关于遗传学教学中的几点解读

关于遗传学教学中的几点解读遗传与进化是高中生物课程的三个必修模块之一。《课程标准》指出“必修模块对于提高全体高中学生的生物科学素养具有不可或缺的作用。”本模块对于学生理解生命的延续和发展，认识生物界及生物多样，形成生物进化的观点，树立正确的自然观有重要意义。同时也是高考的热点。因此，现就以教学中的几个问题探讨如下：1.“遗传的基本规律”部分1.1孟德尔定律孟德尔第一定律，又称分离定律指出：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合：在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。这里要注意，分离定律的使用是有条件的，适用进行有性生殖的真核生物一对相对性状的细胞核遗传。而孟德尔的第二定律即自由组合定律是针对多对相对性状的遗传。随着生物学的发展，孟德尔遗传规律的现代解释为位于一对同源染色体上的等位基因在减数分裂形成配子的过程中，随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代；同时而非等位基因（注意，一定是位于非同源染色体上的）随着非同源染色体的自由组合而组合。等位基因的分离和位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合是同时进行的互不干扰，各自独立的。1..1.1两个遗传规律既联系又有区别分离定律在遗传基本定律中是最基本的定律。自由组合定律是基因分离定律的引申和发展。生物体在形成配子时，同源染色体上的等位基因都要彼此分离；同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，从哪个人形成各种不同的基因组合的配子。总之，两个遗传的基本定律在配子形成的过程中是相互联系并同时起作用的。但二者又是区别的，根本区别点在于基因在染色体上的位置不同，即位于同源染色体上还是位于非同源染色体上的基因的行为。基因分离定揭示的是位于一对同源染色体上的等位基因的变化情况。而自由组合定律是控制不同对的相对性状的位于非同源染色体上的非等位基因的行为。1.2自交与自由交配1.2.1自交与自由交配的区别之概念自交是指同一自交系内个体（包括同一个体）的交配，或指基因型相同的生物个体交配（植物指自花受粉和雌雄异花的同株受粉，动物指基因型相同的雌雄个体间交配）。自由交配是指群体中的个体随机进行交配，基因型相同和不同的个体之间都要进行交配，即不同个体之间随机交配。1.2.2自交与自由交配的区别之交配组合的种类若某群体中有基因型AA、Aa、aa的个体，自交方式有AA×AA、Aa×Aa、aa×aa三种交配方式，而自由交配方式除上述三种交配方式外，还有AA×Aa、AA×aa、Aa×aa，共六种交配方式。1.2.3自交与自由交配的区别之结果含一对等位基因（Aa）的生物，连续自交n代产生的后代中，基因型为Aa的个体占(1/2)n，而基因型为AA和aa的个体各占1/2×（1-1/2n）；若自由交配n代产生的后代中，AA：Aa：aa=1：2：1。某群体中个体间自由交配，当达到稳定后其基因频率和基因型频率都会保持不变。2.“遗传的细胞基础”部分2.1联会在减数第一次分裂时，由于同源染色体两联配对即联会，使得每对同源染色体中含有四个染色单体，这时的一对同源染色体又叫一个四分体，减数分裂该阶段又可称为四分体时期。在细线期终了时染色体渐渐缩短变粗，来自2个亲本的一些对应染色体（即同源染色体）进行配对。联会可沿着染色体的纵向任何一点或几点同时开始，这样对应染色体都可逐渐沿着纵向连接在一起。对应染色体配对完成后，在两者之间形成了一个复合的结构叫联会复合体。联会复合体的主要成分是自我集合的碱性蛋白，而中央要素的两侧伸出横丝，是两个对应染色体固定在一起。只有在减数分裂过程中才会联会，而在有丝分裂过程中不会出现两两配对的现象。2.2交叉互换四分体进入双线期后，又开始分离，一对姐妹染色单体在某些区段与另一对分开，但由于这2对染色单体相互缠绕在一起，分离时并不完全分开，在某些点仍相交在一起，这些接触点称为交叉。每个染色体上交叉的数目因其长度而异，成一定的比例。染色体上的交叉可以移动减少交叉的数目。生物体通过在联会过程中出现的交叉互换使后代的具有更强的生活力和变异性，丰富了物种的多样性。2.3特殊的减数分裂蜜蜂的雌性个体，会先经过减数分裂产生卵细胞，卵细胞若不受精则孵化成为雄性个体；卵细胞若经过受精作用后产生的受精卵则孵化为雌性个体（蜂王和工蜂）。雄蜂在产生精子时，他的精原细胞也经过相继的两次减数分裂。第一次分裂时出现单级纺锤体，仅在细胞的一极挤出一个无核的细胞质芽体，，不发生染色体数目减半。第减数二次分裂时，则按正常的方式进行，但是到了减数第二次分裂的后期，每个染色体却按常规进行姐妹染色单体的分离，于是精子内的染色体数仍然是一个完整的染色体组，即单倍体。所以这次分裂实质相当于一般的有丝分裂。结果每一个精原细胞仅形成两个精细胞，分别具有雄蜂原来的单倍性染色体体数。3.“生物的变异”部分生物体亲代与子代之间以及子代的个体之间总存在着或多或少的差异,这是生物变异的现象.生物在繁衍过程中，不断地产生各种变异，其中有利变异对于生物的生存与进化具有重要的意义。我们知道，地球上的环境是复杂多样、不断变化的。生物如果不能产生变异，就不能适应不断变化的环境。如果没有可遗传的变异，就不会产生新的生物类型，生物就不能由简单到复杂、由低等到高等地不断进化。变异为生物进化提供了原始材料。生物的各种有利的变异会通过遗传不断地积累和加强，不利的变异会被淘汰，使生物群体更加适应生活的环境。变异的类型很多，其中可遗传的变异有基因突变，基因重组和染色体变异，3.1基因突变基因突变可以发生在个体发育的任何阶段，以及生殖细胞或体细胞周期的任何时期。如果突变发生在体细胞中，则变异不能直接遗传给下代。如果突变发生在某一配子中，那么，子代中只有某一个个体可能继承这个突变基因。如果突变发生在配子发生的早期阶段，如发生在精原细胞或卵源细胞中，则多个配子都有可能接受这个突变基因，这样，突变基因传到后代的可能性就会增加。通常，生殖细胞的突变率比体细胞高，这主要是因为生殖细胞在减数分裂是对外界环境变化敏感。一般讲携带突变基因的细胞或个体，称为突变体，没有发生基因突变的细胞或个体称为野生型。按照DNA碱基顺序改变类型区分，基因突变还可以分为碱基置换突变、移码突变、整码突变等。3.2基因重组在生物体通过减数分裂形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，这样，雌雄配子结合成受精卵就可能具有不同的基因型从而使子代产生变异；另一种类型是在减数分裂形成四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体常常缠绕发生交叉互换，导致染色单体上的基因重组。3.3二者区别基因突变产生了新的基因，可能出现新的性状，而基因重组只产生了新的基因型，使性状重新组合。基因重组必须是非常普遍的现象，而基因突变的频率很低，而且是随机发生的、不定向的，是生物进化的主要来源，为生物进化提供最初的原材料。根据课程标准，知识内容的广度按具体内容标准的要求把握，深度以理解为主。在教学过程中要把握基础性，突出重点，点面结合，是知识内容以基本概念、原理和规律为重点，促进知识网络的形成，切实达到提高学生的生物科学素养的目的。