突破難點——從果蠅談高中生物遺傳和變異教學

李玲

【摘要】隨著教學改革的推進，高中生物教學中的遺傳和變異教學越來越受到人們的重視，遺傳和變異教學也成為一個難點。果蠅作為遺傳研究領域的主要研究工具，頻繁出現在高中生物教科書中，為遺傳和變異教學提供了有利條件。本文從果蠅的遺傳性研究談談其在高中生物遺傳和變異教學中的作用。

【關鍵詞】果蠅 高中生物 遺傳與變異教學

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）10-0161-02

在高中的生物教材中，我們時常可以看到一種十分可愛的小昆蟲，學名叫作黑腹果蠅，通常我們就叫它果蠅。果蠅十分受遺傳學研究學者的寵愛，因為它具有自己獨特的優勢，如體型小、生命周期短、繁殖能力超強等等。由于對生物遺傳和變異教學的重視，果蠅在生物教科書中屢屢“露面”，對生物教學起到了積極的促進作用。

一、基因位于染色體上理論研究的實驗證據是由果蠅的伴性遺傳研究提供的

孟德爾的遺傳規律雖然證明了遺傳基因的存在，但是大家卻并不知道基因的確切位置，全球的科學家都在通過各種方法去尋找基因到底在哪。當有學者提出基因在染色體上這一觀點時，嚴謹的遺傳學專家摩爾根開始并不認同，于是他開始進行大量的實驗，希望通過實驗驗證或者否定這一觀點[1]。他選取果蠅作為研究對象，進行大量實驗最終證明了基因位于染色體上。教師可以通過典型例題，引導學生突破學習中的難點。

典型例題：摩爾根用純種的紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅雜交，子一代不論雌雄果蠅都是紅眼。子一代的雌雄果蠅進行相互交配得到子二代，子二代果蠅中紅眼和白眼都存在，并且比例是3：1。請根據以上實驗回答：

1.果蠅的紅眼性狀對白眼性狀是 性。

2.在子二代中既有紅眼也有白眼的現象，在遺傳學上稱為

。

3.在子二代中，雌性果蠅的性狀表現是 ，雄性果蠅的性狀表現是 。

答案：1.顯 2.性狀分離 3.全部為紅眼 一半紅眼，一半白眼

其實這些問題的答案都可以在摩爾根的實驗中找到，摩爾根通過實驗證明了紅眼具有顯性性狀，并且通過大膽假設，將白眼基因控制在X染色體之上，使Y染色體上不具有等位基因，這樣白眼果蠅只存在于雄性當中的現象就可以得到很好的解釋。為了驗證設想的正確性他又進行了測交實驗，結果與設想的結果一樣，進一步證明了他的觀點[2]。他用果蠅的伴性遺傳實驗研究，證明了基因位于染色體上理論的成立，也使果蠅成為遺傳學研究的重要工具。

二、通過對果蠅染色體組的研究產生了“染色體組”概念

在高中生物教材中，存在很多重點和難點，“染色體變異”這一章節就是其中之一，其中的染色體組概念是最難理解的。高中生物教材中為了幫助學生的理解，以果蠅為例對染色體組進行了說明。雄果蠅的精子中的染色體由非同源染色體組成，他們的功能和形狀各不相同，并且控制果蠅的生長、發育、遺傳以及變異。利用果蠅的染色體組進行分析和講解，學生的理解和接受就容易很多。

典型例題：右圖為果蠅昆蟲的原始生殖細胞示意圖。圖中1、2、3、4表示染色體；B、b、W、w分別表示控制不同性狀的基因。請根據圖片回答：

1.這個原始生殖細胞為 細胞。

2.圖中 屬于常染色體上； 屬于性染色體。

3.這個原始的生殖細胞中有兩個染色體組，為 ，人類的基因組計劃是測定 條染色體的測序工作。

4.此圖中具有 個DNA分子。

答案：1.卵原 2. 1 、2 、3 4 3.由非同源染色體自由組合形成的兩組染色體組合 5 4. 8

這道題考查減數分裂、染色體組等多個概念，綜合性較強，以此題為例對知識進行講解，有助于學生的理解和吸收。

三、與果蠅性狀研究相關的題目時常出現在高中生物的課后練習和試題之中

科學家在進行遺傳學的研究時，由于果蠅它本身具有很多的突變性狀，所以科學家們讓果蠅進行了大量的變異，大多數都是形態變異，科學家們進行這一系列的變異研究，為他們今后的觀察打下基礎。

我國現在的高中生物教材和教學之中，很多內容都會涉及到果蠅，比如遺傳規律、伴性遺傳或者染色體組等教學內容和試題當中。學生本來對生物問題就十分苦惱，在做題練習或者考試的過程中，如果經常遇到果蠅遺傳性狀突變等相關的問題，會讓學生感覺更加的困難[4]。但在平時的練習或者是考試的試題中，這類問題又是必不可少的。例如平時的練習中涉及果蠅的題目：

簡答題：在一批純野生正常翅（h）的果蠅之中，出現了少數的毛翅突變體（H），在培養的過程中，這些毛翅可能由于某些原因恢復正常，將這樣的個體叫作回復體。因為基因原因H突變回h的，稱之為真回復體；因為體內另外一對基因RR突變為rr，抑制了基因H的表達的，稱之為假回復體（R、r基因的本身對具體性狀沒有控制，只有rr基因組合在一起時才會抑制H基因表達）。請根據分析回答下列問題：

1.毛翅果蠅的基因型可能是 和HHRr。

2.現獲得了一批基因型相同的果蠅回復體，讓其與 雜交，就可以判斷出他們的基因型為HHrr又是hhRR。若實驗的結果表明這批果蠅是假回復體，請利用這批果蠅與野生正常翅的果蠅設計雜交的實驗，判斷這兩對基因是否位于同一對染色體上。

（1）實驗步驟（寫出設計的實驗要點即可）： 。

（2）對實驗結果進行預測并且得出相應的結論：

若 ，則這兩對基因位于不同對的染色體之上。

答案：1.HHRR HhRR HhRr 2.野生正常翅 （1）使假回復體同野生的正常翅的果蠅雜交，產生F1代，F1的雌雄進行雜交，獲得F2代，觀察統計F2的變現型（2）F2代毛翅：正常翅的比例為9：7。

由此我們可以看出，對于果蠅的遺傳和變異研究有很好的掌握，對今后的生物學習具有很大益處。

四、總結

果蠅是遺傳學實驗中經常使用的實驗材料，將果蠅的相關知識放在高中生物教材中，對學生學習和理解生物難題起到了極大的輔助作用。教師應該充分利用果蠅進行遺傳和變異的教學，幫助學生突破難點。

參考文獻：

[1]曹國輝.高中生物《遺傳與進化》課堂有效教學的研究[D].山東師范大學，2013.

[2]黃愛玲.高中生物遺傳部分課程內容設計及對教學的啟示[D].東北師范大學，2007.

[3]袁茂坤.“遺傳和變異”教材分析和教學設想（2）[J].中學生物教學，2003（3）：20-23.

[4]黃金根.淺析高中生物教材中的重點與難點[J].贛南師范學院學報，1982（s1）：65-70.