“伴性遗传”的学习
伴性遗传这部分的知识最难,要考虑遗传性状和性别双重问题。学生学习起来非常吃力,这里我要介绍一种方法:雄性突破法。
一、雄性突破法(XY型生物)或雌性突破法(ZW型生物)
在伴性遗传解题过程中,XY比较特殊,雄性突破法的内容如下:①XY个体表现型知道就直接可以推导其基因型;②XY个体的X染色体只来自他的母亲,只传给他的女儿;③Y染色体只来自于他的父亲,只传给他的儿子;④XY个体的配子中X配子组合全是雌性,Y配子组合全是雄性。
例题:某种雌雄异株的植物有宽叶和狭叶两种类型,宽叶由显性基因B控制,狭叶由隐性基因b控制,B与b均位于X染色体上,基因b使雄配子致死。请回答:
(1)若后代全为宽叶雄株个体,则其亲本的基因型为;(2)若后代全为宽叶,且雌雄植株各半时,其亲本的基因型为;(3)若后代全为雄株,且宽叶和狭叶各半,其亲本的基因型为;(4)若后代性别比为11,宽叶个体占3/4,则其亲本的基因型为。
解题:从双亲中XY个体入手,XBY个体可以产生两种(XB和Y)1:1的配子,后代雌雄各半;XbY个体只能产生一种Y配子(b是X死亡),后代只有雄性个体。因此可以根据雄性的特点首先判断上题中所有雄性个体的基因型。在根据后代性状比例来推导雌性个体的基因型。
二、伴性遗传病和性别相联系的家谱计算
伴性遗传和性别相互联系,伴性遗传和性别放在一起时,不能和常染色体那样简单到乘以二分之一就可以了,见例题:某家谱如图,Ⅱ-7和Ⅱ-8结婚,生出孩子Ⅲ-10,回答下面问题?
①10号为色盲男孩的概率是.②10号为色盲女孩的概率是.③10号是男孩,患色盲的概率是.④10号是女孩,患色盲的概率是.
解题:首先我们可以根据雄性突破法知道,Ⅱ-8个体没有疾病,所以其基因型为XBY,Ⅱ-7基因型我们可以通过雄性突破法知道,(如图:)Ⅱ-7基因型是XBXB或XBXb各占1/2.本题的问题基本有这四种。我们把它分为两种:性别不知道和性别知道这两种。这两种在解题中方法也不同。①解性别不知道的题目时,父方X和Y都有可能和母方的X卵子结合,所以父方的XB和Y结合卵子的概率为1/2。我们可以知道母亲产生的XB占3/4产生的Xb占1/4。卵子结合有如下可能:XBXB占3/8,XBXb占1/8,XBY占3/8,XbY占1/8.②解性别知道的题目时,父方的X和Y就不是随便和母方的卵子结合了,比如生的是男孩,只有父方的Y和母方的X卵子结合;如果生的是女孩,只有父方的X和母方的X卵子结合。母方产生的卵子概率还是产生的XB占3/4产生的Xb占1/4,生的是男孩则父方Y和母方结合,子代概率为:XBY占3/4,XbY占1/4.生的是女孩则父方XB和母方结合,子代概率为:XBY占3/4,XbY占1/4.
三、两种遗传病的家谱计算(含伴性遗传)
两种遗传病家谱计算问题比较复杂,很多学生容易弄混淆。对于这种题,我们采取各个击破的方法。如:下图是白化病(a)和色盲(b)的遗传系谱图,请据图回答下列问题。
(1)Ⅰ2的基因型是;Ⅰ3的基因型是。
(2)Ⅱ5是纯合子的几率是。
(3)若7和8再生一个小孩,两病都没有的几率是。两病都有的男孩几率是。生个男孩,两种病都有的概率为。
解题:对于两种遗传病的解题思路是分别求解单个遗传病,再用乘法定理将他们整合到一起,如图所示:
(1)Ⅰ2的基因型是AaXBXb;Ⅰ3的基因型是AaXBY。
(2)Ⅱ5是纯合子的几率是1/6。
(3)若7和8再生一个小孩,两病都没有的几率是?两病都有的几率是?这题也是分开解题,不得病的概率为b×d,的两种病的概率为a×c,只得一种病的概率a×d+c×b,只得白化病a×d,只得色盲c×b.如果和性别联系在一起的话,计算时不能直接像上面那样解题,应该把问题拆解为:患两种病的男孩=患白化×患色盲的男孩。生个男孩,两种病都有=患白化×(男孩-已知),患色盲。
[参考文献]
[1]刘祖洞.遗传学.高等教育出版社,2001.
关键词:生物教学;课堂提问;提问设计
课堂提问是整个课堂教学流程中一个非常重要的环节,教师通过课堂提问既能够了解学生对于问题的理解和消化程度,也能够启发学生的思考,是教师在课堂上了解学生学习的非常重要的途径,也是加强课堂教学过程中师生交流的重要方式。事实上,我们的教学过程每天都离不开课堂提问的,但是有些时候我们的问题往往是一些效果不明显的提问,如“是不是”、“对不对”这样的提问方式;或者是教师在课前已经精心准备的问题,但是因为学生学习和思考问题的深度不足,往往最终学生解决不了问题,这样问题本身就失去了其存在的价值。所以,结合教学内容和学生实际水平来针对性地设计问题,做好提问环节是优化课堂教学效果,提升学生学习效率的必然要求。高中生物学科是高中课程体系中非常重要的一部分,生物学科被称为“理科中的文科”,对于很多学生来说学习起来有一定的难度,那么在高中生物学科教学中应该怎样来做好课堂提问呢?下面是笔者在课堂教学中的提问法的应用总结如下:
一、复杂问题,化难为简提问设计
遗传题,尤其是基因型的推断、概率的计算等问题常常让相当一部分学生感到头疼,所以我在讲授这部分内容时采取了分步、拆解问题的办法,化繁为简,让学生从简单入手,一步步深入,逐渐解决问题,从而打消了学生的胆怯、害怕心理,并逐渐找到自信、找到做这类题的规律。例如,下图为某家族遗传病系谱图,据图回答:若Ⅲ7与Ⅲ8婚配,则子女的患病几率是多少?________这道题我们就可以把这一个计算患病几率的问题分成以下几个小问题:这种遗传病是显性遗传还是隐性遗传?是常染色体遗传还是伴性遗传?与计算患病几率有关的个体基因型分别是什么?若Ⅲ7与Ⅲ8婚配,则子女的患病几率是多少?如此一来,只要把这些问题各个击破,答案自然就会水落石出了。其解析如下:解析:1.判断遗传类型。从系谱图上看Ⅱ5和Ⅱ6都表现有病,而生出了表现正常的孩子,则该遗传病为显性遗传病(双亲有病,生出正常孩子的一定是显性遗传病),由于Ⅱ6父亲有病,生出了Ⅲ9女儿正常,则该病致病基因位于常染色体上(在显性遗传病中,若父亲有病,生出有正常女儿的,一定是常染色体显性遗传病。也可用反证法证明)。2.几率计算。①(1/3)BB×bb1/3Bb(有病)②(2/3)Bb×bb(2/3)×(1/2)Bb=1/3(有病)则子代的患病几率为1/3+1/3=2/3。
二、多个问题,来突破核心内容
对于学生来说,高中的知识相对于他们还是有较大的难度的,特别是重点问题的突破,一定是涉及到了几个小问题。据此,教师要结合教学内容多设计几个问题来进行重点和难点的突破。这样问题的实效性会更强。例如,在“免疫调节”一节中,应抓住人体第三道防线这一主要矛盾,提出问题:1.吞噬细胞、T细胞、B细胞、浆细胞、记忆细胞与抗体形成的关系是怎样的?2.如果缺失了T细胞,抗体的产生会受到什么影响?3.抗体如何与抗原起作用?4.在有记忆细胞存在的情况下,如有相同的抗原入侵,机体产生抗体的速度有无变化?5.记忆细胞对身体的免疫具有什么意义?这样针对主要矛盾提出以上五个问题,原来学生认为很难的体液免疫就简单多了,学生学起来会更加有信心。
三、概念讲解,用“比较法”提问设计
有了比较,才能有鉴别,才能准确掌握知识。通过比较,能使概念的区别和联系更加清晰,比较可以是相似概念的比较,也可以是不同概念的比较,实验原理、方法的比较等。例如,为了让学生理解等位基因和相同基因,我设计了以下问题进行比较:1.等位基因和相同基因的概念各是什么?等位基因:指在一对同源染色体上同一位置上控制相对性状的基因;相同基因:指在一对同源染色体上同一位置上控制同一性状的基因。2.具有一对等位基因个体和具有一对相同基因的个体形成的配子类型种类一样多吗?具有一对等位基因的个体形成两种不同类型的配子;具有一对相同基因的个体只形成一种配子。
四、提问教学法初探的体会
关键词:遗传计算教学基本原理特殊处理
在遗传知识的学习中,关于遗传概率的计算,是学生最棘手的问题,如何让学生突破难点,更好地掌握这一知识,化难为易,是教师教学的重点。在教学中,既要要求学生掌握遗传计算的基本原理(即概率的运算定理),又要注重概率定理的实际应用和相关数据的灵活处理,才能达到夯实基础,培养能力的目的。
1遗传计算中的基本原理
1.1关于遗传中的计算,主要是涉及概率的计算,故概率计算的基本定理即为遗传计算中的基本原理。概率是指某一事件发生的机会和可能性的大小,即某一事件发生的次数在总事件中所占的比例。概率是生物统计学中最基本的概念,它的大小在0~1之间。概率计算的基本定理主要是乘法定理和加法定理。
1.2乘法定理,两个或两个以上的独立事件同时出现的概率等于它们各自概率之积。所谓独立事件是指一个事件的发生与另一个事件的发生没有关系。在教学中,教师可先以抛掷硬币为例分析,再以简单的遗传计算入手,要求学生掌握,做到知其然且知其所以然。例:同时抛出两个硬币,每一个硬币出现图案或文字在上的概率都各是1/2,且抛出的两个硬币互不影响,故构成两个独立事件。那么两个硬币都是图案在上的概率为它们各自概率的乘积,即1/2×1/2=1/4。同理,任意两个面同时在上的概率均为1/2×1/2=1/4。由此引入遗传计算:基因型为Rr的个体自交时,亲本产生R和r雄性配子的概率都分别是1/2,产生R和r雌性配子的概率也分别是1/2,且产生雄配子和产生雌配子互不影响,即构成独立事件。则通过受精作用结合成合子时,出现RR的概率为1/2×1/2=1/4,出现rr的概率也是1/2×1/2=1/4,出现每一个Rr的概率也是1/2×1/2=1/4。
1.3加法定理,如果两个事件非此即彼,或相互排斥,则出现这一事件或另一事件的概率是它们各自概率之和。例:抛掷一个硬币,下落后,图案在上或是文字在上的概率都各是1/2,且图案在上时文字就不可能在上,文字在上时图案也不可能在上,这就构成了两个互斥事件。则在抛出下落后,图案在上或文字在上都可的概率为它们各自概率之和,即1/2+1/2=1。同样由此引入遗传计算:基因型为Rr的个体自交时,后代可能基因型为RR、Rr、rr,且它们各自的概率分别为1/4、1/2、1/4。在实际中,每一个雌配子或雄配子都只有一次受精的机会,故可推出出现RR、Rr、rr的事件为互斥事件,若现在要推算出现纯合子的概率,即出现RR或rr均可,则可利用加法定律计算,即出现纯合子的概率为1/4+1/4=1/2;若要推算出现显性性状的概率,即出现RR或Rr均可,同理其概率为1/4+1/2=3/4。
2用乘法定理分析孟德尔关于两对相对性状的杂交实验
2.1掌握了遗传学中概率计算的两个基本定理,应将其融会贯通,用于分析解释孟德尔的遗传实验,加深学生对知识的理解。我们知道,一对等位基因(Rr)的杂合子自交时,后代基因型之比为RR∶Rr∶rr=1∶2∶1,即3种基因型,2种表现型,且表现型之比为3∶1。那么两对或两对以上等位基因的杂合子自交时(每对等位基因独立遗传)(下同),用乘法定理求其基因型种类及比例或表现型种类及比例,以及每一种基因型或表现型的概率均可迎刃而解了。例:基因型为YyRr的黄色圆粒豌豆自交时,因为豌豆种子的颜色和形状是由两对相对独立的基因控制的,各自独立遗传,构成独立事件,且要同时成在,符合乘法定理的条件,故可用乘法定理解之。在求解时,先把这两对独立遗传的基因分开,一对一对地看,再利用乘法定理计算。即:基因型的种类为3×3=9种,其比例为(1∶2∶1)×(1∶2∶1)=1∶1∶2∶2∶4∶2∶2∶1∶1,基因型依次为YYRR,YYrr,YYRr,YyRR,YyRr,Yyrr,yyRr,yyRR,yyrr。表现型种类为2×2=4种,其比例为(3∶1)×(3∶1)=9∶3∶3∶1,表现型依次为黄色圆粒,黄色皱粒,绿色圆粒,绿色皱粒。
3用乘法定理求子代概率
3.1用乘法定理求子代基因型概率和基因型种数
3.1.1具有两对或两对以上相对性状的个体杂交,子代基因型的概率等于每对相对性状相交所得的基因型概率的乘积。
例:已知双亲基因型为AaBb×AABb,求子代基因型为AaBb的概率。
解:Aa×AA1/2Aa,Bb×Bb1/2Bb,
子代AaBb的概率=1/2×1/2=1/4。
3.1.2具有两对或两对以上相对性状的个体杂交,子代基因型的种数等于每对相对性状相交所得的基因型种数的乘积。
例:已知双亲的基因型为TtRr×ttRr,求子代有几种基因型。
解:Tt×tt2种(Tt、tt),Rr×Rr3种(RR、Rr、rr),
子代基因型种数=2×3=6种。
3.2用乘法定理求子代表现型的概率、表现型种数和表现型比值
3.2.1具有两对或两对以上相对性状的个体杂交,子代表现型的概率等于每对相对性状相交所得的表现型概率的乘积。
例:已知双亲基因型为AaBb×AABb,求子代双显性性状(A_B_)的概率。
解:Aa×AA1(AA,Aa),Bb×Bb3/4(BB,Bb),
双显性性状(A_B_)的概率=1×3/4=3/4。
3.2.2具有两对或两对以上相对性状的个体杂交,子代表现型的种数等于每对相对性状相交所得的表现型种数的乘积。
例:已知双亲的基因型为TtRr×ttRr,求子代表现型种数。
解:Tt×tt2种(Tt、tt),Rr×Rr2种(R_、rr),
子代表现型种数=2×2=4种。
3.2.3具有两对或两对以上相对性状的个体杂交,子代表现型的比例等于每对相对性状相交所得的表现型比例的乘积。
例:已知双亲基因型为YyRr×Yyrr,求子代表现型的比值。
解:Yy×Yy(1YY,2Yy)∶yy=3∶1,Rr×rrRr∶rr=1∶1,
子代表现型比值为:(3∶1)×(1∶1)=3∶1∶3∶1。
4遗传计算中数据的特殊处理
4.1在遗传计算题中,若能根据数据特点,结合遗传知识,利用乘法定理或加法定理的原理对其数据进行特殊处理,便能达到化难为易,轻松解题的效果。
例:在香豌豆中,当A、B两个显性基因都同时存在时,花色为红色,一株红花香豌豆与基因型为Aabb的植株杂交,子代中约有3/8的个体开红花,若让此植株自花受粉,则后代中非红花植株占(Aa与Bb自由组合):A.10/16B.6/9C.7/16D.6/16。要求出后代中非红花植株所占比例,则要先求出亲本中红花香豌豆的基因型,而解此题的关键在于对3/8的特殊处理。由题意可知亲代基因型可表示为A_B_×Aabb,已知子代有3/8的个体开红花,即有子代3/8A_B_,而3/8=3/4×1/2。根据亲代基因型为A_B_和Aabb,可推出3/4为一对等位基因的杂合子自交所得含显性基因个体的概率,即:Aa×Aa3/4A_;1/2为一对等位基因的杂合子与隐性纯合子杂交所得含显性基因个体的概率,即:Bb×bb1/2Bb,由此可知,亲代中红花香豌豆的基因型为AaBb。其自花受粉即自交时,可产生9/16A_B_(为红花),其于均为非红花植株,即为1-9/16=7/16。正确答案为C。
本文为全文原貌未安装PDF浏览器用户请先下载安装原版全文
再例:一杂交组合后代的表现型有四种,其比例为3∶1∶3∶1,则这组杂交组合为:A.Ddtt×ddttB.DDTt×ddTtC.DDTt×DdttD.Ddtt×DdTt。此题是已知后代表现型种数和比例求亲代基因型及其组合,若从被选项中逐一推算则太繁琐,巧解此题的关键是对数据的转换处理,即:3∶1∶3∶1=(3∶1)×(1∶1)。由3∶1可看出,亲代是一对等位基因的杂合子自交,由1∶1可看出,亲代为一对等位基因的杂合子和隐性纯合子测交,再将两组亲代基因组合即可得出正确答案D。
4.2在遗传规律的学习中,对课本中几组常见数据必需熟记于心。有时,试题中一些数据就是课本数据的变形。在实际应用时,若能对一些数据进行巧妙处理,将其还原成原来的形式,就能很清析地看出其中的内函,问题就会迎刃而解了。
例:一种观赏植物,纯合的蓝色品种与纯合的鲜红色品种杂交,F1为蓝色,F1自交,F2为9蓝∶6紫∶1鲜红。若将F2中的紫色植株用鲜红植株授粉,则后代表现型及其比例是:A.2鲜红∶1蓝B.2紫∶1鲜红C.1鲜红∶1紫D.3紫∶1蓝。由题意F1为蓝色可知:蓝色为显性,鲜红色为隐性。解此题的关键在于确定F2中紫色植株的基因型,然而题目并未对其基因组成作直接的说明或提示,但根据题干提供的信息:F1自交,F2为9蓝∶6紫∶1鲜红,若对F2中出现的表现型比例9∶6∶1进行技巧性处理,即变为9∶3∶3∶1,问题就简单了。从9∶3∶3∶1不难看出F1是由两对等位基因控制的双杂合子,即基因型可设为AaBb。当自交时,若后代中同时出现A、B两个显性基因时,该植株为蓝色;当全为隐性基因时,该植株为鲜红色;当只有一个显性基因A或B时,该植株为紫色。故F2的紫色植株中有1/6AAbb,2/6Aabb和1/6aaBB,2/6aaBb。将其授以鲜红色植株(aabb)的花粉,对其进行逐一推算:1/6AAbb×aabb1/6Aabb(紫色),2/6Aabb×aabb1/6Aabb(紫色)和1/6aabb(鲜红);1/6aaBB×aabb1/6aaBb(紫色),2/6aaBb×aabb1/6aaBb(紫色)和1/6aabb(鲜红)。即可得后代表现型及比例为2紫∶1鲜红,正确答案为B。
总之,对于遗传规律的学习,必需理解基因分离定律和基因自由组合定律的实质,掌握其基本规律。在解决遗传计算的实际问题中,要正确利用概率计算的基本原理,充分结合题意,融会贯通。既注重一般规律和基本原理的运用,又注重对一些数据进行技巧性的特殊处理,才能真正达到提高能力的目的。