（3∶1）2=？与基因的自由组合定律学习技巧

顾中伟

生物课程改革的核心理念是为了每个学生的充分发展。具体理念包括：提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系。使学生掌握生物科学的基本知识，学会科学探究的方法，培养分析和解决问题的能力，形成科学态度和科学价值观，是高中生物教学的首要任务。在高中生物教学内容中，孟德尔的遗传学定律是课程改革的良好载体，是培养学生生物科学素养的原材料，特别是基因的自由组合定律的教学，对培养学生的探究意识和创新能力，以及科学方法的训练起到重要作用。

基因的自由组合定律，是遗传学的三大定律之一。它是奥地利遗传学家孟德尔（G.J.Mendel，1822—1884）通过豌豆的杂交试验发现的。具体内容为：进行有性生殖的生物，在减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因随着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。孟德尔通过黄色圆粒和绿色皱粒两对相对性状的杂交实验发现，子二代基因分离比为9∶3∶3∶1。其中黄色圆粒：绿色圆粒：黄色皱粒：绿色皱粒=9∶3∶3∶1。

基因的自由组合定律发生的实质是：非同源染色体上的非等位基因的分离或者组合是互不干扰的，在减数第一次分裂后期，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。需要强调的是：精子与卵细胞之间的随机结合不是基因的自由组合，基因的自由组合发生在减数第一次分裂后期，而不是受精作用，不是生殖细胞的自由组合；一条染色体上的多个基因也成为非等位基因，但是它们不能自由组合，就像小朋友面对面做拍手游戏，一个小朋友的左手可以拍到另一个小朋友的左手，也可以拍到他的右手。如果这个小朋友的左手是和另一个小朋友的右手握在一起，那么他就没有机会拍到另一个小朋友的左手了。

对于高中生来讲，（3∶1）■=？不是难题，但是对于高一学生来讲，基因的自由组合定律的学习却是不小的难题。错综复杂的表现型、基因型，以及各种比例，伤透了不少学生的脑筋。笔者在多年的教学实践中总结了（3∶1）■与基因的自由组合的关系，给处于迷茫中的学生带来了一缕阳光。

要想学好基因的自由组合定律，熟练掌握基因的分离是必不可少的知识。笔者经常在课堂上给学生打比方：如果你不知道2×2=？你能做出来22×22=？的题目吗？而基因的自由组合定律与基因的分离定律的关系就像这种关系。

孟德尔通过豌豆的一对相对形状的研究，发现了基因的分离定律，在此基础之上，孟德尔又以豌豆的两对相对形状发现了基因的自由组合定律。课本以豌豆种子的黄色圆粒和绿色皱粒为例，介绍了基因的自由组合定律。在教学过程中，如何讲述这部分知识，让学生更快速地掌握这部分知识呢？

在新课引入时，首先回顾基因的分离定律，以豌豆种子的颜色：黄色和绿色为例，书写一对相对性状的遗传图解，板书设计如下：

P： 黄 × 绿

↓

F1 黄

↓

F2 3黄 ∶ 1绿

再以豌豆种子的形状：圆形和皱形为例，书写一对相对性状的遗传图解，注意板书设计方式，不用在黑板的另外一块地方书写，而是用另一种颜色的粉笔在刚才的板书设计之内书写，设计如下：

P： 黄圆 × 绿皱

↓

F1 黄圆

↓

F2 3黄圆 ∶ 1绿皱

在学生看来，这很正常，但是笔者话锋一转，问学生：事实上是不是这样的呢？学生通过阅读书本，惊奇地发现并不是这样的：除了亲本的表现型之外，还出现了不同于亲本的表现型。笔者再次追问：这像不像性状发生了組合一样？通过孟德尔的实验及推理，证实了豌豆的表现型的确是发生了自由组合，结果就发现了基因的自由组合定律，两对相对性状的遗传图解应该书写为：

P： 黄圆 × 绿皱

↓

F1 黄圆

↓

F2 黄圆 ∶ 黄皱 ∶ 绿圆 ∶ 绿皱

子二代的表现型为四种，比例应该是多少呢？与一对相对性状的比例有没有什么关系呢？

我们已经知道了一对相对性状的杂交实验子二代表现型为两种，比例为3∶1，那么两对相对性状的表现型比例就应该是（3∶1）×（3∶1），结果是多少呢？如果以前面括号里面的3乘以后面括号里面的3为9，以前面括号里面的3乘以后面括号里面的1为3，以前面括号里面的1乘以后面括号里面的3为3，以前面括号里面的1乘以后面括号里面的1为1，结果就是9∶3∶3∶1，就有了（3∶1）■=9∶3∶3∶1，所以两对相对性状的杂交实验表现型为四种，比例为9∶3∶3∶1。一对相对性状的杂交实验子二代基因型有三种，比例为1∶2∶1，按照这种算法，两对相对性状的杂交实验子二代基因型为（1∶2∶1）×（1∶2∶1）=1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1，共有九种。以此类推，三对相对性状的杂交实验子二代基因型为（1∶2∶1）×（1∶2∶1）×（1∶2∶1）=1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1∶2∶4∶2∶4∶8∶4∶2∶4∶2∶1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1，共27种，表现型为（3∶1）×（3∶1）×（3∶1）=27∶9∶9∶9∶3∶3∶3∶1，共8种。