一道高中生物遺傳題的兩種解法

劉憲

【摘要】在高中生物中繞不開的話題，就是遺傳計算，其中包括育種、遺傳病、基因頻率等。只要牽涉到生物計算，很多學(xué)生要么無法帶入生物知識，要么運算方法不科學(xué)效率低；另外有些老師一味追求難度，陷入題海不能自拔。這對考試解題都產(chǎn)生較大負(fù)面影響，下面從一道例題進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】分離定律 自由組合定律 基因型 遺傳平衡 基因頻率

【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）25-0191-01

高中生物學(xué)習(xí)中遺傳學(xué)是重要組成部分，也是每年高考的必考內(nèi)容，所以現(xiàn)在的高中遺傳題多如牛毛。因而有些老師和學(xué)生可能走入盲目解題的誤區(qū)，反而忽略對書本孟德爾規(guī)律的深入領(lǐng)會。

例題：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)多數(shù)抗旱型農(nóng)作物能通過細(xì)胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞和莖部細(xì)胞中卻很難找到。

（1）該代謝產(chǎn)物能夠使細(xì)胞液的滲透壓 增大 （填“增大”或“減小”）。

（2）這種代謝產(chǎn)物在莖部和葉肉細(xì)胞中很難找到，而在根部細(xì)胞中卻能產(chǎn)生的根本原因是 基因的選擇性表達(dá) 。

（3）現(xiàn)有一抗旱植物，其體細(xì)胞內(nèi)有一個抗旱基因R，其等位基因為r（旱敏基因）。R、r的部分核苷酸序列如下：r： ATAAGCATGACATTA；R： ATAAGCAAGACATTA。抗旱基因突變?yōu)楹得艋虻母驹蚴?堿基對的替換 。研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過 通過控制酶的合成來控制生物的新陳代謝進(jìn)而控制生物體的性狀 實現(xiàn)的。

（4）已知抗旱型（R）和多顆粒（D）屬于顯性性狀，且控制這兩種性狀的基因位于兩對同源染色體上。純合的旱敏型多顆粒植株與純合的抗旱型少顆粒植株雜交，F(xiàn)1自交：

①F2抗旱型多顆粒植株中雙雜合子所占比例是 4/ 9 。

②若拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交。從理論上講F3中旱敏型植株所占比例是 1 / 6 。

③某人用一植株和一旱敏型多顆粒的植株作親本進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，性狀的統(tǒng)計結(jié)果顯示抗旱∶旱敏=1∶1，多顆粒∶少顆粒=3∶1。若只讓F1中抗旱型多顆粒植株相互受粉，F(xiàn)2的性狀分離比是 24：8：3：1 。

（5）請設(shè)計一個快速育種方案，利用抗旱型少顆粒（Rrdd）和旱敏型多顆粒（rrDd）兩植物品種作親本，通過一次雜交，使后代個體全部都是抗旱型多顆粒雜交種（RrDd），用文字簡要說明：先用基因型為Rrdd和rrDd的植株通過單倍體育種得到基因型為RRdd和rrDD的植株，然后讓它們雜交得到抗旱型多顆粒雜交種（RrDd）。

其他的答案對于學(xué)生來講都沒有太大的問題，但對于（4）②③的問題就沒有那么順利了。特別是很多理科的學(xué)生總是想一步到位，盡快解決，直接從基因型計算，例如：②中F2能夠產(chǎn)生的旱敏感型的基因型包括RrD__有6份，Rrdd有2份，除去拔掉的rr D__的3份和rrdd的1份，因而在F2中只有12份，植株自交，后代旱敏感型rr =（6+2）/12×1/4=1/6，真正可以準(zhǔn)確把這些基因型找出來的同學(xué)并不多，因為他們總是將旱型和多粒型一起考慮，而實際上由于題目只是要求旱敏型，所以只需要考慮在F2中Rr占2/3，自交后代旱敏感型rr=2/3×1/4=1/6，就可快速得出答案，而且不容易出錯。老師一定要在平時教學(xué)中積極引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會到問題的本質(zhì)。

再如（4）③首先要確定兩植株的基因型，根據(jù)題目條件，一般情況下比較容易知道親本的基因型是RrDd和rrDd，后代是RrDD、RrDd、Rrdd、rrDD、rrDd、rrdd，選擇其中的RrDD、RrDd（RrDD=1/3、RrDd=2/3）相互授粉，意味著能夠自由交配，因而此時運用哈-溫定律即遺傳平衡，兩種基因型產(chǎn)生的配子一共有四種分別是RD=2/6 、rD=2/6、Rd=1/6、 rd=1/6 ，R__D__=RD×RD+2×RD ×rD +2×RD×Rd+2×RD×rd+2×rD×Rd= 2/6×2/6+2×2/6×2/6+2×2/6×1/6+2×2/6×1/6+2×2/6×1/6=24/36， R__dd=Rd×Rd+2×Rd×rd=1/6×1/6+2×1/6×1/6=3/36，rr D__=2×rD×rD+2×rD×rd=2/6×2/6+2×2/6×1/6=8/36，rrdd= rd×rd=1/6×1/6=1/36，因而4種類型的分離比是R__D__：R__dd：rr D__：rrdd=24：3：8：1。如果用以上的計算方法，確實能夠從綜合的角度去確定四種類型的比例，但是運算和列式相當(dāng)繁瑣，結(jié)果也非常容易出錯，假如換一思路結(jié)合分離和自由組合定律解決，那么就沒有上面那么復(fù)雜。因為RrDD、RrDd都含有Rr，所以單獨考慮Rr產(chǎn)生的兩種配子R=r=1/2，交配之后R__=3/4，rr=1/4。另外兩種配子分別是D=2/3，d=1/3，推出后代D__=8/9，dd=1/9，再利用自由組合定律R__D__= R__×D__=3/4×8/9=24/36，R__dd= R__×dd=3/4×1/9=3/36，rr D__= rr×D__=1/4×8/9=8/36，rrdd=rr×dd=1/4×1/9=1/36，可以快速得出24：3：8：1的比值，并且計算量小，不容易出錯，學(xué)生還容易接受。

根據(jù)以上所舉的例子可以看出遺傳題的計算關(guān)鍵是透徹理解分離定律和自由組合定律，熟練運用分離思想把復(fù)雜的問題簡化成簡單的小問題，因為高中生物遺傳計算幾乎都是圍繞分離的實質(zhì)和思維來解決問題。老師教學(xué)和學(xué)生練習(xí)過程中千萬不能，為了追求題目的變化和解題技巧，而忘卻真正抓住課本所傳授的孟德爾規(guī)律的精髓。

參考文獻(xiàn)：

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