孟德爾測交實驗在遺傳題中的應用

何明杰

摘 要：遺傳部分是高考必考知識，高考考查重在應用，學生對此難以適應，得分率不夠高。本文從測交的本質(zhì)出發(fā)，探討測交思維在解決遺傳題中的應用。強調(diào)學生在解題中如何抓住關(guān)鍵信息利用測交思維快速解決遺傳題。

關(guān)鍵詞：測交本質(zhì) 高考遺傳題 解題應用

一、測交實驗的應用

1.測交實驗的常規(guī)應用

測交基礎應用是用于推測雜交組合中除隱性親本外另一親本基因型。通常是F1與隱性純合子進行雜交，據(jù)后代表現(xiàn)型顯性：隱性=1：1推測F1基因型為Aa。這個學生在初次接觸測交實驗時就能基本掌握。所以不作詳細解析。

2.應用在群體的測交實驗

測交實驗除能夠應用在個體基因型的探測外，還能用在特殊種群上測交，推測群體中各基因型的比例。原理與個體測交相同。在該種群進行測交產(chǎn)生的后代中決定后代表現(xiàn)型的不是隱性親本產(chǎn)生的配子，而是該種群所產(chǎn)生的配子。后代的顯隱比例轉(zhuǎn)變成種群產(chǎn)生配子類型比例。通過配子比例推出該種群中各基因型比例。以下題分析。

例：（節(jié)選）假設某植物種群只開紅花（顯性），現(xiàn)用開白花同種植株（隱性）與該種群進行雜交。測交后代表現(xiàn)型及比例為紅花：白花=5：1。問該種群中顯性純合子與顯性雜合子比例為--

分析如下：后代有隱性個體，所以該種群中存在著Aa個體，存在AaXaa的雜交組合。該雜交組合后代基因型Aa和aa的比例一致。題中測交后代顯性隱性比例為5：1，去掉與隱性后代比例一致的顯性后代，余下全為顯性，說明種群中除Aa個體外余下全為AA個體。大部分學生能夠判斷出種群的基因型為AA、Aa。

但在求解基因型比例問題上很多學生不能夠解決。學生在分析完種群基因型有AA、Aa兩種后，誤以為去除1：1后的4份顯性后代可以通過一個AAXaa雜交組合產(chǎn)生，由此判斷種群基因型AA：Aa=1：1。但學生沒有考慮孟德爾理論要求后代數(shù)量是一致的。即：假設AaXaa雜交組合產(chǎn)生2個后代，那AAXaa雜交組合也產(chǎn)生2個后代，這兩個雜交組合共產(chǎn)生4個后代，與題中顯隱比例為5：1的六個后代差兩個。還需一個AAXaa雜交組合，據(jù)此該種群中基因型比列為AA：Aa=2：1。

學生往往忘記遺傳定律要求后代數(shù)量一致而導致出錯，但用測交思維解決比例問題相對簡單。

題中用隱形親本雜交，隱性親本提供的配子不決定后代表現(xiàn)型。群體測交后代表現(xiàn)為顯性：隱性=5：1的原因是另一個親本們共提供比例為5：1的A和a配子。這反映該種群的基因組成和比例。一個體含有一對等位基因，六個基因能組合出一個Aa和兩個AA。所以該種群中AA：Aa=2：1。

3.測交確定某類配子的可育性

某些情況下，個體產(chǎn)生的配子是不育的，對后代表現(xiàn)型及比例造成影響，偏離原有比例，對學生解題造成影響。若題目要求學生通過實驗證明那種配子致死或不育，學生不會。這類題目要求證明配子的種類。這可用測交思維解決。因測交能測出配子種類和比例。以例題分析。

例：（節(jié)選）果蠅是常用的遺傳學實驗材料，其體色有黃身（H）、黑身（h）之分、翅型有長翅（V）、殘翅（v）之分。有兩種純合果蠅雜交，F(xiàn)2出現(xiàn)4種類型且比例為5：3：3：1，已知果蠅有一種精子不具有受精能力。現(xiàn)有多種不同類型的果蠅，從中選取親本通過雜交實驗來驗證不能完成受精作用的精子的基因型。

題中要求學生通過實驗驗證不育精子的基因型，本質(zhì)要求確定親本產(chǎn)生配子的類型和比例。只要學生理解到這一點，明白測交實驗功能，就能通過測交來完成驗證。

要驗證不育精子的類型，所以將題中F1雄果蠅為父本，選擇隱性雌果蠅為母本。實驗過程：F1雄果蠅和隱性雌果蠅雜交，統(tǒng)計后代表現(xiàn)型及比例。結(jié)果分析：在自由組合定律的測交實驗中，沒有其它限制情況下，測交后代將有四種表現(xiàn)型且比例為1：1：1：1。因母本提供的配子不決定后代存活和表現(xiàn)型。測交后代表現(xiàn)型由父本提供的配子決定，測交后代能夠真實反映父本提供的配子的類型和比例。加上測交后代中每種類型只有一份，若對應精子不育，將導致對應后代消失。原1：1：1：1比例將會改變，根據(jù)信息，測交后代第一種類型消失，固不育精子基因型是HV。

測交實驗除能夠確定配子可育性外還能測出個體生產(chǎn)某種配子的存活率。原理跟上述情況是一樣的，不再做分析。

4.特殊的測交

配子除會因基因問題導致不育或死亡外，還會因染色體結(jié)構(gòu)變異的缺失造成不育或死亡，或者因缺失造成顯性基因消失。這兩種情況會使自交實驗變成“測交”實驗。以例題分析

例：紫羅蘭花瓣形態(tài)的單瓣和重瓣是由一對等位基因（B、b）控制的相對形狀，讓單瓣紫羅蘭自交得F1，從F1選擇單瓣紫羅蘭繼續(xù)自交得F2，如此自多代，發(fā)現(xiàn)每一代中總會出現(xiàn)單瓣：重瓣=1：1的現(xiàn)象。取實驗中F1單瓣紫羅蘭花粉進行離體培養(yǎng)，獲得植株只表現(xiàn)為重瓣，研究發(fā)現(xiàn)，引起某種配子不育是由于等位基因所在的染色體缺失造成的。下列分析不正確的是

B.紫羅蘭某個染色體缺失后，與花瓣形態(tài)相關(guān)的基因并沒有丟失

C.親代單瓣花中含B基因的花粉不育，而含有b基因花粉可育

學生疑惑是自交實驗怎么出現(xiàn)了測交結(jié)果。學生不懂如何分析。后代出現(xiàn)1：1只能是雜合子通過測交產(chǎn)生。題中是雜合子自交，但本質(zhì)是測交。自交如何變測交呢？題中信息明確缺失造成一種配子不育。若兩種雄配子（B和b）中有一種不育，兩種雌配子（B和b）都可育，反之亦然。這使自交變測交。本題出現(xiàn)測交結(jié)果是因含B基因配子不育，只剩b配子。與測交試驗隱性親本只提供隱性配子相同。根據(jù)選擇花粉培育成單倍體只有一種形狀（正常有兩種）說明花粉中有一種配子不育。所以C正確。因為自交，在雌雄配子都存在含有染色體缺失的配子，若雌配子中染色體缺失部分含B基因，將使自交后代全為隱性性狀，與信息不符。所以缺失部分不含與B基因。B正確。

染色體丟失或染色體部分缺失使雜合子產(chǎn)生配子時造成染色體數(shù)目少的配子或含部分缺失染色體的配子不育，使原產(chǎn)生兩種配子變產(chǎn)生一種配子，在缺失顯性基因情況下自交變成“測交”。

結(jié)語

通過例題分析，知道掌握測交本質(zhì)的重要性。在教學過程中，老師應該將測交的功能告知學生，讓學生能夠體會掌握本質(zhì)，方便學生在解答個體產(chǎn)生配子種類及其比例的問題上大膽使用測交思維解決問題。