高繼生

[摘 要]

在高中生物教學(xué)中，遺傳學(xué)部分一直是教學(xué)的重點和難點，尤其是與“孟德爾豌豆雜交實驗”相關(guān)的問題，除了概念理解困難外，關(guān)鍵涉及到了讓學(xué)生“頭疼”的概率計算和統(tǒng)計問題。因此，教師有必要厘清概念，剖析聯(lián)系，化繁為簡，運(yùn)用科學(xué)合理的方法，快速準(zhǔn)確地破解遺傳學(xué)計算的難題。

[關(guān)鍵詞]

生物教學(xué)；口訣；遺傳；自由組合定律；分枝法

在高中生物教學(xué)中，遺傳學(xué)部分一直是教學(xué)的重點和難點，尤其是與“孟德爾豌豆雜交實驗”相關(guān)的問題，更是讓學(xué)生“頭疼”。學(xué)生由于把握不住遺傳定律內(nèi)在的聯(lián)系，往往糾結(jié)于各種復(fù)雜的計算和比例，常常出現(xiàn)無從著手的困局。究其原因，一是學(xué)生沒有吃透遺傳定律概念的內(nèi)涵和外延，二是學(xué)生沒有掌握遺傳計算的方法和技巧。課本淺顯的知識介紹，簡單的遺傳圖解，無法解決學(xué)生在應(yīng)用中復(fù)雜的計算問題。因此，教師有必要厘清概念，剖析聯(lián)系，化繁為簡，運(yùn)用科學(xué)合理的方法，快速準(zhǔn)確地破解遺傳學(xué)計算的難題。

一、巧析定律概念

（一）“一分二配三組合”

用口訣概括分離和自由組合定律的一般過程和實質(zhì)，有利于教師的教和學(xué)生的學(xué)。

“一分”：基因分離。是指位于同源染色體上的等位基因在形成配子時彼此分離，這是分離定律的實質(zhì)，也是自由組合定律配子形成的必須過程。

“二配”：獨立分配。是指分離后的等位基因獨立地分配到不同的配子中去，它同時符合分離定律和自由組合定律，是二者的共同特征。

“三組合”：隨機(jī)組合。是指同源染色體等位基因分離后，與非同源染色體分離的非等位基因之間的隨機(jī)組合，是自由組合定律的實質(zhì)。

（二）“同分非組共和協(xié)”

“同分非組共和協(xié)”表明了分離定律和自由組合定律之間的相互聯(lián)系?！巴址墙M”是指在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因彼此分離，非等位基因自由組合；“共和協(xié)”是指兩個定律在形成配子時共同作用，相互依存，其中分離定律是基礎(chǔ)，自由組合是在分離基礎(chǔ)上的組合，沒有分離定律就沒有自由組合定律，故二定律在形成配子時“和協(xié)”相處，共同作用，才奠定了孟德爾經(jīng)典遺傳學(xué)的基石。

二、妙解遺傳難題

在高中生物學(xué)習(xí)中，學(xué)生在考試中往往會涉及到由兩對或兩對以上基因控制的遺傳問題，即基因的自由組合定律。根據(jù)分離定律，每對控制性狀的基因都是相對獨立遺傳的（不考慮連鎖互換）。因此，我們可以采用數(shù)學(xué)概率計算中常用的“分枝法”，分別考慮每一對基因，化繁為簡，快速準(zhǔn)確地解決問題。

“分枝法”是把復(fù)雜的自由組合問題，分解成簡單的每對基因控制的分離定律問題，然后將幾對基因產(chǎn)生的配子種類和概率及后代的基因型和表現(xiàn)型的概率相乘，得出的積就是配子的種類和概率及雜交后代的基因型和表現(xiàn)型的概率。

（一）配子的種類和概率計算

例1：在孟德爾豌豆雜交實驗中，已知高莖（A）對矮莖（a）為顯性，黃色（B）對綠色（b）為顯性，圓粒（C）對皺粒（c）為顯性。試問：基因型為AaBbcc的豌豆產(chǎn)生的配子種類和概率是多少？

解析：基因型為AaBbcc的豌豆，有3對等位基因即Aa、Bb、cc。首先考慮Aa這一對基因，通過減數(shù)分裂可產(chǎn)生了A和a 2種配子，比例是1A∶1a，且每種配子的概率為1/2；同理，Bb產(chǎn)生B和b 2種配子，比例為1B∶1b，每種配子概率是1/2；cc產(chǎn)生1種c配子，概率為1。則AaBbcc產(chǎn)生的配子種類為：2×2×1=4（種），其配子類型和概率是：（1/2A∶1/2a）（1/2B∶1/2b）×1c=1/4ABc∶1/4aBc∶1/4Abc∶1/4abc

推導(dǎo)過程如下：

（二）雜交后代基因型和概率計算

延續(xù)前面配子種類和概率的計算，雜交后代的計算用分枝法，即各對相對性狀雜交后代的基因型和概率的乘積，等于雜交后代的基因型和概率。

例2：基因型為TtGgRr與TtGGRr的親本雜交，其后代的基因型和概率是多少？

解析：首先將TtGgRr×TtGGRr分解成3個分離定律：

Tt×Tt→1TT∶2Tt∶1tt，后代基因型有3種，且比例是：1/4∶1/2∶1/4

Gg×GG→1GG∶1Gg，后代基因型有2種，且比例是：1/2∶1/2

Rr×Rr→1RR∶2Rr∶1rr，后代基因型有3種，且比例是：1/4∶1/2∶1/4

則TtGgRr×TtGGRr后代的基因型種類是：3×2×3=18（種）

后代的基因型和概率是：（1TT∶2Tt∶1tt）（1GG∶1Gg）（1RR∶2Rr∶1rr）=（見過程）

推導(dǎo)過程如下：

（三）雜交后代表現(xiàn)型和比例計算

關(guān)于雜交后代表現(xiàn)型和比例計算，根據(jù)分枝法，相對性狀親本雜交后代的表現(xiàn)型與比例的乘積，就是雜交后代的表現(xiàn)型和比例。

例3：在孟德爾豌豆雜交實驗中，已知高莖（A）對矮莖（a）為顯性，黃色（B）對綠色（b）為顯性，圓粒（C）對皺粒（c）為顯性。試問：親本AaBbcc與aaBbcc雜交后，后代的表現(xiàn)型種類和比例是多少？

解析：AaBbcc×aaBbcc雜交，根據(jù)分枝法，可以分解為三對相對性狀的分離定律，其后代的表現(xiàn)型及概率是：

Aa×aa→1Aa∶1aa，表現(xiàn)型共2種，且比例為：高∶矮=1∶1

Bb×Bb→3B_∶1bb，表現(xiàn)型共2種，且比例為：黃∶綠=3∶1

cc×cc→1cc，表現(xiàn)型共1種，且比例為：皺=1

則雜交后代的表現(xiàn)型種類為：2×2×1=4（種）

雜交后代的表現(xiàn)型及比例是：

（1Aa∶1aa）（3B_∶1bb）×1cc

=3AaB_cc∶1Aabbcc∶3aaB_cc∶

=高黃皺∶高綠皺∶矮黃皺∶矮綠皺

=3∶1∶3∶1

推導(dǎo)過程如下：

三、結(jié)語

在人教版《高中生物必修2》“孟德爾豌豆雜交實驗”中，后代基因型、表現(xiàn)型及概率的計算方法是棋盤法，它根據(jù)親代的基因型，推出配子的種類和比例，再通過繪制棋盤表格的方法，精卵結(jié)合得出子代的基因組合，統(tǒng)計合并相同的類型，然后計算出基因型、表現(xiàn)型的種類和概率。16個方格，學(xué)生往往在統(tǒng)計過程中出現(xiàn)漏算和重復(fù)計算，出錯率非常高，如果學(xué)生遭遇2對以上基因控制的雜交實驗，棋盤法就更加煩瑣和麻煩，耗時易錯，學(xué)生無所適從。而分枝法從根本上解決了上述問題，大大提高了學(xué)生計算的效率和準(zhǔn)確性。筆者在教學(xué)中通過多年的實踐，取得了成功的經(jīng)驗，這種化繁為簡、通俗易懂的的解題思路和方法，值得推廣和借鑒。

（責(zé)任編輯：符 潔）