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学生对高中阶段的遗传与变异部分的知识理解把握还是存在着一定的不足,尤其是在习题处理时对老师的讲解总是存在着一定的疑惑。本人认为这是对概念的理解不够深刻。现就4个相关概念的理解进行举例说明。
1 分离定律
在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因子,具有一定的独立性,在进行减数分裂的过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立的随配子遗传给后代。
在这个定律中,很多同学会出现这样的误解:
• 1只有杂合体才会出现基因的分离。
• 2只有等位基因才会遵循分离定律。
• 3基因的分离一定会出现性状的分离。
针对这3种误解,举例分析如下:
例题:杂合体(Aa)自交,在减数分裂过程,有无基因的分离?子一代自交是否存在基因的分离?有无性状的分离?
杂合体(Aa)自交,在减数分裂过程等位基因发生分离,从而使子一代出现性状分离。子一代的基因型有AAAaaa,AAaa纯合体成熟后在进行减数分裂过程时,无等位基因的分离但有相同成对的基因分离,后代无性状的分离。Aa杂合体存在等位基因的分离也存在性状的分离。
从此例中我们能看出来:相同基因(纯合体AAaa)的分离随同源染色体的分离而分开,一定不会引起后代发生性状的分离,只有等位基因的分离才有机会引起性状发生分离,所以定律特别强调等位基因的分离是为了解释性状分离产生的根本原因,而不是说纯合子(相同基因)不存在基因分离。
2 自由组合定律
位于非同源染色体上的非等位基因在分离和组合时互不干扰。减数分裂形成配子时,等位基因随同源染色体的分开而分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
此定律在理解过程中注意把握两个方面:
•1建立在分离定律基础上
•2纯合体也存在基因的自由组合
举例分析:
aaBbcc的豌豆自交在减数分裂过程中,成对的基因发生分离,每对成对的基因都遵循分离定律,非同源染色体上的非等位基因a、B(b)与c基因遵循自由组合定律。此个体的自交,其后代个体出现的新基因型有aabbcc和aaBBcc,其中有一种基因型aabbcc的性状是不同于亲本的性状。这是等位基因的分离和非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果。abbcc豌豆若自交其减数分裂过程中基因仍就遵循基因的分离和自由组合,只是不会发生性状分离和重组。
3 基因重组
生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的的基因重新组合。
在此概念中涉及到另一个名词——有性生殖,是指生物体产生有性生殖细胞及有性生殖细胞两两结合的过程。有性生殖的定义中,我们不难看出它由两个阶段构成。在旧版的(人民教育出版社)生物教材第2册45页关于基因重组概念的解释是除了减数分裂过程外,还涉及到如下内容:“基因重组是通过有性生殖过程来实现的,在有性生殖过程中由于父本和母本的遗传基础不同,当二者杂交时,基因重新组合,就能使子代产生变异,通过这种来源产生的变异是非常丰富的。”这段话的内容明确的说明杂交过程也存在基因的重组。在大学教材《遗传》一书中提出基因重组的概念是——“基因之间的重新组合为基因重组”。这是一种“广义”上的定义,没有特意强调减数分裂或是有性生殖的要点,但此定义可以非常清楚的解释基因工程的应用原理是——基因重组而不是基因突变。新版教材对基因重组的理解着重强调发生在减数第一次的四分体时期和后期。
举例1说明:两对相对性状的纯合体杂交育种,有无基因重新组合?
按旧教材解释分析1:子代基因型形成是由于亲代在减数分裂时控制不同性状的基因Ab(aB)重新组合,以及在受精过程中不同基因型的配子两两结合,使不同基因组合(存在基因重组),能够很好的解释杂交育种的原理是基因重组。前一种重组是基础,后一种重组是新性状产生的直接原因。
按新教材解释分析2:在减数分裂过程中控制不同性状的基因Ab(aB)重新组合,以致在受精过程中不同基因型的配子两两结合从而产生新的性状。解释杂交育种的实质--基因重组是发生在减数分裂过程中而与配子的结合无关。
本人认为这样解释分析3:在减数分裂过程中控制不同性状的基因Ab(aB)重新组合(这是根本原因),这种基因重新组合形成基因型不同的配子的两两随机结合可以产生新的性状(这是直接原因)。即生物的新性状是基因重组和配子随机重新组合两方面的因素决定缺一不可。
举例2说明:一对相对性状的纯合体杂交育种,有无基因重新组合?
按旧教材解释分析1:一对等位基因存在分离定律,配子随机结合存在基因的重组。
按新教材解释分析2:一对等位基因只存在分离定律,无基因的重组。
本人认为这样解释分析3:生物新基因型的产生是一对等位基因的分离和配子的随机重组共同决定的。
对以上两个例题的分析,本人认为新教材的基因重组定义可稍作调整:把“在有性生殖的过程中”,改为“在减数分裂过程中”更为妥当。同时明确生物个体的新性状或新基因型的产生是基因重组和配子重组两方面的因素共同决定。
4 染色体组
①人教版教材定义为:生殖细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发 育、遗传和变异,这样的一组染色体,叫染色体组。
②中国地图版定义为:生物体产生的正常配子中所含有的染色体组成为一个染色体组。
人教版教材中的定义不能很好的解释一些现象。定义中指出一个染色体组中含有控制此生物的全部的遗传信息,但不能很好的解释研究人的基因组不是研究一个染色体组上的基因而是24条染色体上的基因。其次对于异型性染色体(XY型)的动物而言,雄性个体所产生的雄配子中染色体组成就不一样。一种为常染色体+X,另一种为常染色体+Y的配子,这两种配子中染色体的组成和基因组成存在差异,尤其是含有Y性染色体的配子就很难形成单倍体。而中图版教材的定义更为合适准确,便于学生理解也不会有太大的争议。
1 分离定律
在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因子,具有一定的独立性,在进行减数分裂的过程中,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立的随配子遗传给后代。
在这个定律中,很多同学会出现这样的误解:
• 1只有杂合体才会出现基因的分离。
• 2只有等位基因才会遵循分离定律。
• 3基因的分离一定会出现性状的分离。
针对这3种误解,举例分析如下:
例题:杂合体(Aa)自交,在减数分裂过程,有无基因的分离?子一代自交是否存在基因的分离?有无性状的分离?
杂合体(Aa)自交,在减数分裂过程等位基因发生分离,从而使子一代出现性状分离。子一代的基因型有AAAaaa,AAaa纯合体成熟后在进行减数分裂过程时,无等位基因的分离但有相同成对的基因分离,后代无性状的分离。Aa杂合体存在等位基因的分离也存在性状的分离。
从此例中我们能看出来:相同基因(纯合体AAaa)的分离随同源染色体的分离而分开,一定不会引起后代发生性状的分离,只有等位基因的分离才有机会引起性状发生分离,所以定律特别强调等位基因的分离是为了解释性状分离产生的根本原因,而不是说纯合子(相同基因)不存在基因分离。
2 自由组合定律
位于非同源染色体上的非等位基因在分离和组合时互不干扰。减数分裂形成配子时,等位基因随同源染色体的分开而分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
此定律在理解过程中注意把握两个方面:
•1建立在分离定律基础上
•2纯合体也存在基因的自由组合
举例分析:
aaBbcc的豌豆自交在减数分裂过程中,成对的基因发生分离,每对成对的基因都遵循分离定律,非同源染色体上的非等位基因a、B(b)与c基因遵循自由组合定律。此个体的自交,其后代个体出现的新基因型有aabbcc和aaBBcc,其中有一种基因型aabbcc的性状是不同于亲本的性状。这是等位基因的分离和非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果。abbcc豌豆若自交其减数分裂过程中基因仍就遵循基因的分离和自由组合,只是不会发生性状分离和重组。
3 基因重组
生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的的基因重新组合。
在此概念中涉及到另一个名词——有性生殖,是指生物体产生有性生殖细胞及有性生殖细胞两两结合的过程。有性生殖的定义中,我们不难看出它由两个阶段构成。在旧版的(人民教育出版社)生物教材第2册45页关于基因重组概念的解释是除了减数分裂过程外,还涉及到如下内容:“基因重组是通过有性生殖过程来实现的,在有性生殖过程中由于父本和母本的遗传基础不同,当二者杂交时,基因重新组合,就能使子代产生变异,通过这种来源产生的变异是非常丰富的。”这段话的内容明确的说明杂交过程也存在基因的重组。在大学教材《遗传》一书中提出基因重组的概念是——“基因之间的重新组合为基因重组”。这是一种“广义”上的定义,没有特意强调减数分裂或是有性生殖的要点,但此定义可以非常清楚的解释基因工程的应用原理是——基因重组而不是基因突变。新版教材对基因重组的理解着重强调发生在减数第一次的四分体时期和后期。
举例1说明:两对相对性状的纯合体杂交育种,有无基因重新组合?
按旧教材解释分析1:子代基因型形成是由于亲代在减数分裂时控制不同性状的基因Ab(aB)重新组合,以及在受精过程中不同基因型的配子两两结合,使不同基因组合(存在基因重组),能够很好的解释杂交育种的原理是基因重组。前一种重组是基础,后一种重组是新性状产生的直接原因。
按新教材解释分析2:在减数分裂过程中控制不同性状的基因Ab(aB)重新组合,以致在受精过程中不同基因型的配子两两结合从而产生新的性状。解释杂交育种的实质--基因重组是发生在减数分裂过程中而与配子的结合无关。
本人认为这样解释分析3:在减数分裂过程中控制不同性状的基因Ab(aB)重新组合(这是根本原因),这种基因重新组合形成基因型不同的配子的两两随机结合可以产生新的性状(这是直接原因)。即生物的新性状是基因重组和配子随机重新组合两方面的因素决定缺一不可。
举例2说明:一对相对性状的纯合体杂交育种,有无基因重新组合?
按旧教材解释分析1:一对等位基因存在分离定律,配子随机结合存在基因的重组。
按新教材解释分析2:一对等位基因只存在分离定律,无基因的重组。
本人认为这样解释分析3:生物新基因型的产生是一对等位基因的分离和配子的随机重组共同决定的。
对以上两个例题的分析,本人认为新教材的基因重组定义可稍作调整:把“在有性生殖的过程中”,改为“在减数分裂过程中”更为妥当。同时明确生物个体的新性状或新基因型的产生是基因重组和配子重组两方面的因素共同决定。
4 染色体组
①人教版教材定义为:生殖细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发 育、遗传和变异,这样的一组染色体,叫染色体组。
②中国地图版定义为:生物体产生的正常配子中所含有的染色体组成为一个染色体组。
人教版教材中的定义不能很好的解释一些现象。定义中指出一个染色体组中含有控制此生物的全部的遗传信息,但不能很好的解释研究人的基因组不是研究一个染色体组上的基因而是24条染色体上的基因。其次对于异型性染色体(XY型)的动物而言,雄性个体所产生的雄配子中染色体组成就不一样。一种为常染色体+X,另一种为常染色体+Y的配子,这两种配子中染色体的组成和基因组成存在差异,尤其是含有Y性染色体的配子就很难形成单倍体。而中图版教材的定义更为合适准确,便于学生理解也不会有太大的争议。