摘 要:遺傳是高中生物的重要組成部分,能否解決各類遺傳題是考查學生對遺傳規律的掌握情況及運用能力的有效手段.文章通過介紹遺傳題的基本類型,如純合雜合判斷題、基因型表型對應題等,解析了解遺傳題的要點,然后重點以實例詳解形式,闡述了繪制簡易系譜圖、建立概率計算公式、綜合運用各種遺傳規律等提高遺傳題解題效率的技巧,并針對典型遺傳題型給出詳細的解題思路和技巧運用過程分析.
關鍵詞:高中生物;遺傳題;解題方法
中圖分類號:G632"" 文獻標識碼:A"" 文章編號:1008-0333(2024)19-0142-03
如何培養學生運用技巧,將抽象知識轉化為解題能力,是教師需要關注的重點.本文通過介紹遺傳題基本類型和解題要點,重點以示例講解形式,給出運用技巧提高遺傳題解題效率的策略指導.在此基礎上,提供典型遺傳題詳細解題思路解析,旨在幫助學生掌握遺傳題解題方法,培養其運用知識解決實際問題的能力.
1 遺傳題的基本類型
1.1 純合和雜合
在遺傳學中,個體基因型的純合指在同一對等位基因中,擁有兩個相同的等位基因,通常用AA或aa來表示;而雜合指在同一對等位基因中,擁有兩個不同的等位基因,通常用Aa或aA來表示.判斷個體基因型是否為純合或雜合,是解決遺傳題的第一步.在純合情況下,個體的后代將繼承相同的等位基因,而在雜合情況下,個體的后代有可能獲得不同的等位基因[1].
1.2 基因型和表型
基因型是指個體遺傳物質上等位基因的組合,通常用字母表示,如AA、Aa、aa.表型是指個體在外部表現出來的性狀,比如顏色、形態等.一個基因型可以對應多個表型,這是因為有些等位基因可能是隱性的,只有在純合狀態下才會表現出來,而在雜合狀態下則被顯性基因所掩蓋.解題時要根據題目條件確定基因型和表型之間的對應關系,從而預測個體或后代的表現情況[2].
1.3 染色體和基因位點
遺傳物質位于細胞核中的染色體上,同一性狀的基因通常位于一個固定的染色體上的特定位置,這種位置稱為基因位點.基因位點的純合可能導致染色體數目發生變化,例如某些變異體可能多了或缺失了某些染色體.通過研究基因位點的分布和變化,可以深入了解遺傳物質的結構和遺傳方式[3].
1.4 遺傳規律
遺傳規律是描述基因傳遞和表現的一些規則或原理.隔代遺傳、獨立遺傳等遺傳規律是解決多基因遺傳題的關鍵.例如,隔代遺傳是指某一性狀在一代中不表現,但在后代中再次顯現的現象,這往往涉及隱性基因的傳遞.獨立遺傳是指兩個或多個性狀在基因組中相互獨立地遺傳,不受其他性狀的影響[4].在解題時,需要根據題目中多個性狀的遺傳方式,綜合運用各種遺傳規律進行推理和分析.
2 運用技巧,提高解題效率
2.1 繪制簡易系譜圖
假設題目中給出一個家族的遺傳關系,例如父親、母親和多個子女之間的基因型關系.我們可以將父親用□表示,母親用○表示,子女用■表示,然后用線條連接父母和子女之間的關系,用數字1、2等區分不同的子女.例如,如果父親的基因型為AaBb,母親的基因型為aaBB,而子女的基因型分別為AABB、AaBB、AaBb等,我們可以繪制相應的系譜圖[5],以清晰地表示多代人之間的遺傳關系.
例1 在某個家族中,父親的皮膚為正常色素沉著(NN),基因型為NN,母親的皮膚也為正常色素沉著(NN),基因型同樣為NN.這對夫婦共有三個子女,分別是:子女1:男性,皮膚為正常色素沉著(NN),基因型為NN;子女2:女性,皮膚為正常色素沉著(NN),基因型為NN;子女3:男性,皮膚呈現皮膚色素沉著癥狀(NN),基因型為NN.分析該家族的皮膚色素沉著癥遺傳關系.
分析 父親基因型:NN;母親基因型:NN
根據孟德爾第一定律,當父母雙純(均為純合子)時,其后代的基因型符合以下規律:NN×NN
其中,N代表正常色素沉著的對立基因,N是優勢等位基因,n是隱性等位基因.
根據上述公式,NN×NN的可能后代基因型及其概率為:NN-100%
將父母基因型代入公式得:(NN)×(NN);NN-100%
所以該家族的3個子女基因型概率都為:NN-100%
由題目給定的3個子女的基因型分別為:
子女1: NN
子女2: NN
子女3: NN
可知3個子女的基因型與根據公式計算的概率結果一致,均為NN.
綜上所述,該家族遵循典型的孟德爾第一定律的遺傳規律,父母雙方基因型為NN,所以子女基因型也均為NN,沒有出現隱性基因n的表現,所有子女都為正常色素沉著.
2.2 建立概率計算公式
在遺傳題中,有時需要計算子代獲得某一基因型或表型的概率.為了簡化計算過程,可以建立相應的概率計算公式.例如,如果父母一方為純合,另一方為雜合,那么子代獲得純合隱性基因型的概率為1/4.類似地,可以建立其他遺傳情況下子代獲得各種基因型的概率計算公式,從而更方便地計算概率值.
例2 在某個家族中,父親的眼色為藍色,基因型為bb,母親的眼色為棕色,基因型為Bb.藍色眼睛是由純合隱性基因型bb所決定,而棕色眼睛是由雜合基因型Bb所決定.計算該家族的子代獲得各種眼色的概率:
已知父親基因型:bb;母親基因型:Bb
設B代表綠色眼色的主導等位基因,b代表藍色眼色的隱性等位基因.
根據孟德爾第一定律,當父母基因型不同時,其后代基因型按以下公式計算bb×Bb
將父母基因型代入該公式,可得子代可能的基因型:Bb、bb
計算各基因型出現的概率:
Bb-50%
bb-50%
將基因型對應到眼色:
Bb對應棕色眼睛
bb對應藍色眼睛
所以,子代獲得各種眼色的概率為:
棕色(Bb)-50%
藍色(bb)-50%
綠色(BB)-0%
結論:在該家族中,子代獲得藍色眼睛(bb)的概率為50%,獲得棕色眼睛(Bb)的概率也為50%,獲得綠色眼睛(BB)的概率為0.
2.3 綜合運用遺傳定律
解決涉及多個性狀的綜合性多基因遺傳題時,需要綜合運用所學各種遺傳定律.例如,根據性狀遺傳方式,判斷采用孟德爾第一定律還是第二定律;考慮兩個性狀是否在同一染色體上,判斷其遺傳是否獨立;判斷是否符合連鎖遺傳規律等.只有靈活多變地綜合運用各定律,才能正確推導出后代的基因型和表型.在解題過程中,可以列出相應的遺傳定律和公式,根據題目條件進行邏輯推導和計算,從而得出準確的答案.
例3 在某個實驗室中,研究人員對一群小鼠進行了毛發顏色和眼色的遺傳研究.他們發現,毛發顏色和眼色是由不同的基因控制的,但都位于同一對同染色體上.已知以下基因型表示:毛發顏色:黑色(B)、棕色(b).眼色:紅色(R)、白色(r)現在有兩只小鼠,它們的基因型分別為:小鼠1為BbRr,小鼠2為bbrr.
問題1:根據所學遺傳定律,判斷小鼠1和小鼠2分別屬于哪一種遺傳定律,并解釋原因.
問題2:根據以上信息,預測小鼠1和小鼠2交配后,后代的毛發顏色和眼色的表現型比例.
分析 已知小鼠1基因型:BbRr;小鼠2基因型:bbrr.
根據題目,B代表黑色毛發,b代表棕色毛發,R代表紅色眼睛,r代表白色眼睛.
根據孟德爾第二定律,兩個獨立的基因遺傳時,后代基因型頻數按以下公式計算:AABB× aabb
其中A、a表示一個基因對,B、b表示另一個基因對.
將小鼠1和小鼠2的基因型代入公式:BbRr×bbrr
計算小鼠1的配子組合:BR、Br、bR、br
小鼠2的配子組合為:br
進行配子隨機組合,可能的后代基因型及頻數為:
BbRr-1/4
Bbrr-1/4
bbRr-1/4
bbrr-1/4
將基因型翻譯成表現型,后代表現型頻數為:
黑色毛發 +紅色眼睛-1/4
黑色毛發 +白色眼睛-1/4
棕色毛發 +紅色眼睛-1/4
棕色毛發 +白色眼睛-1/4
綜上,黑色毛發占1/2,棕色毛發占1/2;紅色眼睛占1/2,白色眼睛占1/2.
3 結束語
遺傳題直接考查學生對遺傳規律的運用,解題效率取決于掌握題型和運用技巧.學生需理解判斷題、對應題等題型特征,掌握系譜圖、概率計算等技巧,還要對標準解題思路有清晰的認識.養成這種清晰的思考模式,有助于學生快速定位題意,找出解題思路.
參考文獻:
[1] 李延鋒.高中生物遺傳計算類問題的解題方法探討[J].中學生理科應試,2022(12):51-52.
[2] 楊跟成.如何有效突破高中生物遺傳題[J].求知導刊,2022(11):83-85.
[3] 陳美玉.高中生物遺傳類試題的解題思路和方法[J].數理化解題研究,2021(33):106-107.
[4] 焦昌明.高中生物遺傳規律題的解題思路研究[J].安徽教育科研,2021(26):24-25.
[5] 宋成志.高中生物遺傳題的解題技巧[J].數理化解題研究,2021(25):112-113.
[責任編輯:季春陽]