基于高中生物學(xué)基因定位問題分析

馬苗苗

摘 要：遺傳學(xué)在高中生物學(xué)教學(xué)中屬于重點(diǎn)內(nèi)容，在高考中也是重要的考點(diǎn)內(nèi)容之一，一般來說會(huì)以壓軸的形式出現(xiàn)，難度比較大，對(duì)學(xué)生的生物成績有直接影響。為了幫助學(xué)生更好地解決遺傳學(xué)的相關(guān)問題，從基因定位的角度出發(fā)，圍繞基因定位的相關(guān)問題展開分析，希望能夠給高中生的生物學(xué)習(xí)帶來一定的幫助。

關(guān)鍵詞：高中生物學(xué);基因定位;問題;分析

遺傳學(xué)問題與生物遺傳規(guī)律息息相關(guān)，要想解決生物遺傳學(xué)的相關(guān)問題，就必須加強(qiáng)對(duì)遺傳規(guī)律進(jìn)行深入分析和研究。我們都知道，生物性狀的決定因素是基因，而基因簡單來說就是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因主要可以圍繞兩部分，即細(xì)胞質(zhì)基因以及細(xì)胞核基因，其中核基因位于染色體上，核基因的傳遞滿足以及遵循孟德爾遺傳規(guī)律，子代之間有性狀分離比[1]。以雌雄異體生物為例，其染色體分為有性染色體以及常染色體，而基因若位于染色體上，則表現(xiàn)為伴性遺傳。所以核基因遺傳也分為兩類，分別是常染色體遺傳以及性染色體遺傳。接下來以高中生物中經(jīng)常研究的生物果蠅為例進(jìn)行分析[2]。

一、如何判斷某一基因?qū)儆谫|(zhì)基因還是核基因

例題：已知該果蠅的長翅以及殘翅屬于相對(duì)性狀，而長翅對(duì)殘翅顯示為顯性，接下來利用正反應(yīng)實(shí)驗(yàn)判斷和確定控制翅形基因的具體位置。

正交實(shí)驗(yàn)：長翅雌果蠅×殘翅雄果蠅

反交實(shí)驗(yàn)：殘翅雌果蠅×長翅雄果蠅

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和統(tǒng)一，若是在正交實(shí)驗(yàn)中，子代果蠅均為長翅，反交實(shí)驗(yàn)中的子代果蠅全部為殘翅，則代表控制翅形的基因位于細(xì)胞質(zhì)中，也就是說該基因?qū)儆谫|(zhì)基因。而得出這一結(jié)果的原因?yàn)椋唇恢?，子代形狀的表現(xiàn)僅僅與母本有關(guān)，與父本沒有關(guān)聯(lián)，屬于母系遺傳。

1.若是核基因，如何準(zhǔn)確判斷基因的位置

依舊使用正反交實(shí)驗(yàn)，若是實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，那么控制翅形相對(duì)性狀的基因則位于常染色體上（見下圖1）。

如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示子代果蠅的表現(xiàn)出現(xiàn)不同的情況，雌雄果蠅則有性別差異，那么控制翅形相對(duì)性狀的基因則位于性染色體之上。

2.若是屬于伴性遺傳，該如何判斷基因的基本

（1）如果基因僅僅在Y染色體上，不論是正交還是反交，子代果蠅的表現(xiàn)都與父本有關(guān)聯(lián)。

（2）如果基因僅僅在X染色體上，則正交反交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均出現(xiàn)不同的情況，正交結(jié)果的雌雄果蠅均為長翅形，而反交結(jié)果下，雌果蠅均表現(xiàn)為長翅，雄果蠅則全部表現(xiàn)為殘翅。

（3）如果基因位于X，Y染色體的同源區(qū)段，則正反交的結(jié)果是相同的（見下圖2）。

正交純合長翅雌果蠅×殘翅雄果蠅

子代雌雄果蠅均為長翅形且無性別差異

3.基因位于常染色體或者是X，Y染色體同源區(qū)段的判斷方法

對(duì)上述2.3反交實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的雌雄果蠅雜交，并對(duì)其子代表現(xiàn)型進(jìn)行觀察。如果子代果蠅沒有性別上的差異，雌果蠅和雄果蠅均有殘翅表現(xiàn)，則表現(xiàn)基因位于常染色體上;如果子代殘翅果蠅全部是雌性，那么基因則位于X，Y染色體同源區(qū)段。

二、方法總結(jié)

針對(duì)高中生物學(xué)基因定位問題，可以選擇對(duì)具有相同性狀的純合體進(jìn)行正交和反交實(shí)驗(yàn)，并按照實(shí)驗(yàn)結(jié)果來確定基因的位置。若是實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，則會(huì)有以下兩種不同表現(xiàn)[3]：第一，屬于母系遺傳，而控制相對(duì)性狀的基因，則處于細(xì)胞質(zhì)中;第二，性狀的表現(xiàn)與性別有直接關(guān)系，如果是子代出現(xiàn)明顯的性別差異，則表示控制相對(duì)性狀的基因位于X染色體上。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，并將子代的雌雄個(gè)體進(jìn)行隨機(jī)形式的交配，其后代的表現(xiàn)主要有以下幾種情況[4]：第一，性狀的表現(xiàn)與性別之間沒有直接關(guān)系，在這樣的情況下控制這對(duì)相對(duì)性狀的基因，則位于常染色體上;第二，性狀的表現(xiàn)與性別之間有關(guān)系，這樣的情況下，則代表控制相對(duì)性狀的基因位于X，Y染色體的同源區(qū)段上。

針對(duì)遺傳問題，解題中最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是準(zhǔn)確判斷基因的位置，所以在解決這類問題上，技巧就是熟練地理解和掌握基因定位的方法，同時(shí)結(jié)合孟德爾的相關(guān)定律，就能準(zhǔn)確地完成題目的作答，自然也能獲取壓軸題的分?jǐn)?shù)。

三、結(jié)語

綜上所述，基因定位問題是高中生物教學(xué)中的重難點(diǎn)內(nèi)容，是所有學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中都為之頭疼的問題，而且在高考中也占有一定比例，甚至多數(shù)情況下都會(huì)以壓軸題的形式出現(xiàn)，對(duì)于學(xué)生生物分?jǐn)?shù)有著重要的決定性作用。遺傳問題解決的關(guān)鍵就是準(zhǔn)確判斷基因的定位，所以教師和學(xué)生需要共同協(xié)作，指導(dǎo)學(xué)生熟練地掌握基因定位的相關(guān)方法，并聯(lián)系孟德爾第一、第二定律來準(zhǔn)確解決遺傳問題，當(dāng)然學(xué)生也需要在課后不斷地思考和總結(jié)，才能真正掌握基因定位的有效方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚鵑，霍靜.高三生物二輪復(fù)習(xí)的策略研究：以“基因定位與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”專題的教學(xué)設(shè)計(jì)為例[J].中學(xué)生物學(xué)，2019，35（3）：53-55.

[2]張永輝，浦佳麗.高中生物課堂滲透社會(huì)責(zé)任教育初探：以“基因突變及其他變異”為例[J].新課程（教師版），2019 （8）：112.