高中生物教學(xué)中知識(shí)的適度拓展

宋立權(quán)

高中生物教科書(shū)內(nèi)容以基本概念和原理為重點(diǎn)，突出基礎(chǔ)和核心知識(shí)，但是部分知識(shí)過(guò)度精簡(jiǎn)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)困難，很難建構(gòu)起完整的生物學(xué)體系。學(xué)生在高考答題時(shí)往往因?yàn)槿狈?duì)相關(guān)知識(shí)的深入全面的理解，對(duì)題中出現(xiàn)的陌生現(xiàn)象和術(shù)語(yǔ)產(chǎn)生恐懼心理，導(dǎo)致得分率較低，部分學(xué)生甚至直接放棄。

以遺傳變異類(lèi)知識(shí)為例，2015年高考中部分省市的題目涉及到單體、缺體和平衡致死系等內(nèi)容，這類(lèi)題目大多要求學(xué)生從題干中獲取信息，然后進(jìn)行遺傳分析推理，最后做出合理的判斷。學(xué)生答題情況都不太理想。

下面以遺傳變異類(lèi)知識(shí)的教學(xué)中應(yīng)補(bǔ)充拓展的知識(shí)及其在解題中的應(yīng)用為例，望能對(duì)高中教師和備戰(zhàn)高考的學(xué)生有所幫助。

1 多倍體的來(lái)源、各種雜合子及配子的比例及應(yīng)用

同源多倍體的來(lái)源一般有2個(gè)途徑：染色體已經(jīng)復(fù)制，而細(xì)胞質(zhì)不分離；未減數(shù)的配子結(jié)合，也可以發(fā)育成多倍體。多倍體通常用于育種。

除此之外，教師可以應(yīng)該要求學(xué)生熟悉四倍體的雜合子所產(chǎn)生的配子比和自交后代的表現(xiàn)型比例（表1）。

【例1】 番茄莖紫色（A）對(duì)綠色（a）為顯性，有毛（B）對(duì)無(wú)毛（b）為顯性，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳。請(qǐng)回答：

（1） 現(xiàn)有某二倍體雜合子紫色莖番茄幼苗，欲將其培育成基因型為AAaa的個(gè)體，將培育出的植株自交得到F1，其中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占 ，該過(guò)程

（遵循/不遵循）基因的自由組合定律。

（2） 某四倍體番茄的基因型為AaaaBBbb，則該番茄能產(chǎn)生 種配子。將該株番茄自交得到F1代，F(xiàn)1的表現(xiàn)型比例為 。

參考答案：（1） 1/18 不遵循 （2） 6 105∶35∶3∶1

解析：（1） AAaa個(gè)體產(chǎn)生的配子的基因組成為1AA∶4Aa∶1aa，其中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體的基因型為AAAA、aaaa，比例為1/6×1/6+1/6×1/6=1/18。

（2） Aaaa產(chǎn)生的配子的基因組為1Aa∶1aa，BBbb產(chǎn)生的配子的基因組為1BB∶4Bb∶1bb，故產(chǎn)生6種配子。用配子棋盤(pán)法算出四種表現(xiàn)型的比為A_B_∶aaB_∶A_bb∶aabb=（60+30+10+5）∶（25+5+5）∶3∶1。

2 單體、缺體和三體

二倍體缺一條染色體稱(chēng)為單體（2n-1）；二倍體同源染色體缺失1對(duì)，稱(chēng)為缺體；二倍體多一條染色體，稱(chēng)為三體（2n+1）。單體、缺體和三體通常用于判斷基因在染色體上的位置。

例如，單體（2n-1）自交可以得到缺體（2n-2），利用單體和缺體，可把基因定位在染色體上。例如小麥中發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的隱性突變體，可以把它跟21種缺體雜交。如果跟某一種缺體的雜交中，突變性狀在F1顯現(xiàn)出來(lái)，則可得知這突變基因是在缺體中沒(méi)有的那對(duì)染色體上。

教師還可以引導(dǎo)學(xué)生分析下列材料：

黑腹果蠅的第四染色體多一條少一條都可以生活，而且能夠繁殖，表2是遺傳學(xué)家經(jīng)常用第四染色體的單體和三體進(jìn)行的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)。

比較可以發(fā)現(xiàn)，B組和A組的F1不同，C組和A組實(shí)驗(yàn)的測(cè)交結(jié)果不同。這些材料證明，ey基因在第四染色體上。

【例2】 （2015·浙江卷）利用種皮白色水稻甲（核型2n）進(jìn)行原生質(zhì)體培養(yǎng)獲得再生植株，通過(guò)再生植株連續(xù)自交，分離得到種皮黑色性狀穩(wěn)定的后代乙（核型2n）。甲與乙雜交得到丙，丙全部為種皮淺色（黑色變淺）。設(shè)種皮顏色由1對(duì)等位基因A和a控制，且基因a控制種皮黑色。請(qǐng)回答：

將乙與缺少1條第七號(hào)染色體的水稻植株（核型2n-1，種皮白色）雜交獲得子一代，若子一代的表現(xiàn)型及其比例為 ，則可將種皮黑色基因定位于第七號(hào)染色體上。

答案：淺色∶黑色=1∶1

解析：乙的基因型為aa，如果黑色基因在7號(hào)染色體上，缺失一條7號(hào)染色體的白色為A0，根據(jù)分離定律可知，子代基因型為Aa（淺色）和a0（黑色），且比例為1∶1。

總結(jié)：如果學(xué)生對(duì)單體的知識(shí)掌握的全面，很快就可以做出聯(lián)想和判斷。

3 平衡致死系

3.1 平衡致死系的概念

平衡致死系也稱(chēng)永久雜種，在平衡致死系中，一對(duì)同源染色體的兩個(gè)成員分別帶有一個(gè)座位不同的隱性致死基因，這兩個(gè)致死基因始終處在個(gè)別的染色體上，從而以雜合狀態(tài)保存不發(fā)生分離。

例如，現(xiàn)有一種“卷翅平衡致死系”果蠅，其個(gè)體的體細(xì)胞中一條2號(hào)染色體上有一顯性基因A（卷翅），這是純合致死基因；另一條2號(hào)染色體上也有一個(gè)顯性基因B（星眼狀），也是純合致死基因，它們產(chǎn)生的子代純合子均為致死，只有雜合子存活，表現(xiàn)為卷翅星狀眼。

要保持一個(gè)平衡致死系統(tǒng)，必須具備兩個(gè)條件：

（1） 一對(duì)同源染色體的兩個(gè)成員各帶有一個(gè)座位不同的隱性致死基因。

（2） 這兩個(gè)非等位的隱性致死基因始終處于個(gè)別的同源染色體上。

教師要注意幫助學(xué)生理解概念中的“隱性致死基因”是指在基因純合的情況下致死，雜合情況下存活，并非指有關(guān)基因是隱性基因。2015年高考安徽卷第31題就有涉及對(duì)“隱性致死”的理解。

3.2 平衡致死系的應(yīng)用

① 用來(lái)保持致死突變型的真實(shí)遺傳品系。一般品系都以純合品系的形式保存下來(lái)，因?yàn)榧兒掀废凳钦鎸?shí)遺傳的。例如果蠅的白眼品系，在實(shí)驗(yàn)室牛奶瓶中，每只雌體都是w/w，每只雄體都是w/Y；每產(chǎn)生一代新個(gè)體時(shí)，幾乎不需要加以逐只觀(guān)察，可以完全移入新的飼養(yǎng)瓶。但致死基因就不是這樣，不能以純合狀態(tài)保存，因?yàn)榧兒蟼€(gè)體是致死的，所以只有以雜合狀態(tài)保存。

② 應(yīng)用于育種實(shí)踐。1975年B.A.斯特魯尼科夫利用性連鎖平衡致死原理，育成了幾乎只產(chǎn)雄蠶的家蠶品系。雄性家蠶的性染色體是ZZ，雌性家蠶是ZW。l1和l2是2個(gè)Z染色體上的致死基因，將不帶有致死基因的雌蛾ZW和2個(gè)Z染色體上，分別與帶有致死基因l1和l2的雄蛾進(jìn)行雜交，雌蛾所產(chǎn)的蠶卵中雌性蠶卵ZW（l1）或ZW（l2）全部不能孵化，而雄性蠶卵++/l1+或++/+l2則可以孵化。由于雄性的生長(zhǎng)期短，消耗桑葉少，出絲率高，絲的質(zhì)量好，能達(dá)到增產(chǎn)的效果。

【例3】 果蠅3號(hào)常染色體上有裂翅基因。為培育果蠅新品系，研究人員進(jìn)行如下雜交實(shí)驗(yàn)（以下均不考慮交叉互換）。

（1） 將某裂翅果蠅與非裂翅果蠅雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)型比例為裂翅∶非裂翅=1∶1，F(xiàn)1非裂翅果蠅自交，F(xiàn)2均為非裂翅，由此可推測(cè)出裂翅性狀由 性基因控制。F1裂翅果蠅自交后代中，裂翅與非裂翅比例接近2∶1的原因最可能是 。

（2） 將裂翅品系的果蠅自交，后代均為裂翅而無(wú)非裂翅，這是因?yàn)樵?（裂翅/非裂翅）基因所在的染色體上，還存在另一基因（b），且隱性純合致死，所以此裂翅品系的果蠅雖然均為 ，但自交后代不出現(xiàn)性狀分離，因此裂翅基因能一直保留下來(lái)。

（3） 分析可知，欲保留果蠅某致死基因且自交后代該基因頻率一直不變，還需保留與該基因在

上的另一致死基因。

答案：（1） 顯 裂翅基因純合致死 （2） 非裂翅 雜合子 （3） 同源染色體的另一條染色體

解析：本題考查遺傳的基本定律、基因致死現(xiàn)象等相關(guān)知識(shí)，要求學(xué)生掌握平衡致死系的特點(diǎn)和應(yīng)用，就能做出合理判斷并得出正確結(jié)論。

總結(jié)起來(lái)，解答遺傳變異類(lèi)題目的一般方法如下：

（1） 讀取題目信息，理解其中的遺傳現(xiàn)象和過(guò)程，寫(xiě)出簡(jiǎn)單的遺傳圖解；

（2） 判斷親本產(chǎn)生配子的種類(lèi)及比例，注意配子是否可育；

（3） 用配子棋盤(pán)（也稱(chēng)配子相乘法）算出子代基因型或表現(xiàn)型比例，注意題目信息中是否有合子致死，基因之間相互影響等現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

高中生物新課程的目標(biāo)是要讓學(xué)生獲得生物學(xué)基本事實(shí)、概念、原理和模型等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，因在教材編寫(xiě)方面突出體現(xiàn)基礎(chǔ)性的特點(diǎn)。但是，教材只是教學(xué)資源的一部分，為了使學(xué)生能夠獲得更完整的知識(shí)，教師要根據(jù)學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適度拓展，可以參考與教材配套的教師教學(xué)用書(shū)、大學(xué)教材和近年高考試題適度拓展深廣度。此外，高考是選拔性考試，需要有區(qū)分度和適當(dāng)?shù)碾y度，為了考查學(xué)生獲取新知識(shí)和處理信息的能力、思維能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，考題中必然出現(xiàn)一些新知識(shí)新情境，如果拓展到位，就能有效減少學(xué)生對(duì)題目的陌生感，增強(qiáng)解題信心和能力，從而獲取更好的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

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