高中生物教学中知识的适度拓展

宋立权

高中生物教科书内容以基本概念和原理为重点，突出基础和核心知识，但是部分知识过度精简，导致学生学习困难，很难建构起完整的生物学体系。学生在高考答题时往往因为缺乏对相关知识的深入全面的理解，对题中出现的陌生现象和术语产生恐惧心理，导致得分率较低，部分学生甚至直接放弃。

以遗传变异类知识为例，2015年高考中部分省市的题目涉及到单体、缺体和平衡致死系等内容，这类题目大多要求学生从题干中获取信息，然后进行遗传分析推理，最后做出合理的判断。学生答题情况都不太理想。

下面以遗传变异类知识的教学中应补充拓展的知识及其在解题中的应用为例，望能对高中教师和备战高考的学生有所帮助。

1 多倍体的来源、各种杂合子及配子的比例及应用

同源多倍体的来源一般有2个途径：染色体已经复制，而细胞质不分离；未减数的配子结合，也可以发育成多倍体。多倍体通常用于育种。

除此之外，教师可以应该要求学生熟悉四倍体的杂合子所产生的配子比和自交后代的表现型比例（表1）。

【例1】 番茄茎紫色（A）对绿色（a）为显性，有毛（B）对无毛（b）为显性，两对基因独立遗传。请回答：

（1） 现有某二倍体杂合子紫色茎番茄幼苗，欲将其培育成基因型为AAaa的个体，将培育出的植株自交得到F1，其中能稳定遗传的个体占 ，该过程

（遵循/不遵循）基因的自由组合定律。

（2） 某四倍体番茄的基因型为AaaaBBbb，则该番茄能产生 种配子。将该株番茄自交得到F1代，F1的表现型比例为 。

参考答案：（1） 1/18 不遵循 （2） 6 105∶35∶3∶1

解析：（1） AAaa个体产生的配子的基因组成为1AA∶4Aa∶1aa，其中能稳定遗传的个体的基因型为AAAA、aaaa，比例为1/6×1/6+1/6×1/6=1/18。

（2） Aaaa产生的配子的基因组为1Aa∶1aa，BBbb产生的配子的基因组为1BB∶4Bb∶1bb，故产生6种配子。用配子棋盘法算出四种表现型的比为A_B_∶aaB_∶A_bb∶aabb=（60+30+10+5）∶（25+5+5）∶3∶1。

2 单体、缺体和三体

二倍体缺一条染色体称为单体（2n-1）；二倍体同源染色体缺失1对，称为缺体；二倍体多一条染色体，称为三体（2n+1）。单体、缺体和三体通常用于判断基因在染色体上的位置。

例如，单体（2n-1）自交可以得到缺体（2n-2），利用单体和缺体，可把基因定位在染色体上。例如小麦中发现一个新的隐性突变体，可以把它跟21种缺体杂交。如果跟某一种缺体的杂交中，突变性状在F1显现出来，则可得知这突变基因是在缺体中没有的那对染色体上。

教师还可以引导学生分析下列材料：

黑腹果蝇的第四染色体多一条少一条都可以生活，而且能够繁殖，表2是遗传学家经常用第四染色体的单体和三体进行的遗传学实验。

比较可以发现，B组和A组的F1不同，C组和A组实验的测交结果不同。这些材料证明，ey基因在第四染色体上。

【例2】 （2015·浙江卷）利用种皮白色水稻甲（核型2n）进行原生质体培养获得再生植株，通过再生植株连续自交，分离得到种皮黑色性状稳定的后代乙（核型2n）。甲与乙杂交得到丙，丙全部为种皮浅色（黑色变浅）。设种皮颜色由1对等位基因A和a控制，且基因a控制种皮黑色。请回答：

将乙与缺少1条第七号染色体的水稻植株（核型2n-1，种皮白色）杂交获得子一代，若子一代的表现型及其比例为 ，则可将种皮黑色基因定位于第七号染色体上。

答案：浅色∶黑色=1∶1

解析：乙的基因型为aa，如果黑色基因在7号染色体上，缺失一条7号染色体的白色为A0，根据分离定律可知，子代基因型为Aa（浅色）和a0（黑色），且比例为1∶1。

总结：如果学生对单体的知识掌握的全面，很快就可以做出联想和判断。

3 平衡致死系

3.1 平衡致死系的概念

平衡致死系也称永久杂种，在平衡致死系中，一对同源染色体的两个成员分别带有一个座位不同的隐性致死基因，这两个致死基因始终处在个别的染色体上，从而以杂合状态保存不发生分离。

例如，现有一种“卷翅平衡致死系”果蝇，其个体的体细胞中一条2号染色体上有一显性基因A（卷翅），这是纯合致死基因；另一条2号染色体上也有一个显性基因B（星眼状），也是纯合致死基因，它们产生的子代纯合子均为致死，只有杂合子存活，表现为卷翅星状眼。

要保持一个平衡致死系统，必须具备两个条件：

（1） 一对同源染色体的两个成员各带有一个座位不同的隐性致死基因。

（2） 这两个非等位的隐性致死基因始终处于个别的同源染色体上。

教师要注意帮助学生理解概念中的“隐性致死基因”是指在基因纯合的情况下致死，杂合情况下存活，并非指有关基因是隐性基因。2015年高考安徽卷第31题就有涉及对“隐性致死”的理解。

3.2 平衡致死系的应用

① 用来保持致死突变型的真实遗传品系。一般品系都以纯合品系的形式保存下来，因为纯合品系是真实遗传的。例如果蝇的白眼品系，在实验室牛奶瓶中，每只雌体都是w/w，每只雄体都是w/Y；每产生一代新个体时，几乎不需要加以逐只观察，可以完全移入新的饲养瓶。但致死基因就不是这样，不能以纯合状态保存，因为纯合个体是致死的，所以只有以杂合状态保存。

② 应用于育种实践。1975年B.A.斯特鲁尼科夫利用性连锁平衡致死原理，育成了几乎只产雄蚕的家蚕品系。雄性家蚕的性染色体是ZZ，雌性家蚕是ZW。l1和l2是2个Z染色体上的致死基因，将不带有致死基因的雌蛾ZW和2个Z染色体上，分别与带有致死基因l1和l2的雄蛾进行杂交，雌蛾所产的蚕卵中雌性蚕卵ZW（l1）或ZW（l2）全部不能孵化，而雄性蚕卵++/l1+或++/+l2则可以孵化。由于雄性的生长期短，消耗桑叶少，出丝率高，丝的质量好，能达到增产的效果。

【例3】 果蝇3号常染色体上有裂翅基因。为培育果蝇新品系，研究人员进行如下杂交实验（以下均不考虑交叉互换）。

（1） 将某裂翅果蝇与非裂翅果蝇杂交，F1表现型比例为裂翅∶非裂翅=1∶1，F1非裂翅果蝇自交，F2均为非裂翅，由此可推测出裂翅性状由 性基因控制。F1裂翅果蝇自交后代中，裂翅与非裂翅比例接近2∶1的原因最可能是 。

（2） 将裂翅品系的果蝇自交，后代均为裂翅而无非裂翅，这是因为在 （裂翅/非裂翅）基因所在的染色体上，还存在另一基因（b），且隐性纯合致死，所以此裂翅品系的果蝇虽然均为 ，但自交后代不出现性状分离，因此裂翅基因能一直保留下来。

（3） 分析可知，欲保留果蝇某致死基因且自交后代该基因频率一直不变，还需保留与该基因在

上的另一致死基因。

答案：（1） 显 裂翅基因纯合致死 （2） 非裂翅 杂合子 （3） 同源染色体的另一条染色体

解析：本题考查遗传的基本定律、基因致死现象等相关知识，要求学生掌握平衡致死系的特点和应用，就能做出合理判断并得出正确结论。

总结起来，解答遗传变异类题目的一般方法如下：

（1） 读取题目信息，理解其中的遗传现象和过程，写出简单的遗传图解；

（2） 判断亲本产生配子的种类及比例，注意配子是否可育；

（3） 用配子棋盘（也称配子相乘法）算出子代基因型或表现型比例，注意题目信息中是否有合子致死，基因之间相互影响等现象。

4 结语

高中生物新课程的目标是要让学生获得生物学基本事实、概念、原理和模型等方面的基础知识，因在教材编写方面突出体现基础性的特点。但是，教材只是教学资源的一部分，为了使学生能够获得更完整的知识，教师要根据学情和教学内容进行适度拓展，可以参考与教材配套的教师教学用书、大学教材和近年高考试题适度拓展深广度。此外，高考是选拔性考试，需要有区分度和适当的难度，为了考查学生获取新知识和处理信息的能力、思维能力、分析和解决实际问题的能力，考题中必然出现一些新知识新情境，如果拓展到位，就能有效减少学生对题目的陌生感，增强解题信心和能力，从而获取更好的成绩。

参考文献：

[1] 刘祖洞，乔守怡，吴燕华，赵寿元等.遗传学[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2] 陈清霞.浅析“平衡致死系”典型试题[J].中学生物教学， 2015（9）：39-41.

[3] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2013.