(山東省青島第一中學 山東青島 266001)
孟德爾雜交定律是高中生物遺傳學習題考查的一部分,主要研究生物的正交與反交。習題中,往往會給出后代的表現(xiàn)型,要求我們根據孟德爾的雜交定律判斷其基因型以及親本的基因型與表現(xiàn)型,并計算其中一種或者幾種基因型、表現(xiàn)型的數(shù)量在總體后代中所占的比例。孟德爾雜交定律的考查形式主要是概率的計算。
基因與性狀的關系也是要考查的內容。多數(shù)情況下,都會以遺傳系譜圖的形式進行考查。我們要對表現(xiàn)某種性狀的基因進行分析,判斷基因的顯、隱性,并且要學會區(qū)分是伴性遺傳還是非伴性遺傳。與孟德爾雜交定律一致,這類題型也要求我們具有基本的遺傳概率計算能力,并會根據所給出的后代的基因型與表現(xiàn)型遞推出其親本的基因型與表現(xiàn)型。
減數(shù)分裂所考查的內容不多,但是題型千變萬化。我們要掌握減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂中細胞的變化及其特點。這類習題的考查,通常都會給出我們細胞的分裂圖,要求我們判斷細胞處于減數(shù)分裂的哪個時期、哪個階段,也要求我們判斷減數(shù)分裂過程中染色體與基因的位置。
正推解題法,指利用題干或者遺傳結構圖中的信息,根據親本的基因類型和表現(xiàn)型,結合遺傳學的基本規(guī)律,按順序從上到下地推出后代可能具有的基因類型、表現(xiàn)性狀以及占比。例如,在豚鼠中,黑色皮毛對白色皮毛為顯性。如果一對雜合的黑色豚鼠交配,后代表現(xiàn)型的比例可能是多少。我們可以使用正推解題法解決這道題。假設黑色表現(xiàn)性狀的控制基因為M,白色表現(xiàn)性狀控制基因為m。直接推理并得出結論:其后代可能的基因型為MM、Mm、Mm、mm。表現(xiàn)型為黑色:白色=3:1。
逆推解題法,指根據已知的后代的基因型和表現(xiàn)型,從下到上地逆序推出其親本的基因型和表現(xiàn)型。例如,已知番茄的抗病與感病、紅果與黃果、多室與少室這三對相對性狀各受一對等位基因的控制,抗病性用A、a表示,果色用B、b表示、室數(shù)用D、d表示。為確定每對性狀的顯隱性,以及它們的遺傳是否符合自由組合定律,現(xiàn)選用表現(xiàn)型為感病紅果多室和抗病黃果少室兩個純合親本進行雜交。如果F1表現(xiàn)為抗病紅果少室,則可確定每對性狀的顯隱性,并可確定以上兩個親本的基因型為___和___。我們可以從F1的表現(xiàn)型確定每對性狀的顯隱性,即顯性基因為抗性、紅色、少室。又因為后代只有一種表現(xiàn)性狀,所以我們可以確定其親本均為純合子,進而確定親本基因型為aaBBdd和AAbbDD。
分解組合相乘法,指將其親本的基因型分解開來,通過基因的隨機組合相乘,得出后代的基因類型、表現(xiàn)類型以及占比。我們善于從特殊的習題類型中遞推出一般的解題方法,總結生物學遺傳習題的解題技巧。如總結出類似于“無中生有為隱形,隱性看女病,女病男正非伴性”這樣的解題思路,以便于我們快速答題。通常情況下,分解組合相乘法會與正推、逆推解題法一起應用于解決遺傳學的習題中。
以北京市零七年的高考題為例:某地發(fā)現(xiàn)一個罕見的家族,家族中有多個成年人身材矮小,身高僅1.2米左右。其家族遺傳系譜圖如下圖1所示。
請根據圖分析回答問題:(1)該家族中決定身材矮小的基因是___性基因,最可能位于___染色體上。該基因可能來自___個體的基因突變。這一問我們可以采用分解組合相乘法或者正推、逆推解題法。其第一代和第二代中都只有男性表現(xiàn)出矮小的形狀。男性后代的Y染色體來自于父親,而父本都為正常個體,所以可以判斷這極有可能是伴X隱性遺傳。同時,得出基因可能來自于I1個體的基因突變。如果我們應用口訣“無中生有為隱性”,那么就可以直接判斷為隱性遺傳。(2)若II1和II2再生一個孩子,這個孩子是身高正常女性純合子的概率為____;若IV3與正常男性婚配后生男孩,這個男孩成年時身材矮小的概率為___。假設身高的顯、隱性基因為B、b,那么我們可以在第一問的基礎上得出II1和II2的基因型,即XBXb和XBY。將其分解組合相乘,得出結論1/4。IV3的母親為矮小基因攜帶者的概率為1/2,所以IV3是矮小基因攜帶者的概率為1/4。即(1/4)XBXb。再將其分解組合相乘,得出結論1/8。
比例變式解題法,即通過對已知的后代基因類型比例的隨機變換,判斷其表現(xiàn)型,解決相應的遺傳學問題。倘若不能從題干中得知后代基因類型的比例,那么就要對題目中的信息進行分析。因此,這類解題方法極考驗我們對基礎知識的掌握情況。所以,教師應當加強鞏固我們的基礎知識,使我們能夠熟練運用所學的遺傳學規(guī)律解決相關問題。
拆分解題法,指對題干中相對復雜的信息進行處理,將其拆分成一個一個的小部分,然后應用基礎知識進行解題。拆分解題法通常與分解排列組合法、正推逆推解題法一起應用于減數(shù)分裂或者后代基因型與表現(xiàn)型的概率計算中。這類解題方法,要求我們能夠從題干中獲取正確的信息,拓寬解題思路,多角度地解析遺傳學的問題。
綜上所述,掌握常見生物遺傳學習題的解題技巧對鞏固我們的生物遺傳學知識、增強我們的分析理解能力、提高我們的生物學習水平等方面有著重要作用。