在遺傳學中靈活運用3∶1和 1∶1達成“科學思維”素養

朱志強

摘 要：遺傳學是高中生物教學的重點和難點，特別是基因型和表現型概率的計算，大部學生很難掌握。本人在多年的教學中不斷探索、研究，對習題進行歸類、整理，找出解題思路、方法和規律，靈活運用3∶1和 1∶1，提升課堂效率往往能達到事半功倍的效果，使學生達到舉一反三，觸類旁通，更好地落實學科核心素養，順利達成科學思維。

關鍵詞：遺傳學 3∶1和1∶1 科學思維

科學思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴重和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。3∶1和1∶1是基因分離定律中一種典型的子代表現型比例。近幾年的遺傳高考題也熱衷于考察3∶1和1∶1的各種變式。要靈活運用3∶1和1∶1在生物遺傳學中的解題，首先要掌握遺傳學中專業名詞的概念及它們之間的關系。 首先，要了解基因型與表現型的概念及它們之間的關系。基因型是性狀表現的內在因素，表現型是基因型的表現形式;但同時表現型又受到外界環境的影響，對于具體的生物而言，其表現型是基因型與環境相互作用的結果。其次，要了解顯、隱性狀與基因型的概念及它們之間的關系。在完全顯性的條件下，表現為顯性性狀的生物基因型有兩種： 純合顯性（如AA）和雜合顯性（如Aa），因而表現型為顯性的個體基因型難以獨立確定。一般應通過測交法確定，即用純合隱性的個體與之雜交，若后代有性狀分離，則可確認為雜合子。表現為隱性性狀的個體可以確認其基因型為純合隱性（如aa），即隱性個體必為純合子。純合子（如AA和aa）自交后代不發生性狀分離。雜合子（如Aa）自交后代發生性狀分離，表現型分離比為3∶1;雜合子（如Aa）與隱性純合（如aa）測交后代發生性狀分離，表現型分離比為1∶1。我們都很清楚，要想快速解答遺傳規律題，不僅要掌握遺傳規律的本質，而且要有非常高的“熟練度”。教師的“熟練度”是通過大量做題和講題鍛煉出來的，學生呢？學生的時間是有限的，如何在有限的時間內有效地提高學生運用3∶1和1∶1的熟練程度？下面以例題為切入點，本人結合自己在教學過程中的做法談一談自己的體會。

[例1]已知牽牛花普通葉（D）對楓形葉（d）為顯性，種子黑色（R）對白色（r）為顯性，控制上述性狀的基因獨立遺傳。現用兩個純種的牽牛花品種甲（DDRR）和乙（ddrr）雜交得F₁，再用F₁與牽牛花丙雜交（如圖1），結果如圖2所示。分析牽牛花丙的基因型為（? ）

A. DdRr??? B. ddRR

C. ddRr??? D. Ddrr

分析解答：題目已經給出親本的基因型甲（DDRR）和乙（ddrr），是兩對相對性狀的雜交，并且顯隱性狀已經給出，F₁指定是DdRr，學生對解題的第一步沒有疑問。第二步用F₁與牽牛花丙雜交，結果如圖2所示。這時，教師要教會學生看圖，圖中的①和②統計普通葉的數量，即①+②=75+25=100;③和④統計的是楓形葉的數量，即③+④=75+25=100，也就是普通葉∶楓形葉=1∶1。第三步教師及時引導學生回歸教材，顯隱性狀之比為1∶1是哪一種雜交后代的比？答案是測交，丙的基因型是dd???? 。第四步，以同樣的思路統計F₁與丙雜交后代黑色與白色的比為3∶1。3∶1是一對相對性狀雜合子的自交后代性狀分離之比，最后確定丙的基因型是ddRr。

[例2]某種哺乳動物的直毛對卷毛（b）為顯性，黑色對白色（c）為顯性（這兩對基因分別位于不同對的同源染色體上）。基因型為BbCc的個體與“個體X”交配，子代的表現型有：直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色，它們之間的比為3∶3∶1∶1。“個體X”的基因型為（??? ）

A.BbCc ?????B.Bbcc?????? C.bbCc ???? D.bbcc

分析解答：題目已知直毛對卷毛（b）為顯性，黑色對白色（c）為顯性，這兩對基因分別位于不同對的同源染色體上，那就符合孟德爾的自由組合定律。現在用基因型為BbCc的個體與“個體X”交配，所得的子代表現型有：直毛黑色、卷毛黑色、直毛白色和卷毛白色，并且它們之間的比為3∶3∶1∶1。也就是直毛∶卷毛=1∶1，符合一對相對性狀測交的后代表現型之比，即“個體X”的基因型為bb???? ;黑色∶白色=3∶1，符合一對相對性狀雜合子自交（雜交）后代的性狀分離比，最后確定“個體X”的基因型是bbCc。

[例3]南瓜所結果實中白色（A）對黃色（a）為顯性，盤狀（B）對球狀（b）為顯性，兩對基因獨立遺傳。若讓基因型為AaBb的白色盤狀南瓜與“某南瓜”雜交，子代表現型及其比例（如圖3）所示，則“某南瓜”的基因型為（ ）

A. AaBb

B. Aabb

C. aaBb

D. aabb

分析解答：根據題意和圖示分析可知：利用逐對分析法分析：（1）白色和黃色這一對相對性狀：子代中白色比黃色為3：1，說明親本都是雜合子，基因型均為Aa;（2）盤狀和球狀這一對相對性狀：子代中盤狀比球狀為1：1，屬于測交類型，親本的基因型為Bb×bb.綜合以上分析可知，“某南瓜”的基因型為Aabb。

通過上面的幾道例題，可以清醒地認識到方法十分重要。首先，教師應引導和啟發學生積極思維，設計問題考慮問題難度，同時應為學生解決問題設計一定的梯度，通過多道變式的訓練，為學生思考問題多鋪設臺階，才能使學生靈活掌握和運用知識;其次，在引導學生積極思維同時，應鼓勵學生質疑，使學生在質疑中綻放出創新的思維火花。課堂是教育教學的主陣地，提升課堂效率往往能達到事半功倍的效果。在學生做課堂練習時，認真巡視學生做作業的情況;在與學生對話時，能因勢利導地和學生一起探討作業中發現的問題，多利用變式訓練來提高學生解題的熟練性。新的一輪課程改革強調學生自主探究、打造互動型的高效課堂。在教師教學的過程中既要強調知識的積累，知識的創新，又要強調解題技巧的訓練，促進心靈、智慧、能力的開發;既要提倡主動性的、創造性的教育，又要適應高考選拔人才的需要，以提高學生成績為最終目的。

參考文獻

[1]袁錦明.Aa連續自交、隨機交配及其淘隱問題例析[J].生物學通報，2009，44（3）：28-29.

[2]喬進軍.配子傳遞幾率法――一種簡捷的遺傳概率計算法[J].生物學教學，2007，32（3）：53-54.