孫瑜

[摘 要]聚焦高中生物遺傳學(xué)學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，并剖析難點(diǎn)成因，傳授解決問(wèn)題的技巧，以幫助學(xué)生攻克遺傳學(xué)學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]遺傳學(xué)；學(xué)習(xí)難點(diǎn)；高中生物

[中圖分類號(hào)] G633.91 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）29-0071-02

遺傳學(xué)是高中生物課程的重要內(nèi)容版塊，具有靈活、抽象等特征，是高中生物學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，也是考試的重點(diǎn)。擁有良好的邏輯思維與計(jì)算能力是學(xué)好高中生物遺傳學(xué)內(nèi)容的重要前提，除此之外還要善于知識(shí)遷移與靈活運(yùn)用。對(duì)此，高中生物教師應(yīng)聚焦遺傳學(xué)重難點(diǎn)，剖析難點(diǎn)成因，傳授解決問(wèn)題的技巧，以幫助學(xué)生攻克遺傳學(xué)的學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

一、教學(xué)內(nèi)容分析

1.內(nèi)容界定

高中生物知識(shí)體系有眾多分支，其中遺傳學(xué)知識(shí)是重要的內(nèi)容版塊，其核心是生物的遺傳和變異。遺傳學(xué)奠基人孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)豌豆的雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)的重要規(guī)律，為現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。之后遺傳學(xué)經(jīng)歷了細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)等發(fā)展階段，減數(shù)分裂、伴性遺傳等得到了深入探索，最終研究達(dá)到了基因?qū)用?，發(fā)現(xiàn)了遺傳物質(zhì)。高中生物知識(shí)體系中，以基因?yàn)榛A(chǔ)的遺傳學(xué)是教學(xué)核心，也是重點(diǎn)考查內(nèi)容。在人教版高中生物必修2教材中，共設(shè)置了6章、17節(jié)來(lái)系統(tǒng)地介紹遺傳學(xué)的內(nèi)容，可見(jiàn)其在高中生物學(xué)習(xí)中的重要性。

2. 邏輯結(jié)構(gòu)

剖析高中生物教材，筆者發(fā)現(xiàn)遺傳學(xué)的內(nèi)容是按照宏觀到微觀的結(jié)構(gòu)層次展開(kāi)的，主體框架遵從遺傳學(xué)演變史時(shí)序：首先，由孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)開(kāi)篇，介紹了兩個(gè)重要的遺傳定律；其次，引出“基因”的概念，詳細(xì)闡述了減數(shù)分裂和受精作用的過(guò)程，對(duì)遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行了初步說(shuō)明，為下一階段遺傳的分子基礎(chǔ)教學(xué)做好鋪墊；再次，介紹了遺傳物質(zhì)功能實(shí)現(xiàn)的生物學(xué)機(jī)理，深入探討了中心法則，接著過(guò)渡到在傳遞過(guò)程中遺傳信息可能發(fā)生的變化，對(duì)基因突變、基因重組問(wèn)題進(jìn)行了探討，隨后介紹了遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的表型變化，分析了與人類健康密切關(guān)聯(lián)的遺傳病問(wèn)題；最后，對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)，立足于生活實(shí)際，介紹遺傳規(guī)律在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。這樣的內(nèi)容框架邏輯清晰，符合科學(xué)研究從現(xiàn)象到本質(zhì)的探究順序。

二、高中生物遺傳學(xué)難點(diǎn)綜述及成因分析

筆者結(jié)合多年的一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)日常教學(xué)反饋、考綱要求、歷年高考試題進(jìn)行綜合分析，總結(jié)了遺傳學(xué)知識(shí)的四大學(xué)習(xí)難點(diǎn)。

1.基因分離定律

用抽象的、概念性的基因去解釋實(shí)質(zhì)性的遺傳現(xiàn)象需要學(xué)生具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力，而要理解其中的實(shí)質(zhì)并且將其運(yùn)用于遺傳性狀的分析則更具難度。

【難點(diǎn)成因】

基因分離定律的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，定律本身具有抽象性，與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，學(xué)生要在短時(shí)間內(nèi)理解并運(yùn)用這一定律難度比較大。孟德?tīng)栭_(kāi)創(chuàng)性地提出顆粒遺傳的原理，即“遺傳因子是控制生物性狀的物質(zhì)，在體細(xì)胞中成對(duì)存在，在形成配子的過(guò)程中又相互獨(dú)立地進(jìn)入到不同的配子中，受精過(guò)程中雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，概率相同”。這些知識(shí)點(diǎn)以及變化過(guò)程對(duì)于剛接觸遺傳學(xué)知識(shí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)過(guò)于抽象，學(xué)習(xí)難度自然較大。

2.基因自由組合定律

基因自由組合的概率問(wèn)題涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容，學(xué)生需要緊緊抓住基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)并加以理解，學(xué)會(huì)用定量的思維去考慮問(wèn)題，這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)頗具難度。

【難點(diǎn)成因】

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生能初步理解基因自由組合定律與基因分離定律之間的關(guān)系，也能掌握基礎(chǔ)的分析和計(jì)算。但是，學(xué)生對(duì)于已學(xué)過(guò)的分離定律運(yùn)用不夠熟練。比如，已知親代的基因組成，推算子代的基因組成、表現(xiàn)型以及相應(yīng)的比例，或者是通過(guò)子代的性狀分離所表現(xiàn)出的比例來(lái)反推親本的基因組成。這些都是一對(duì)等位基因的遺傳學(xué)問(wèn)題，在后期學(xué)生還可能會(huì)遇到多對(duì)等位基因的問(wèn)題。由于最基礎(chǔ)的內(nèi)容沒(méi)有掌握到位，學(xué)生往往在之后的變題或者是延伸題的解題過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。

3.減數(shù)分裂

遺傳的穩(wěn)定性以及變異的多樣性與減數(shù)分裂緊密相關(guān)，學(xué)生需要理解有絲分裂與減數(shù)分裂的本質(zhì)區(qū)別，思考減數(shù)分裂過(guò)程中染色體減半的問(wèn)題，及經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂配子的多樣性又是如何提高的。這些都是減數(shù)分裂的核心問(wèn)題，也是遺傳學(xué)的難點(diǎn)問(wèn)題。

【難點(diǎn)成因】

減數(shù)分裂是三個(gè)遺傳基本規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，可以幫助學(xué)生理解生物的生殖和變異過(guò)程，因此這一部分的內(nèi)容是遺傳學(xué)的重點(diǎn)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，比如同源染色體、非同源染色體、聯(lián)會(huì)、四分體等。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，眾多的概念、原理給學(xué)生帶來(lái)了比較大的困難。同時(shí)，減數(shù)分裂涉及的圖像、物質(zhì)變化都要比有絲分裂復(fù)雜，因此學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)會(huì)存在較大的難度。

4.遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄與翻譯

這一部分內(nèi)容的實(shí)質(zhì)是從分子水平實(shí)現(xiàn)基因?qū)π誀畹目刂?，具有抽象性與復(fù)雜性，其核心知識(shí)點(diǎn)就是“中心法則”，以此為主要抓手理解遺傳過(guò)程中物質(zhì)、信息以及分子數(shù)目的變化，進(jìn)而掌握從分子到生物個(gè)體多樣性的變化，這對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、邏輯思維以及知識(shí)遷移能力要求極高。

【難點(diǎn)成因】

轉(zhuǎn)錄和翻譯指的是基因的表達(dá)，也是控制蛋白質(zhì)合成的兩個(gè)過(guò)程，是真核生物獨(dú)有的復(fù)雜的、抽象的生理現(xiàn)象。轉(zhuǎn)錄進(jìn)行的場(chǎng)所為細(xì)胞核，而翻譯是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，轉(zhuǎn)錄和翻譯在空間位置和時(shí)間先后上都存在差異。原核生物轉(zhuǎn)錄、翻譯的過(guò)程和真核生物不同，是邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯。轉(zhuǎn)錄過(guò)程存在諸多易錯(cuò)點(diǎn)，比如RNA與DNA的比較、堿基互補(bǔ)原則的差異等；翻譯過(guò)程也存在許多難點(diǎn)，比如，密碼子、反密碼子的機(jī)制，遺傳信息的傳遞和形式的變化等。

三、高中生物遺傳學(xué)問(wèn)題解決技巧

1.伴性遺傳問(wèn)題

在伴性遺傳問(wèn)題中，伴X性遺傳口訣“母病子必病，女病父必病”應(yīng)用得比較廣泛。這個(gè)口訣的遺傳學(xué)原理就是母親患病，那么她的致病基因會(huì)對(duì)兒子造成一定的影響，因?yàn)槟赣H與兒子存在絕對(duì)的基因遺傳。同理，如果女兒患病，那么她一定是受到父親攜帶的致病基因的影響?？傮w來(lái)說(shuō)，如果存在一個(gè)女性患者，那么她的父親和兒子都應(yīng)該是該疾病患者。結(jié)合遺傳系譜圖以及現(xiàn)實(shí)案例可以發(fā)現(xiàn)，女性的發(fā)病率一般都會(huì)低于男性。

2.遺傳概率問(wèn)題

后代基因遺傳概率的求解是高中生物遺傳學(xué)的重要考點(diǎn)。需要注意的是，生物的有性繁殖分為自交和雜交兩種。雜交后代的遺傳概率問(wèn)題可以分為兩種類型：親本概率都為1或者是兩者都不為1。第一種類型可以按照遺傳規(guī)律進(jìn)行求解，屬于比較常規(guī)的考題。第二種類型相對(duì)而言較為復(fù)雜，我們可以采用假設(shè)法，先假設(shè)親本概率為1，采用相乘法求解得出遺傳概率，最后將結(jié)果與親本概率相乘，得出最后結(jié)果。自交后代的遺傳概率問(wèn)題在計(jì)算時(shí)兩個(gè)親本概率都應(yīng)該相乘，不為1的概率只需要考慮一次。

3.遺傳系譜圖問(wèn)題

遺傳系譜圖問(wèn)題包含的信息量較大，變化性強(qiáng)，要求學(xué)生從圖表中提取重要的信息，把握題干重點(diǎn)。因此，解決這類問(wèn)題主要有以下三個(gè)步驟：

第一步，需要確定是否是伴Y染色體遺傳，如果圖中只有男性患者，并且男性患者的后代也是男性患者，那么就很有可能是伴Y染色體遺傳。

第二步，結(jié)合遺傳系譜圖來(lái)判斷致病基因。

第三步，判斷基因的位置。通常采用假設(shè)法，然后按照遺傳系譜圖進(jìn)行推理，看與遺傳系譜圖的遺傳關(guān)系是否相符。先假設(shè)基因在X染色體上，如果是顯性遺傳病，那么就應(yīng)該觀察該男性患者母親和女兒的情況，如果其母親和女兒都沒(méi)有患病，就說(shuō)明致病基因不在X染色體上，反之也是如此。有兩句總結(jié)性的口訣可以幫助學(xué)生快速地梳理遺傳系譜圖中的信息，即“無(wú)中生有為隱性，隱性遺傳看女病，父子都病為伴性，父子有正非伴性”“有中生無(wú)為顯性，顯性遺傳看男病，母女都病為伴性，母女有正非伴性”。

4.致死基因問(wèn)題

致死基因可能帶來(lái)兩個(gè)結(jié)果，即配子致死和合子致死，改變后代中的性狀分離比。因此，解決致死基因問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)就是抓住題干信息中的性狀分離比的變化。致死基因?qū)蟠饕幸韵氯N形式：

第一種是父本或母本一方含隱性致死基因，導(dǎo)致配子死亡，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)AA、Aa兩種基因型，后代顯顯性性狀。

第二種是父本或母本一方含顯性致死基因，后代會(huì)出現(xiàn)Aa、aa兩種基因型。

第三種是父本和母本產(chǎn)生的配子含隱性或顯性基因，導(dǎo)致配子死亡，后代只有AA或aa基因型，均無(wú)性狀分離。

總之，遺傳學(xué)的學(xué)習(xí)是一個(gè)復(fù)雜、系統(tǒng)的過(guò)程，教師要注意教學(xué)方法，耐心引導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握和鞏固基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，定期開(kāi)展專題復(fù)習(xí)與練習(xí)課，組織學(xué)生復(fù)習(xí)基礎(chǔ)概念、實(shí)驗(yàn)以及經(jīng)典例題；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行變式訓(xùn)練，將遺傳學(xué)分割為不同的學(xué)習(xí)版塊，總結(jié)各個(gè)版塊的?？键c(diǎn)以及學(xué)習(xí)難點(diǎn)，并有重點(diǎn)地予以解決，從而穩(wěn)步提升學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的掌握程度。

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（責(zé)任編輯 黃春香）