突破難點(diǎn)——從果蠅談高中生物遺傳和變異教學(xué)

李玲

【摘要】隨著教學(xué)改革的推進(jìn)，高中生物教學(xué)中的遺傳和變異教學(xué)越來越受到人們的重視，遺傳和變異教學(xué)也成為一個(gè)難點(diǎn)。果蠅作為遺傳研究領(lǐng)域的主要研究工具，頻繁出現(xiàn)在高中生物教科書中，為遺傳和變異教學(xué)提供了有利條件。本文從果蠅的遺傳性研究談?wù)勂湓诟咧猩镞z傳和變異教學(xué)中的作用。

【關(guān)鍵詞】果蠅 高中生物 遺傳與變異教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）10-0161-02

在高中的生物教材中，我們時(shí)常可以看到一種十分可愛的小昆蟲，學(xué)名叫作黑腹果蠅，通常我們就叫它果蠅。果蠅十分受遺傳學(xué)研究學(xué)者的寵愛，因?yàn)樗哂凶约邯?dú)特的優(yōu)勢(shì)，如體型小、生命周期短、繁殖能力超強(qiáng)等等。由于對(duì)生物遺傳和變異教學(xué)的重視，果蠅在生物教科書中屢屢“露面”，對(duì)生物教學(xué)起到了積極的促進(jìn)作用。

一、基因位于染色體上理論研究的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是由果蠅的伴性遺傳研究提供的

孟德爾的遺傳規(guī)律雖然證明了遺傳基因的存在，但是大家卻并不知道基因的確切位置，全球的科學(xué)家都在通過各種方法去尋找基因到底在哪。當(dāng)有學(xué)者提出基因在染色體上這一觀點(diǎn)時(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪z傳學(xué)專家摩爾根開始并不認(rèn)同，于是他開始進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，希望通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或者否定這一觀點(diǎn)[1]。他選取果蠅作為研究對(duì)象，進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)最終證明了基因位于染色體上。教師可以通過典型例題，引導(dǎo)學(xué)生突破學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。

典型例題：摩爾根用純種的紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅雜交，子一代不論雌雄果蠅都是紅眼。子一代的雌雄果蠅進(jìn)行相互交配得到子二代，子二代果蠅中紅眼和白眼都存在，并且比例是3：1。請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)回答：

1.果蠅的紅眼性狀對(duì)白眼性狀是 性。

2.在子二代中既有紅眼也有白眼的現(xiàn)象，在遺傳學(xué)上稱為

。

3.在子二代中，雌性果蠅的性狀表現(xiàn)是 ，雄性果蠅的性狀表現(xiàn)是 。

答案：1.顯 2.性狀分離 3.全部為紅眼 一半紅眼，一半白眼

其實(shí)這些問題的答案都可以在摩爾根的實(shí)驗(yàn)中找到，摩爾根通過實(shí)驗(yàn)證明了紅眼具有顯性性狀，并且通過大膽假設(shè)，將白眼基因控制在X染色體之上，使Y染色體上不具有等位基因，這樣白眼果蠅只存在于雄性當(dāng)中的現(xiàn)象就可以得到很好的解釋。為了驗(yàn)證設(shè)想的正確性他又進(jìn)行了測(cè)交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果與設(shè)想的結(jié)果一樣，進(jìn)一步證明了他的觀點(diǎn)[2]。他用果蠅的伴性遺傳實(shí)驗(yàn)研究，證明了基因位于染色體上理論的成立，也使果蠅成為遺傳學(xué)研究的重要工具。

二、通過對(duì)果蠅染色體組的研究產(chǎn)生了“染色體組”概念

在高中生物教材中，存在很多重點(diǎn)和難點(diǎn)，“染色體變異”這一章節(jié)就是其中之一，其中的染色體組概念是最難理解的。高中生物教材中為了幫助學(xué)生的理解，以果蠅為例對(duì)染色體組進(jìn)行了說明。雄果蠅的精子中的染色體由非同源染色體組成，他們的功能和形狀各不相同，并且控制果蠅的生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳以及變異。利用果蠅的染色體組進(jìn)行分析和講解，學(xué)生的理解和接受就容易很多。

典型例題：右圖為果蠅昆蟲的原始生殖細(xì)胞示意圖。圖中1、2、3、4表示染色體；B、b、W、w分別表示控制不同性狀的基因。請(qǐng)根據(jù)圖片回答：

1.這個(gè)原始生殖細(xì)胞為 細(xì)胞。

2.圖中 屬于常染色體上； 屬于性染色體。

3.這個(gè)原始的生殖細(xì)胞中有兩個(gè)染色體組，為 ，人類的基因組計(jì)劃是測(cè)定 條染色體的測(cè)序工作。

4.此圖中具有 個(gè)DNA分子。

答案：1.卵原 2. 1 、2 、3 4 3.由非同源染色體自由組合形成的兩組染色體組合 5 4. 8

這道題考查減數(shù)分裂、染色體組等多個(gè)概念，綜合性較強(qiáng)，以此題為例對(duì)知識(shí)進(jìn)行講解，有助于學(xué)生的理解和吸收。

三、與果蠅性狀研究相關(guān)的題目時(shí)常出現(xiàn)在高中生物的課后練習(xí)和試題之中

科學(xué)家在進(jìn)行遺傳學(xué)的研究時(shí)，由于果蠅它本身具有很多的突變性狀，所以科學(xué)家們讓果蠅進(jìn)行了大量的變異，大多數(shù)都是形態(tài)變異，科學(xué)家們進(jìn)行這一系列的變異研究，為他們今后的觀察打下基礎(chǔ)。

我國(guó)現(xiàn)在的高中生物教材和教學(xué)之中，很多內(nèi)容都會(huì)涉及到果蠅，比如遺傳規(guī)律、伴性遺傳或者染色體組等教學(xué)內(nèi)容和試題當(dāng)中。學(xué)生本來對(duì)生物問題就十分苦惱，在做題練習(xí)或者考試的過程中，如果經(jīng)常遇到果蠅遺傳性狀突變等相關(guān)的問題，會(huì)讓學(xué)生感覺更加的困難[4]。但在平時(shí)的練習(xí)或者是考試的試題中，這類問題又是必不可少的。例如平時(shí)的練習(xí)中涉及果蠅的題目：

簡(jiǎn)答題：在一批純野生正常翅（h）的果蠅之中，出現(xiàn)了少數(shù)的毛翅突變體（H），在培養(yǎng)的過程中，這些毛翅可能由于某些原因恢復(fù)正常，將這樣的個(gè)體叫作回復(fù)體。因?yàn)榛蛟騂突變回h的，稱之為真回復(fù)體；因?yàn)轶w內(nèi)另外一對(duì)基因RR突變?yōu)閞r，抑制了基因H的表達(dá)的，稱之為假回復(fù)體（R、r基因的本身對(duì)具體性狀沒有控制，只有rr基因組合在一起時(shí)才會(huì)抑制H基因表達(dá)）。請(qǐng)根據(jù)分析回答下列問題：

1.毛翅果蠅的基因型可能是 和HHRr。

2.現(xiàn)獲得了一批基因型相同的果蠅回復(fù)體，讓其與 雜交，就可以判斷出他們的基因型為HHrr又是hhRR。若實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明這批果蠅是假回復(fù)體，請(qǐng)利用這批果蠅與野生正常翅的果蠅設(shè)計(jì)雜交的實(shí)驗(yàn)，判斷這兩對(duì)基因是否位于同一對(duì)染色體上。

（1）實(shí)驗(yàn)步驟（寫出設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)即可）： 。

（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)并且得出相應(yīng)的結(jié)論：

若 ，則這兩對(duì)基因位于不同對(duì)的染色體之上。

答案：1.HHRR HhRR HhRr 2.野生正常翅 （1）使假回復(fù)體同野生的正常翅的果蠅雜交，產(chǎn)生F1代，F(xiàn)1的雌雄進(jìn)行雜交，獲得F2代，觀察統(tǒng)計(jì)F2的變現(xiàn)型（2）F2代毛翅：正常翅的比例為9：7。

由此我們可以看出，對(duì)于果蠅的遺傳和變異研究有很好的掌握，對(duì)今后的生物學(xué)習(xí)具有很大益處。

四、總結(jié)

果蠅是遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的實(shí)驗(yàn)材料，將果蠅的相關(guān)知識(shí)放在高中生物教材中，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)和理解生物難題起到了極大的輔助作用。教師應(yīng)該充分利用果蠅進(jìn)行遺傳和變異的教學(xué)，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹國(guó)輝.高中生物《遺傳與進(jìn)化》課堂有效教學(xué)的研究[D].山東師范大學(xué)，2013.

[2]黃愛玲.高中生物遺傳部分課程內(nèi)容設(shè)計(jì)及對(duì)教學(xué)的啟示[D].東北師范大學(xué)，2007.

[3]袁茂坤.“遺傳和變異”教材分析和教學(xué)設(shè)想（2）[J].中學(xué)生物教學(xué)，2003（3）：20-23.

[4]黃金根.淺析高中生物教材中的重點(diǎn)與難點(diǎn)[J].贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào)，1982（s1）：65-70.