關(guān)于孟德爾遺傳定律在高中生物解題中的具體應用分析

王嘉琪

摘要：本文以孟德爾遺傳定律在高中生物解題中的具體應用為研究內(nèi)容，通過對相關(guān)概念的明確和強化，綜合基因分離定律和自由組合定律，以典型例題講解的形式，以期能夠解決若干對相對性狀結(jié)合的比例問題。

關(guān)鍵詞：高中生物 遺傳定律 比例計算

遺傳學是生物學中一個非常重要的分支。孟德爾通過分析豌豆雜交過程中表現(xiàn)出的不同性狀，提出了遺傳學中具有重要地位的“分離定律”和“自由組合定律”，這為人類通過外在性狀的不同表現(xiàn)，研究其基因型指明了方向。運用孟德爾遺傳定律解決實際問題，關(guān)鍵在于根據(jù)外在表現(xiàn)分析內(nèi)在基因型。

一、孟德爾遺傳定律中的相關(guān)概念

（一）內(nèi)在基因和外在性狀

基因是生物遺傳的密碼，是控制生物體外在表現(xiàn)的“鑰匙”。孟德爾正是通過對豌豆外在的性狀的研究分析，推導了其內(nèi)在基因型的關(guān)系。因此，簡而言之，就是內(nèi)在基因決定外在性狀，外在性狀表現(xiàn)內(nèi)在基因。

性狀是生物體現(xiàn)出來的具體的特征，這些特征有其相對性，例如豌豆的高莖和矮莖、人的有耳垂和無耳垂。這樣成對出現(xiàn)的性狀就稱之為一對相對性狀。控制這一對相對性狀的“鑰匙”，就是一對等位基因，它們處在一對同源染色體的相同位置，在減數(shù)分裂的時候遵循基因分離定律和自由組合定律。

（二）個體表現(xiàn)

生物個體所表現(xiàn)出來的具體性狀為表現(xiàn)型;控制表現(xiàn)型的具體基因“鑰匙”就是基因型。以一對等位基因為例，基因型相同的個體為純合子，例如：AA（顯性純合子），aa（隱形純合子）;基因型不同的個體為雜合子，例如：Aa（表現(xiàn)型為顯性性狀）[2]。

需要引起注意的是，表現(xiàn)型相同的生物體可能擁有不同的基因型，如基因型為AA和Aa的個體，表現(xiàn)型均為顯性性狀。而基因型相同的生物個體，表現(xiàn)型一定相同。

二、孟德爾遺傳定律的具體應用

（一）適用范圍

基因分離定律和自由組合定律研究的是染色體上的基因的遺傳。只有真核生物有染色體，而染色體存在于細胞核內(nèi)。孟德爾遺傳定律的實質(zhì)，是決定個體一個性狀的基因分別來自兩個親本。親代在減數(shù)分裂過程中，遺傳因子彼此分離，互不干擾，經(jīng)過有性生殖過程，來自父本和母本的配子自由組合，形成合子，其中具有分別來自父本和母本的，成對遺傳因子中的一個。綜上所述，孟德爾定律只有具有染色體結(jié)構(gòu)的真核生物，在有性生殖過程中適用。

（二）孟德爾定律的具體應用

在遺傳學問題中，涉及多對相對性狀，求解其具體的基因型、表現(xiàn)型及比例時，若能夠靈活運用孟德爾定律，利用分解組合法解自由組合定律的題，既可以化繁為簡，又不易出錯[3]。

解析：本題為已知親代的基因型，求子代基因型、表現(xiàn)型的種類及其比例的類型。

題中有三對相對性狀，因此解題時先分解再組合計算概率。

第一步：分解。分別分解分析三對相對性狀。

Aa×aa→（Aa，aa），2種基因型，比例為1：1;有2種表現(xiàn)型（長毛，短毛），比例為1：1。

Bb×Bb→（BB，Bb，bb），3種基因型，比例為1：2：1;有2種表現(xiàn)型（直毛，彎毛），比例為3：1。

Cc×CC→（CC，Cc），2種基因型，比例為1：1;有1種表現(xiàn)型（黑毛）。

第二步：組合。根據(jù)上一步得出的結(jié)論，組合分析三對相對性狀的整體情況。

表現(xiàn)型種類為：2×2×1=4（種），具體類型及其比例為：

（長毛：短毛）（直毛：彎毛）（黑毛）=（1：1）（3：1）（1）

（長毛直毛黑毛：長毛彎毛黑毛：短毛直毛黑毛：短毛彎毛黑毛）=（3：1：3：1）

基因型種類為：2×3×2=12（種），具體的類型及其比例，結(jié)合上一步計算結(jié)果進行分析：

（Aa：aa）（BB：Bb：bb）（CC：Cc）=（1：1）（1：2：1）（1：1）按乘法分配率展開，可得出不同基因型及其比例：

AaBBCC=1×1×1=1? ? ? ? ?AaBBCc=1×1×1=1

AaBbCC=1×2×1=2? ? ? ? ? AaBbCc=1×2×1=2

AabbCC=1×1×1=1? ? ? ? ? AabbCc=1×1×1=1

aaBBCC=1×1×1=1? ? ? ? ? ?aaBBCc=1×1×1=1

aaBbCC=1×2×1=2? ? ? ? ? ?aaBbCc=1×2×1=2

aabbCC=1×1×1=1? ? ? ? ? ?aabbCc=1×1×1=1

結(jié)論：以上例題中，均屬于若干對相對性狀的判斷。這類問題中，整體的解題思路就是先分解到單一性狀的表現(xiàn)型和基因型，再組合討論。

三、結(jié)語

論文針對遺傳學中，孟德爾基因分離定律和自由組合定律的綜合運用，進行了系統(tǒng)的分析。由于孟德爾遺傳定律是針對多對相對性狀，分析其親代、子代的基因型和表現(xiàn)型的規(guī)律，在綜合運用解題時，給學生提供了化繁為簡的解題思路，對于多對相對性狀問題的分析給出了系統(tǒng)的解決辦法。

參考文獻：

[1]陳雪嬌.科學史在前科學概念轉(zhuǎn)化過程中的應用——以“基因的顯性和隱性”為例[J].生物學通報，2016，（09）：36-38.

[2]石進德.高中生物課堂預設和生成的觀察與思考——以《遺傳因子的發(fā)現(xiàn)》教學為例[J].福建基礎教育研究，2013，（05）：28-28.

[3]胡道旭.孟德爾實驗科學方法的分析與應用[J].中學生物學，2011，（10）：31-32.

[4]尹桃娟.例析“乘法定律”在遺傳問題中的應用[J].中學生數(shù)理化（學習研究），2011，（04）：43-43.

（作者單位：青島第三十九中學）