高中生物遺傳題解題方法探析

江蘇省鹽城幼兒師范高等?？茖W(xué)校(224000)

陳 勇●

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高中生物遺傳題解題方法探析

江蘇省鹽城幼兒師范高等?？茖W(xué)校(224000)

陳 勇●

平時(shí)生物教學(xué)(如習(xí)題講評(píng))過(guò)程中注意向?qū)W生介紹具體的科學(xué)方法，有意識(shí)地進(jìn)行科學(xué)方法教育，對(duì)提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義.下面以遺傳題的講評(píng)為例，談?wù)勗谏锝虒W(xué)中進(jìn)行科學(xué)方法教育的幾點(diǎn)嘗試.

一、數(shù)學(xué)方法

數(shù)學(xué)方法指運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表述事物的狀態(tài)、關(guān)系和過(guò)程，并加以推導(dǎo)、演算和分析，以形成對(duì)問(wèn)題的解釋、判斷和預(yù)測(cè)的方法.客觀世界的一切規(guī)律原則上都可以在數(shù)學(xué)中找到它們的表現(xiàn)形式，遺傳學(xué)的基本規(guī)律也不例外.在解決遺傳題的時(shí)候可以向?qū)W生介紹概率計(jì)算的“加乘法”和數(shù)學(xué)模型等具體的數(shù)學(xué)方法.

1．概率計(jì)算的“加乘法”的應(yīng)用

“加乘法”是借用概率計(jì)算中的加法定律和乘法定律來(lái)進(jìn)行遺傳分析的方法.所謂加法定律，是當(dāng)一個(gè)事件出現(xiàn)時(shí)，另一個(gè)事件被排除，這樣的兩個(gè)事件為互斥事件，這種互斥事件出現(xiàn)的概率是它們各自概率之和.所謂乘法定律，是兩個(gè)互不影響的獨(dú)立事件同時(shí)或相繼出現(xiàn)時(shí)，其概率是它們各自概率的乘積.

實(shí)例1 人眼的虹膜有褐色和藍(lán)色，褐色是由顯性基因(B)控制的，藍(lán)色是由隱性基因(b)控制的.已知一個(gè)藍(lán)眼男人與一個(gè)褐眼女人(這個(gè)女人的母親是藍(lán)眼)結(jié)婚，這對(duì)夫婦生下藍(lán)眼女孩的可能是( ).

A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/6

講評(píng)如下：根據(jù)題意，這對(duì)夫婦的基因型分別是男bb女Bb,由于bb×Bb→Bb∶bb=1∶1 ，所以他們所生子女中藍(lán)眼小孩占1/2，此小孩是女孩的可能性為1/2，那么他們生下藍(lán)眼女孩的可能則是1/2×1/2=1/4.

通過(guò)訓(xùn)練，學(xué)生對(duì)概率“加乘法”有了初步的掌握，這樣有助于提高他們的生物學(xué)方面的統(tǒng)計(jì)能力.

2．?dāng)?shù)學(xué)模型的應(yīng)用

“模型”是新課程標(biāo)準(zhǔn)首次提出的一種方法.生物數(shù)學(xué)模型可分為兩類：一類為確定性模型，它用數(shù)學(xué)方法描述和研究必然性現(xiàn)象，例如細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體(DNA)數(shù)量變化曲線、微生物的生長(zhǎng)曲線等；另一類為隨機(jī)模型，它用概率和統(tǒng)計(jì)方法描述和研究隨機(jī)現(xiàn)象.例如，用哈迪-溫伯格定律(Hardy-Weinberg定律)來(lái)研究和計(jì)算基因頻率和基因型頻率的變化.應(yīng)用數(shù)學(xué)模型來(lái)解題的關(guān)鍵是建立模型.

實(shí)例2 (2004年廣東高考題)基因型為AabbCC與aaBBcc的小麥進(jìn)行雜交，這三對(duì)等位基因分別位于非同源染色體上，F(xiàn)1雜種形成的配子種類數(shù)和F2的基因型種類數(shù)分別是( ).

A.4和9 B.4和27 C.8和27 D.32和81

講評(píng)如下：先以一對(duì)等位基因的遺傳為基礎(chǔ)，讓學(xué)生理解含一對(duì)等位基因的雜合體產(chǎn)生的配子種類、子代基因型及表現(xiàn)型的種類和比例，然后借助遺傳圖解和概率計(jì)算，推理出兩對(duì)位于非同源染色體上的非等位基因的遺傳結(jié)果，最后抽象出含n對(duì)等位基因(位于n對(duì)非同源染色體上)的雜合體的遺傳結(jié)果，構(gòu)建起基因的自由組合定律的模型.其數(shù)學(xué)模型如表1所示：

表1 n對(duì)非等位基因(位于非同源染色體上)的雜合體的遺傳結(jié)果

運(yùn)用上述數(shù)學(xué)模型，就不難得出該題的答案是C.

二、逆向思維法

遺傳題解中的“逆向思維法”是指根據(jù)后代的基因型或表現(xiàn)型等情況反推親代的對(duì)應(yīng)情況，也可稱之為反推法.

方法一：根據(jù)后代的分離比解題.(以A、a一對(duì)等位基因?yàn)槔?⑴若后代性狀分離比為顯性∶隱性=3∶1,則雙親一定是雜合體(Aa).⑵若后代性狀分離比為顯性∶隱性=1∶1，則雙親一定是測(cè)交類型，即Aa×aa.⑶若后代性狀只有顯性性狀，則雙親至少有一方為顯性純合體.即AA×AA或AA×Aa或AA×aa.

方法二 隱性純合突破法.隱性個(gè)體一定是純合體，如果后代是隱性的，那么就可以立即寫(xiě)出它的基因型.以此為突破口，就可以反推出親代的基因型.

三、分解法

由于基因自由組合規(guī)律是建立在基因分離規(guī)律基礎(chǔ)之上的，所以在解題過(guò)程中，如果遇到兩對(duì)或兩對(duì)以上相對(duì)性狀的遺傳題時(shí)，只要是兩對(duì)或兩對(duì)以上的等位基因是獨(dú)立分配的，就可以把它分解為一對(duì)一對(duì)的相對(duì)性狀來(lái)考慮.然后再把它們組合起來(lái)，這樣繁雜的問(wèn)題就變得簡(jiǎn)單了.

實(shí)例3 基因型為YyRr的個(gè)體與基因型為YYRr的個(gè)體雜交，按自由組合規(guī)律遺傳，子代的基因型有( ).

A.2種 B.4種 C.6種 D.8種

解答這道題時(shí)，學(xué)生們一般都能根據(jù)題意，知道YyRr產(chǎn)生的配子有4種：YR、yr、Yr、yR，且它們之間的數(shù)量比為1∶1∶1∶1；YYRr產(chǎn)生的配子有2種：YR、Yr，且它們的數(shù)量比為1∶1.受精時(shí)，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，結(jié)合方式有8種，因此有的學(xué)生就認(rèn)為答案應(yīng)選D.其實(shí)它們的后代基因型為：YYRR 、YyRr 、YYRr、 YyRR 、Yyrr、 YYrr，它們的比例為1∶2∶2∶1∶1∶1.顯而易見(jiàn)，在雌雄配子的8種組合方式中，有重復(fù)的基因型，因此該題應(yīng)選C.

用以上這種方法解題，既耗時(shí)間又容易出錯(cuò)，那么有沒(méi)有一種比較好的方法來(lái)解答此類問(wèn)題呢？筆者在講解這道題時(shí)，引入了分解法， 像例題4中有兩對(duì)相對(duì)性狀，由于是按自由組合規(guī)律遺傳，可以分為兩步，先每對(duì)性狀單獨(dú)考慮，即第一步考慮Yy×YY產(chǎn)生的基因型

Yy×YY

↓

YY Yy

比例： 1 ∶1

第二步考慮Rr×Rr產(chǎn)生的基因型

Rr×Rr

↓

RR Rr rr

比例： 1∶2∶1

由上圖可以看出Yy×YY產(chǎn)生2種基因型，Rr×Rr產(chǎn)生3種基因型.然后再合并，YyRr×YYRr后代的基因型種類則為2×3=6.這種方法的應(yīng)用大大提高了解題的速度，同時(shí)準(zhǔn)確率也提高了.

筆者在教學(xué)中，深深體會(huì)到“教育的核心是‘遷移’”(布魯納)的含義.教師不僅要培養(yǎng)學(xué)生本學(xué)科內(nèi)的知識(shí)遷移能力，還要促進(jìn)其他學(xué)科方法比如數(shù)學(xué)方法在生物學(xué)習(xí)中的遷移和應(yīng)用.實(shí)踐證明，在生物習(xí)題講評(píng)中滲透科學(xué)方法教育，有效地完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和促進(jìn)能力發(fā)展，是提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑之一.

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1008-0333(2016)22-0081-01