邱家奎（永定第一中學(xué)，福建永定364100）

以“基因”為核心構(gòu)建高中遺傳學(xué)知識(shí)體系

邱家奎
（永定第一中學(xué)，福建永定364100）

以“基因”為核心構(gòu)建高中遺傳學(xué)知識(shí)體系，理清概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，以此促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)、理解及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析、解決相關(guān)問(wèn)題，提高推理能力及學(xué)習(xí)效率。

基因；知識(shí)體系；概念圖；

高中遺傳學(xué)是高中生物學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)，同時(shí)也是學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，該部分知識(shí)難以計(jì)算，更難以推理。究其原因，一是遺傳學(xué)知識(shí)抽象、內(nèi)容比較多，二是學(xué)生沒(méi)抓住概念之間的本質(zhì)聯(lián)系。比如學(xué)習(xí)“減數(shù)分裂”時(shí)僅僅記住減數(shù)分裂過(guò)程中染色體、染色單體、DNA數(shù)目和染色體行為等變化，關(guān)注于減數(shù)分裂和有絲分裂的區(qū)別，對(duì)其中最需要理清的減數(shù)分裂和遺傳定律關(guān)系，僅僅停留在字面記憶上。實(shí)際上，若沒(méi)有深入理解減數(shù)分裂這一重要概念，勢(shì)必影響對(duì)遺傳定律的理解和應(yīng)用。這就要求高中生物學(xué)教學(xué)要重視總結(jié)遺傳學(xué)概念之間的聯(lián)系，構(gòu)建以“基因”為核心的高中遺傳學(xué)知識(shí)體系。

一、以“基因”為核心構(gòu)建高中遺傳學(xué)知識(shí)體系

1.“基因”是高中遺傳學(xué)知識(shí)體系的核心

高中遺傳學(xué)知識(shí)主要有兩部分，一是遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)即遺傳物質(zhì)是什么，存在哪里，如何復(fù)制和表達(dá)；二是遺傳定律，即遺傳物質(zhì)怎樣傳遞。這兩部分都與“基因”有密切關(guān)系。生物變異知識(shí)中除基因突變、基因重組直接涉及基因外，染色體變異則導(dǎo)致基因數(shù)目和位置改變，生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變，基因工程是基因控制性狀在生產(chǎn)中的應(yīng)用問(wèn)題，所以說(shuō)遺傳學(xué)問(wèn)題歸根到底是基因的問(wèn)題。［1］因此，可以構(gòu)建以“基因”為核心的高中遺傳學(xué)知識(shí)體系（如圖2），幫助學(xué)生形成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的高中遺傳學(xué)知識(shí)。

圖1 以“基因”為核心的高中遺傳學(xué)知識(shí)

2.以“基因”為核心構(gòu)建概念圖

明確“基因”是高中遺傳學(xué)知識(shí)的核心后，可引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建概念圖（如圖2）將基因、染色體、DNA、蛋白質(zhì)等重要概念以及遺傳規(guī)律聯(lián)系起來(lái)。幫助學(xué)生理解（核）基因位于染色體上，等位基因位于同源染色體上，非等位基因可能位于非同源染色體上，也可能位于同源染色體上，等位基因分離符合分離定律，只有位于非同源染色體上的非等位基因才符合自由組合定律。并通過(guò)染色體與性別關(guān)系分析、染色體的成分分析，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)伴性遺傳特點(diǎn)、基因的本質(zhì)以及基因和蛋白質(zhì)的關(guān)系等。

圖2 以“基因”為核心的概念圖

二、以“基因”為核心的高中遺傳學(xué)知識(shí)體系應(yīng)用

1.基因與DNA、蛋白質(zhì)及性狀的關(guān)系

人教版高中生物學(xué)教科書對(duì)基因概念描述為“基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段”，對(duì)該概念理解關(guān)鍵要把握基因與DNA，基因與蛋白質(zhì)，基因與性狀關(guān)系。［2］

從結(jié)構(gòu)組成上分析，基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，其基本單位也是脫氧核苷酸，但不是DNA所有片斷都是基因，所以在DNA上基因排列是不連續(xù)的，存在基因間隔。

從功能上分析，基因的遺傳效應(yīng)主要是指對(duì)蛋白質(zhì)合成有直接或間接影響的能力?；蚩煽刂菩誀睿誀钍峭ㄟ^(guò)蛋白質(zhì)體現(xiàn)的，基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)合成控制性狀有兩種途徑。①直接控制，基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來(lái)直接控制生物的性狀。②間接控制，基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，從而控制生物性狀。

從數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系上分析，一個(gè)DNA分子上有許多基因，基因和蛋白質(zhì)、基因和性狀不是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的，存在如“多因一效”等現(xiàn)象。

從位置排列上分析，一些生物基因在DNA上還可能存在重疊，如FX174噬菌體的單鏈基因（如圖3）。

圖3 FX174噬菌體的單鏈基因（部分）

2.等位基因的顯、隱性關(guān)系

高中遺傳學(xué)中最常見(jiàn)的判斷基因所控制的性狀是顯性還是隱性的方法有相對(duì)性狀雜交法和相同性狀相交性狀分離法。也可利用伴性遺傳時(shí)特定情形即相對(duì)性狀相交，后代雌雄各一種性狀，而且和親本雌雄個(gè)體的性狀剛好相反。若是XY性別決定類型，應(yīng)為XbXb× XBY→XBXb×XbY。若是ZW性別決定類型，應(yīng)為ZbZb× ZBW→ZBZb×ZbW。還可以利用生物變異來(lái)判斷顯隱性。如常染色體一個(gè)基因改變，則性狀就改變，野生型→突變型應(yīng)為顯性突變（aa→Aa)。X染色體一個(gè)基因改變，則性狀就改變，野生型→突變型時(shí)雌性必為顯性突變XaXa→XAXa，雄性可能顯性突變XaY→XAY，也可能隱性突變XAY→XaY。染色體缺失片段，性狀變成相對(duì)性狀，是因?yàn)殡s合子缺失一個(gè)顯性基因，保留隱性基因即Aa變a。

3.基因在染色體上的位置分析

一對(duì)基因在染色體上位置情況包含位于常染色體上、只位于X染色體、位于XY的同源區(qū)以及只位于Y染色體等。其中基因在常染色體上與在X染色體的辨析，可以指導(dǎo)學(xué)生列出伴X遺傳的六種雜交組合方式，通過(guò)觀察可發(fā)現(xiàn)，只有其中XAXa×XAY→XAXAXAXaXAY XaY；XaXa×XAY→XAXaXaY的雜交組合才會(huì)出現(xiàn)后代雌雄有別。［3］基因在XY同源區(qū)的遺傳及辨析，一般是用“隱雌和顯雄雜交”來(lái)解題。兩對(duì)基因是否位于同一對(duì)染色體上，主要通過(guò)兩對(duì)性狀的遺傳是否符合自由組合定律來(lái)辨析，如果符合自由組合定律，說(shuō)明兩對(duì)基因在不同對(duì)染色體上，否則位于同一對(duì)染色體上。當(dāng)A (a)、B(b)兩對(duì)基因位于同一對(duì)染色體上時(shí)，基因位置可能是AB/ab或Ab/aB，它們產(chǎn)生配子和雜交后代的分離比是不同的，如果不考慮交叉互換，可分別求出為3:1或1：2：1的性狀分離比。

以“基因”為核心構(gòu)建高中遺傳學(xué)知識(shí)體系，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)、理解與應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)分析、解決相關(guān)問(wèn)題，真正做到利用“基因”提綱挈領(lǐng)，點(diǎn)面結(jié)合，有效提高學(xué)習(xí)效率。

［1］薛宛音.高中生物“遺傳與進(jìn)化”的核心概念體系的構(gòu)建［J］.新課程學(xué)習(xí)，2013（12）.

［2］高俊英.談如何把握“基因”概念教學(xué)中的三個(gè)關(guān)系［J］.生物學(xué)教學(xué)，1998（11）.

［3］邱家奎.探討“追問(wèn)式”復(fù)習(xí)教學(xué)策略［J］.福建基礎(chǔ)教育研究，2017（1）.

（責(zé)任編輯：陳欣）