如何判斷生物體的可育性

王海俠

關(guān)于生物體的可育性是遺傳變異模塊的經(jīng)典題型，同時(shí)也是一類難題。下面介紹如何一步步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)判斷生物體可育性的過程。

1例題引導(dǎo)

例題：“白菜－甘藍(lán)”雜種植株是將白菜與甘藍(lán)的原生質(zhì)體進(jìn)行融合得到的雜種細(xì)胞，再經(jīng)組織培養(yǎng)而獲得的。對(duì)此下列說法正確的是()

A.培育出的“白菜－甘藍(lán)”植株不能結(jié)子

B.該培育過程不遵循孟德爾的遺傳定律

C.培育過程中包含著有絲分裂、細(xì)胞分化和減數(shù)分裂等過程

D.動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與上述培育過程所應(yīng)用的基本原理相同

解析：B項(xiàng)正確：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)屬于無性生殖，而生物的有性生殖過程才會(huì)遵循孟德爾的遺傳定律。C項(xiàng)錯(cuò)誤：無性生殖過程中不可能發(fā)生減數(shù)分裂。D項(xiàng)錯(cuò)誤：動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的原理僅是細(xì)胞融合，而植物體細(xì)胞雜交技術(shù)所應(yīng)用的原理除了細(xì)胞融合還有植物細(xì)胞的全能性。

關(guān)于A項(xiàng)，好多學(xué)生就非常迷惑：究竟如何判斷“白菜—甘藍(lán)”植株結(jié)不結(jié)子呢?

教師引導(dǎo)分析：白菜、甘藍(lán)都是二倍體，且染色體數(shù)分別為20、18條，因而利用體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得的“白菜—甘藍(lán)”應(yīng)該含有38條染色體，為四倍體，且有19對(duì)同源染色體，故能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，產(chǎn)生正常的雌雄配子，受精后形成四倍體的受精卵且可育，所以該方法培育出的“白菜—甘藍(lán)”植株完全能夠結(jié)子，故A項(xiàng)錯(cuò)誤。

2組織討論

教師提示：明白這道題后，有沒有同學(xué)還能提出新的問題?

不一會(huì)兒，就有學(xué)生提出：白菜、甘藍(lán)在自然情況下有可能實(shí)現(xiàn)有性雜交，其后代可育嗎?

有學(xué)生認(rèn)為可育，理由是白菜、甘藍(lán)分別含有20條、18條染色體的二倍體，進(jìn)行有性生殖產(chǎn)生的配子各含有一個(gè)染色體組，精卵結(jié)合形成的受精卵含有兩個(gè)染色體組，因而可以進(jìn)行正常的減數(shù)分裂，從而產(chǎn)生正常的配子，所以完全可育。

而有學(xué)生則認(rèn)為：白菜、甘藍(lán)是兩個(gè)物種，應(yīng)該存在生殖隔離，其雜交后代不育。

究竟何種觀點(diǎn)正確呢?

教師點(diǎn)撥：首先可以肯定的是存在生殖隔離的兩個(gè)物種即使在偶然的情況下發(fā)生有性雜交，其后代也是不可育的。何為不育?不育指不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂產(chǎn)生正常的配子。能否發(fā)生減數(shù)分裂的依據(jù)是什么?有無同源染色體。那么，白菜配子中的10條染色體和甘藍(lán)配子中的9條染色體中存在同源染色體嗎?

關(guān)于同源染色體的概念，現(xiàn)行人教版教材第一冊第104頁是這樣講的：形狀和大小一般相同，一條來自父方，一條來自母方，在減數(shù)分裂過程中能發(fā)生配對(duì)的兩條染色體，叫做同源染色體。當(dāng)初學(xué)生就曾對(duì)這一概念提出了質(zhì)疑：明明來源不同“一條來自父方，一條來自母方”怎么還說是“來源”相同呢?其實(shí)，這個(gè)“來源”不是指來自哪個(gè)親本，根本上說是來自“物種的起源”中的同一祖先。同種生物中形狀和大小相同的兩條染色體自然是“同源染色體”，而不同種生物兩條即使形狀和大小也相同，由于其起源于不同物種而不能成為“同源染色體”。所以教材中的概念只是對(duì)“同一種生物”而言的，不能簡單推廣到不同物種間。

3得出結(jié)論

現(xiàn)在再看有關(guān)白菜、甘藍(lán)自然雜交后代是否可育的問題，顯然后者的觀點(diǎn)是正確的。即白菜與甘藍(lán)的有性雜交后代是不可育的，由于白菜、甘藍(lán)分別屬于不同的物種，其生命起源是不同的，因而它們之間不可能有同源染色體。這樣白菜與甘藍(lán)的有性雜交后代就因無同源染色體而不能進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子，所以是不可育的。

4思維拓展

教師引導(dǎo)到此，學(xué)生很容易得出：存在同源染色體的生物體就是可育的。其實(shí)不然，比如三倍體香蕉就高度不育，原因是三個(gè)染色體組聯(lián)會(huì)紊亂，不能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂。那么究竟什么情況下的生物體才是可育的?

5方法總結(jié)

最后，教師與學(xué)生一起對(duì)有關(guān)生物體可育性的判斷方法進(jìn)行總結(jié)：判斷生物體的可育性，先看有無同源染色體，有了再看是否成對(duì)，因?yàn)橹挥谐蓪?duì)的同源染色體才能正常聯(lián)會(huì)，進(jìn)而完成正常的減數(shù)分裂，因而可育；若無同源染色體則一定不可育。