高中生物遗传知识的应用探究

容爱娟

【摘 要】本文论述生物遗传知识在医学、细胞培养、育种中的应用，通过实际例子将遗传知识融入具体的应用之中，使学生融会贯通，提高运用生物遗传知识水平。

【关键词】生物遗传 医学 细胞培养 育种

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）10B-0151-02

遗传知识是生物学中的重要内容之一，它是学好后续知识的基本。生物遗传知识包括的内容比较多，它涵盖 DNA 结构、RNA 转录和编译蛋白质，其中具体表现为 DNA 复制、染色体分裂和结合等。其他有关细胞增殖、分化、衰亡的知识，也涉及遗传知识。因此，学好生物遗传知识，并将其应用到生物进化和发展的分析中能更好地揭示其中的机理。但是很多学生没有理解和掌握好生物遗传知识，不能把它用来解决实际问题。在此笔者重点谈一谈生物遗传知识在几个方面的具体应用。

一、生物遗传知识在医学中的应用

生物知识在医学中的应用领域甚为广泛，运用它可以很好地解决许多医学难题。尤其是生物遗传知识，在医学中的运用非常普遍。

（一）生物遗传知识在血型检测中的应用。在高中生物遗传知识当中，孟德尔遗传定律涉及分离定律和结合定律，这部分知识在血型监测中起关键作用。孟德尔分离定律和自由组合定律表明，当父本母本基因组成为 Aa 时，其后代基因可能存在 AA、Aa 和 aa，三者的比例为 1∶2∶1。在医学上，血型也遵循自由组合定律，可用这部分知识来鉴定子女血型。例如，在人体血型中存在四种形式：O 型、A 型、B 型、AB 型血，它们的基因分别是由 Ia、Ib 和 i 这三个组合而成。在血型中，隐性基因为 i，显性基因为 Ia 和 Ib，这三种基因两两配对组成四种血型。如果父母双方的血型均为 O 型血时，那么子女的血型必然为 O 型血。如果父母为 A 型血时，那么子女血型必然为 A 型或者 B 型，不可能有 AB、B 型血存在。这为鉴定血型提供较大方便，可以根据父母的血型来推断子女血型，提高血型的鉴定效率。这样，当亲属需要输血时，根据生物遗传知识可以快速定位到合适的血液供体，为抢救患者争取到宝贵的时间。孟德尔分离定律和自由组合定律在医学血液检测的应用，为人民生命健康发挥重要作用。

（二）DNA 在鉴定失散儿童中的应用。在高中生物遗传知识当中，DNA 的基本结构和组成成分是学习的重点。在DNA 当中，存在 A、T、G、C 四个碱基，它们按照一定的秩序排列，遵循 A-T，G-C 的原则，组成 DNA 序列。DNA 基本结构为双螺旋结构，两者遵循配对原则组成在一起。在细胞分裂或者减数分裂时，DNA 通过解旋和复旋来完成。正是由于基因组成的特异性和重复性，它可以被广泛用于鉴定失散儿童，让其尽快找到自己的父母。例如，在父亲一方 DNA 链为 A-C-G-T-A-A-T-T-C-C，母亲一方 DNA 链为 C-T-G-G-C-A-A-T-C-C 时，在子女当中必然会存在这两条链，共同组成子女的 DNA。这项技术在鉴定失散儿童时准确度特别高，可以快速定位到具体儿童身上。DNA 存在于机体的每个角落，可以通过毛发、血液、唾液、口腔细胞等做 DNA 配对，这极大地摆脱各种条件的束缚，提高鉴定效率。

二、生物遗传知识在细胞培养中的应用

生物遗传技术在细胞培养中应用，可以加快组织培养的速度和效率，以最快的时间获得想要的生物细胞。

细胞培养主要为实现细胞分裂与分化，快速获取大量想要的组织细胞。细胞分裂主要分为分裂间期和分裂期，分裂间期为分裂期提供足够的糖类、蛋白质、ATP 和遗传物质 DNA，为下个时期打好基础。生物遗传知识要针对该阶段进行科学调控，促进细胞得到快速繁殖。首先，分裂间期要进行酶、DNA 的复制，在该时期要给组织培养提供适应的温度，一般控制在 25℃-27℃。这样 DNA 复制才能快速进行，同时有关酶的活力得到有效提升，促进细胞缩短分裂间期的时间。在该时期也要合成分裂所需 ATP，要做好对培养液提供丰富的糖分与有机物。细胞分化是 DNA 转录、翻译的核心过程，该时期是不同 DNA 片段表达的结果。为了促进细胞朝着正常方向去发展，需要给原生细胞提供适应的光照刺激、温度刺激和化学试剂刺激，促进细胞进行有效的分化。在遗传上为了获取更多的性状，可采用通过紫外线照射、环境胁迫来丰富细胞的形态。

在组织培养过程中，运用大量生物遗传知识，确保细胞可以正确进行细胞分裂和组织分化，提高组织培养的效率。

三、在作物遗传育种中的应用

当下，我国遗传育种事业得到飞速发展，生物遗传知识运用到各个领域，培育出一大批优良的种质资源，让人们从生物遗传知识中获得较大经济效益。

（一）生物遗传知识在生产与育种中的应用。在高中生物知识当中，单倍体和多倍体是学习的难点和易错点，而这部分知识又被广泛应用于生产当中。在细胞当中，单倍体、三倍体等是不能产生后代的，表现出为不育系。正是由于这一特点，在西瓜、番茄中培育无籽植株，使其口感更好。例如，利用秋水仙素抑制细胞分裂的功能，对二倍体西瓜处理使其染色体数量加倍。接着，在四倍体西瓜与二倍体西瓜之间进行杂交，产生三倍体西瓜子代。这时，三倍体西瓜在减数分裂过程中出现紊乱，不能产生可育的后代，西瓜籽粒不能正常形成。但此时，通过二倍体花粉来诱发生长素合成，促进西瓜子房发育，最终得出的西瓜是无籽不育的。与此同时，将生物遗传知识应用到单倍体育种过程中，可加快杂交与自交的选育速度，更好地获得想要的基因组。例如，在单倍体育种中，通过组织培养处理植株花粉，让其健康生长。然后，利用染色体加倍技术，促进花粉染色体数目加倍。此时，该植株的基因型为纯合，便于与其他进行测交，促进育种事业的发展。

（二）生物遗传知识在培育实践所需品种中的应用。在作物遗传育种当中，生物遗传知识一直被当作基本原则而得到广泛推广，它利用基因交换与自由组合定律，让子代具备父本、母本双方的优秀基因，以提高子代的品质和产量。

在生物遗传知识当中，存在显性与隐形基因，为了获取所需的基因型就需要对其进行提纯，确保该基因为 AA 或者 aa 型。例如，在某个个体当中，它的基因型为 AaBbCc 时，需要对其进行纯化，使之变为 AAbbCC 基因。这就需要运用孟德尔自由组合定律，对其进行多代自交，让子代基因逐渐纯化，最终获得所需基因。在育种当中，需要后代兼顾抗病、高产、矮秆的特征，这就需要将这三个优点的植株进行杂交，对杂交的后代进行检验，确保其含有所需的基因型。接着，按照基因提纯方法进行自交，让植株具备纯化的基因组，以达到后代可以稳定遗传不会产生性状分离。在培育新品种时，不仅运用作物杂交方法，而且同时还兼顾使用人工誘变育种，通过外界条件让作物进行变异，获得所需的性状。例如，想要获取抗旱品种，需要对其进行干旱处理，让植株在干旱条件下生长。这样，在外界条件下，使植株本身遗传物质发生改变，朝着人们所需的性状去改变，获得抗旱品种。最后，在培育品种当中，使用基因工程方法来改变基因型。运用生物遗传知识的 mRNA 和酶，通过导入外界基因片段来让机体获得所需基因，缩短基因育种年限。

生物遗传知识被大量应用于培养优秀品种中，通过各种方法来弥补植株自身的缺陷，让其朝着实践所需的方向去发展。

高中生物遗传知识的巧妙应用，对学生来说至关重要。它可以提高学生对知识的认可度，认清其在生活实践中的重要性，鼓励学生扎实学习高中生物知识，促进学生知识水平提升。

【参考文献】

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[2]祁凤珍，王 建，翟 林，等.基于生物学核心素养的评价与思考——以2016年高考（天津卷）理科综合（生物部分）为例[J].考试研究，2016（6）

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（责编 卢建龙）endprint