型有3種,Bb×Bb子代基因型有3種,Cc×cc子代基因型有2種,所以該親本產生子代的基因型為3×3×2=18種。以上都是利用基因的分離定律來解決較復雜的基因自由組合定律問題的一些簡單方法,從中也可以看出分離規律在遺傳規律中的作用。
總之,在《遺傳和變異》這一章中,三大遺傳規律對于學生來說是個難點。學生熟練掌握分離規律,可以為掌握基因自由組合規律和伴性遺傳等一系列知識打下堅實的知識基礎。以上的粗淺總結可以幫助學生鞏固和加深對減數分裂和受精作用的認識,也可以提高學生做題速度。對于農林專業對口升學《植物科學基礎》學科在本章難度要相對小于普通高中中的《生物》學科這一章的難度,所以上述總結很難概括所有關于生物學上對分離規律作用的解釋。上述只是本人在教學中的一點粗淺認識拿來僅供大家參考和評議。
(作者單位:河北省涿鹿縣職業技術教育中心)