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[中图分类号]S565
[文献标识码]A
[文章编号]2095-2627(2017)18-016-01
一、问题的由来在解决有关遗传的实际问题和练习时,经常会遇到果皮、种
皮、胚和胚乳等性状遗传的问题,如这些结构的基因型和表现型、以及与亲本之间的关系等。学生对于这一系列问题,特别是初学者很难弄清楚,总是搞不清它们之间的遗传规律。通过例题的形式探究果皮、种皮、胚和胚乳的性状遗传。
二、问题解决的策略
1、经典例题分析
例1,已知豌豆种皮灰色(G)对白色(g)为显性,子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。如果基因型gy的豌豆与基因型GGYY的豌豆杂交得F1,F1自交得F2,则F2植株所结籽粒中,灰种皮黄子叶种子所占的比例是多少?
解析:思考1,要判断所结籽粒———种子为哪一代。
F2植株是F1自交所结种子发育而来的,而F2植株所结籽粒(种子)是自花授粉后发育而来的,属于F3代。
不少学生据此计算所得结果如下。
因为,基因型为GgYY自交有性状分离,gYY为1/4,则GYY为3/4;基因型为GGYy自交也有性状分离,GGy为1/4,则GGY为3/4;基因型为GgYy自交也有性状分离,其中GY(灰黄)的占9/16。所以,F3代中灰种皮黄子叶的种子所占的比例为:
1/16+2/16×3/4+2/16×3/4+4/16×9/16=25/64。
这样计算出来的结果是错误的,还有一个重要条件没有考虑进来;所以,要进行第二个思考。
思考2,要区别种皮与子叶的性状及其发育来源。
在种子结构中,种皮是由胚珠的珠被发育而来的,其基因型和性状与母本相同;子叶是由受精卵发育而来的,是胚的一部分,它的基因型是子代的基因型,其性状由子代基因型决定。由此可见,种皮的基因型和性状滞后于胚(子叶)一代。
在进行本题计算时,种皮灰色要考虑F2代的性状,子叶的黄色是考虑F3代的性状,计算如下:
F2中GGYY、GgYY、GGYy和GgYy4种基因型发育的F2植株的子房中胚珠里的珠被都是显性,所以,发育成的种子的种皮都是灰色,即F3的种子的种皮是母本F2的性状。现在只需要考虑和分析受精卵发育成的胚的子叶的基因型和表现型(性状)。基因型为GGYY和GgYY的个体子叶不存在性状分离,后代全为灰种皮黄子叶;基因型为GGYy的个体子叶出现性状分离,有1/4种子的子叶为绿色(yy),黄色子叶的种子占3/4;基因型为GgYy个体子叶也出现性状分离,有1/4种子的子叶为绿色(yy),黄子叶的种子占3/4。
所以,F2植株所结籽粒中,灰种皮黄子叶种子所占的比例为:
1/16+2/16+2/16×3/4+4/16×3/4=15/32
在杂交实验中,学生对果皮、种皮、胚和胚乳的基因型和性状的理解往往混淆不清,很难区分。其实,关键是要搞清它们各自的发育来源和基因组成。
2、果实、种皮、胚、胚乳的发育来源和性状特点
果皮是由母本的子房壁发育来的,是母體的一部分,其性状和基因型与母本的一样。
种皮是由珠被发育来的,其性状和基因型也与母本一样。
胚是由受精卵发育来的,它具有双亲的共同遗传物质———双亲基因重组的结果,性状要根据基因的显隐性来判断。
胚乳是由受精极核发育而来的,受精极核是2个极核与1个精子结合而成的,其基因组成是由2个极核的基因(与卵细胞的基因相同)和1个精子的基因组成的,其性状也是要看组成基因的显隐性
3、利用比喻突破果皮、种皮、胚性状的理解难关
如果把子房比着“妈妈的肚皮”,种子就是“妈妈肚子里的宝宝”。“妈妈的肚皮”具有三个特征:一是母本的基因型,二是母本的性状,三是不受受精作用的影响。所以,果皮和种皮就是妈妈的肚皮,其性状与母本是一致的,与胚相比滞后一代;胚就是腹中的宝宝,是双亲遗传物质重组的结果,其性状要看基因的显隐性而定。
例2,桃果实表面光滑对有毛为显性。现对毛桃的雌蕊授以纯合体光桃的花粉,该雌蕊发育成的果实应为:()
A.毛桃B.光桃C.毛桃的概率为1/3D.光桃的概率为1/3
解析:果实的性状是由母本决定的,毛桃不论授予什么花粉结成的果实都是由其子房发育来的,果肉是由其子房壁发育来的,不受花粉遗传基因的控制和影响,果实的性状不会发生改变,也不会出现性状分离,因此,毛桃总是结毛桃。
4、玉米果实(种子)性状的特点
将不同性状的同种苹果树的花粉授给一株苹果树的雌蕊上,结出的苹果只有一种;而将不同性状的玉米花粉传给同一株玉米上,会结出不同颜色的籽粒而成为彩色玉米棒(如图),这又是为什么呢?
玉米果实的性状(表现型)在果实中是一个特殊的例子。要弄清玉米籽粒的颜色,先要弄清玉米的果实、种子和胚乳的性状特点及其关系。
一颗玉米籽粒实际上是一个果实,习惯上叫它种子。由于玉米的果皮和种皮都很薄而透明,并紧贴在一起不易分开,而看到的玉米籽粒的颜色实际上是其内胚乳的颜色。胚乳的颜色是受其基因的显隐性决定的,且为子代的性状。如玉米的黄色对白色为显性,将黄色纯种玉米的花粉传到白色玉米的雌蕊上,则白色玉米棒上会结出黄色的玉米籽粒来。如果将不同的性状的玉米种在一起,由于异花传粉有的玉米穗上就会结出彩色的玉米来。
5、加强练习提高学生的能力
通过相应练习,举一反三,使学生对基因的分离定律的计算熟练运用,提高学生的解题能力。
基金项目:本文系湖南省教育科学“十二五”规划一般资助课题,编号:XJK014BZXX019。岳阳市教育科学规划专项课题《基于高中生物主题教研的青年教师培养模式研究》,编号:YJK15YX09。
[文献标识码]A
[文章编号]2095-2627(2017)18-016-01
一、问题的由来在解决有关遗传的实际问题和练习时,经常会遇到果皮、种
皮、胚和胚乳等性状遗传的问题,如这些结构的基因型和表现型、以及与亲本之间的关系等。学生对于这一系列问题,特别是初学者很难弄清楚,总是搞不清它们之间的遗传规律。通过例题的形式探究果皮、种皮、胚和胚乳的性状遗传。
二、问题解决的策略
1、经典例题分析
例1,已知豌豆种皮灰色(G)对白色(g)为显性,子叶黄色(Y)对绿色(y)为显性。如果基因型gy的豌豆与基因型GGYY的豌豆杂交得F1,F1自交得F2,则F2植株所结籽粒中,灰种皮黄子叶种子所占的比例是多少?
解析:思考1,要判断所结籽粒———种子为哪一代。
F2植株是F1自交所结种子发育而来的,而F2植株所结籽粒(种子)是自花授粉后发育而来的,属于F3代。
不少学生据此计算所得结果如下。
因为,基因型为GgYY自交有性状分离,gYY为1/4,则GYY为3/4;基因型为GGYy自交也有性状分离,GGy为1/4,则GGY为3/4;基因型为GgYy自交也有性状分离,其中GY(灰黄)的占9/16。所以,F3代中灰种皮黄子叶的种子所占的比例为:
1/16+2/16×3/4+2/16×3/4+4/16×9/16=25/64。
这样计算出来的结果是错误的,还有一个重要条件没有考虑进来;所以,要进行第二个思考。
思考2,要区别种皮与子叶的性状及其发育来源。
在种子结构中,种皮是由胚珠的珠被发育而来的,其基因型和性状与母本相同;子叶是由受精卵发育而来的,是胚的一部分,它的基因型是子代的基因型,其性状由子代基因型决定。由此可见,种皮的基因型和性状滞后于胚(子叶)一代。
在进行本题计算时,种皮灰色要考虑F2代的性状,子叶的黄色是考虑F3代的性状,计算如下:
F2中GGYY、GgYY、GGYy和GgYy4种基因型发育的F2植株的子房中胚珠里的珠被都是显性,所以,发育成的种子的种皮都是灰色,即F3的种子的种皮是母本F2的性状。现在只需要考虑和分析受精卵发育成的胚的子叶的基因型和表现型(性状)。基因型为GGYY和GgYY的个体子叶不存在性状分离,后代全为灰种皮黄子叶;基因型为GGYy的个体子叶出现性状分离,有1/4种子的子叶为绿色(yy),黄色子叶的种子占3/4;基因型为GgYy个体子叶也出现性状分离,有1/4种子的子叶为绿色(yy),黄子叶的种子占3/4。
所以,F2植株所结籽粒中,灰种皮黄子叶种子所占的比例为:
1/16+2/16+2/16×3/4+4/16×3/4=15/32
在杂交实验中,学生对果皮、种皮、胚和胚乳的基因型和性状的理解往往混淆不清,很难区分。其实,关键是要搞清它们各自的发育来源和基因组成。
2、果实、种皮、胚、胚乳的发育来源和性状特点
果皮是由母本的子房壁发育来的,是母體的一部分,其性状和基因型与母本的一样。
种皮是由珠被发育来的,其性状和基因型也与母本一样。
胚是由受精卵发育来的,它具有双亲的共同遗传物质———双亲基因重组的结果,性状要根据基因的显隐性来判断。
胚乳是由受精极核发育而来的,受精极核是2个极核与1个精子结合而成的,其基因组成是由2个极核的基因(与卵细胞的基因相同)和1个精子的基因组成的,其性状也是要看组成基因的显隐性
3、利用比喻突破果皮、种皮、胚性状的理解难关
如果把子房比着“妈妈的肚皮”,种子就是“妈妈肚子里的宝宝”。“妈妈的肚皮”具有三个特征:一是母本的基因型,二是母本的性状,三是不受受精作用的影响。所以,果皮和种皮就是妈妈的肚皮,其性状与母本是一致的,与胚相比滞后一代;胚就是腹中的宝宝,是双亲遗传物质重组的结果,其性状要看基因的显隐性而定。
例2,桃果实表面光滑对有毛为显性。现对毛桃的雌蕊授以纯合体光桃的花粉,该雌蕊发育成的果实应为:()
A.毛桃B.光桃C.毛桃的概率为1/3D.光桃的概率为1/3
解析:果实的性状是由母本决定的,毛桃不论授予什么花粉结成的果实都是由其子房发育来的,果肉是由其子房壁发育来的,不受花粉遗传基因的控制和影响,果实的性状不会发生改变,也不会出现性状分离,因此,毛桃总是结毛桃。
4、玉米果实(种子)性状的特点
将不同性状的同种苹果树的花粉授给一株苹果树的雌蕊上,结出的苹果只有一种;而将不同性状的玉米花粉传给同一株玉米上,会结出不同颜色的籽粒而成为彩色玉米棒(如图),这又是为什么呢?
玉米果实的性状(表现型)在果实中是一个特殊的例子。要弄清玉米籽粒的颜色,先要弄清玉米的果实、种子和胚乳的性状特点及其关系。
一颗玉米籽粒实际上是一个果实,习惯上叫它种子。由于玉米的果皮和种皮都很薄而透明,并紧贴在一起不易分开,而看到的玉米籽粒的颜色实际上是其内胚乳的颜色。胚乳的颜色是受其基因的显隐性决定的,且为子代的性状。如玉米的黄色对白色为显性,将黄色纯种玉米的花粉传到白色玉米的雌蕊上,则白色玉米棒上会结出黄色的玉米籽粒来。如果将不同的性状的玉米种在一起,由于异花传粉有的玉米穗上就会结出彩色的玉米来。
5、加强练习提高学生的能力
通过相应练习,举一反三,使学生对基因的分离定律的计算熟练运用,提高学生的解题能力。
基金项目:本文系湖南省教育科学“十二五”规划一般资助课题,编号:XJK014BZXX019。岳阳市教育科学规划专项课题《基于高中生物主题教研的青年教师培养模式研究》,编号:YJK15YX09。