遗传学习题的图解法讲评
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遗传系谱图解的解题规律作者:朱卫忠来源:《教师·下》2014年第10期高中生物必修二伴性遗传中遗传系谱图解的识图和解题是教学中的一个难点,教学中发现学生在解这类题时一方面对遗传病的类型判断不正确,另一方面是在计算时对系谱图中的某一个体的可能基因型分析不全面,从而导致计算错误。
因此结合在平时教学中的点滴体会对如何正确解伴性遗传类题谈谈自己的看法。
一、遗传病类型的判断人类遗传病可分为下面五种类型:常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、伴X染色体显性遗传、伴X染色体隐性遗传、伴Y染色体遗传。
解题时先要判断出致病基因的位置以及显隐性,然后根据题目要求分别写出各个个体的基因型、表现型以及各种基因型的概率。
其中遗传病的性质可以依据以下步骤来判断:(1)先确定是否是伴Y染色体遗传病:如果家系图中患者全为男性而女性全部正常且致病基因为父传子、子传孙,具有世代连续性,即可判断为伴Y遗传病,也称限雄遗传,这类病无显隐性之分。
典型系谱图如图1。
(2)判断致病基因是显性还是隐性:可以根据无中生有为隐性(如图2),有中生无为显性(如图3)来进行判断,但是如果出现有无生有无时显隐性都有可能,这时我们可以看患者代代(指各亲代与子代之间)是否具有连续性。
如果有连续性的往往是显性致病基因控制的遗传病(可能性大但是不否定隐性遗传);不连续的则由隐性致病基因控制(如图4)。
(3)确定基因的位置,即致病基因是位于常染色体上还是位于X染色体上。
这时可以根据前面已经确定是显隐性的基础上进行判断。
在已确定是隐性遗传时,如果父亲正常而女儿患病可判定是常染色体隐性遗传病(如图5);而在已确定是显性遗传时,如果父亲患病,女儿正常,或者母亲正常,儿子患病即可判定是常染色体显性遗传病(如图6)。
二、遗传病概率的计算解题时在确定了遗传病类型的基础上,先把各个个体的基因型写出来,再利用基因的分离定律和自由组合定律进行计算。
如果是隐性遗传病时先把患病个体的基因型写出来,再推出亲本和子代的基因型即隐性突破法。
遗传定律习题讲评教学设计【教材分析】《生物课程标准》倡导探究式学习模式,注重引导学生积极参与探究,逐步培养学生收集、处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等。
《遗传定律及其细胞及分子生物学基础》的知识,学生在平日里的做题过程中普遍感觉知识零散且做题方法灵活,不易掌握,所以在教学中的方法归纳及总结显得尤为重要。
本节习题讲评课采用:错题点评——自查自纠——归纳策略——拓展延伸的教学流程,以学生的遗传定律测评卷中发现的问题为源头和依托,借助拓展提高卷做为评价依据和拓展平台,通过课堂上老师的点评,学生自查自纠并一起归纳该类题型的处理策略,真正实现学生知识能力的扩容以及解题能力的提升,从而最终达到预定教学效果。
【教学目标】1、明确遗传定律在全国生物高考卷中的地位及分量2、通过对遗传定律测评卷易错题的自查自纠,找到问题根源,理顺做题思路,能够熟练地借助拓展题进行认知的延伸3、从出题人的命题立意出发,明确考试题考察的两个主要方面:知识层面及能力层面【教学重点】1、知难行易类题型解题策略的归纳及拓展提升2、顺水推舟类题型解题策略的归纳及拓展提升【教学难点】1、知难行易类题型解题策略的归纳及拓展提升2、顺水推舟类题型解题策略的归纳及拓展提升【教学过程】A.若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因一定位于片段I 上B.若后代雌性为显性,雄性为隐性,则该基因一定位于片段Ⅱ-1C.若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因一定位于片段I 上D.若后代雌性为隐性,雄性为显性,则该基因一定位于片段Ⅱ-1 上题型四:追根溯源类代表题型:11、12环节一、二:点评题型:11、12环节三:解题策略归纳:生物高考题追求“一切源于课本基础,一切围绕课本基础”的原则,做题的关键在于对课本基础知识的掌握程度以及对教材核心理念的灵活应变能力环节四:拓展提高7(2017•新课标Ⅰ卷.29)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA 病毒和DNA 病毒两种类型。
1.首先判定是否为母系遗传(细胞质遗传)若系谱中,女性患者的子女全部患病,女性正常的子女全部正常,即子女的性状总是与母方一致,则为母系遗传;否则不是母系遗传,即为细胞核遗传。
2. 其次判定是否为伴Y染色体遗传若系谱中,遗传具有“父传子,子传孙”的特点,即患者都是男性且有“父→子→孙”的传递规律,则为伴Y染色体遗传;否则不是伴Y染色体遗传。
3.再次判定是显性遗传还是隐性遗传(1)若双亲正常,其子代中有患者,则此单基因遗传病一定为隐性遗传(即“无中生有为隐性”)。
(2)若患病的双亲生有正常后代,则此单基因遗传病一定为显性遗传(即“有中生无为显性”)。
如果没有上述明显特征,则采用假设法,即先假设为显性或隐性遗传,如果与遗传图谱相符,则假设成立,否则假设不成立。
4.判定是伴X染色体遗传还是常染色体遗传(1)在确定是隐性遗传的前提下:①若女患者的父亲和儿子都是患者,则最可能为伴X染色体隐性遗传病,如图1所示。
②若女患者的父亲和儿子中有正常的,则一定是常染色体隐性遗传病,如图2、3所示。
(2)在确定是显性遗传的前提下:①若男患者的母亲和女儿都是患者,则最可能为伴X染色体显性遗传病,如图4所示。
②若男患者的母亲和女儿中有正常的,则一定为常染色体显性遗传病,如图5、6所示。
遗传图解综合练一.选择题(1-6为单选题;7-8为 双选题)1.右图为人类某种单基因遗传病的系谱图,II4为患者。
相关叙述不合理的是A .该病属于隐性遗传病,但致病基因不一定在常染色体上B .若I2携带致病基因,则I1、I2再生一患病男孩的概率为1/8C . II3是携带致病基因的概率为1/2D .若I2不携带致病基因,则I1的一个初级卵母细胞中含2个致病基因 2.(07广东理基)下列最可能反映红绿色盲的遗传系谱图是3.(09广东理基)图10是一种伴性遗传病的家系图,下列叙述错误的是A .该病是显性遗传病,Ⅱ—4是杂合体B .Ⅲ—7与正常男性结婚,子女都不患病C .Ⅲ—8与正常女性结婚,儿子都不患病D .该病在男性人群中的发病率高于女性人群4.以下为遗传系谱图,2号个体无甲病致病基因。
遗传系谱图解析思路一判断亲本基因型方法1 自交法:让某显性性状的个体进行自交,若后代发生性状分离则亲本一定为杂合体,若后代无性状分离,则可能为纯合体。
此法适合于植物,不适合于动物。
方法2 测交法:让待测个体与隐性类型测交,若后代出现隐性类型,则待测个体一定是杂合子,若后代兴有显性性状个体,则很可能为纯合体。
待测个体若为雄性动物,注意与多个隐性雌性个体交配,以使后代产生更多的个体,合结果更有说服力。
方法3 用单倍体育种方法获得的植株为纯合体,根据植株性状进行确定。
方法4 花粉鉴定法:非糯性和糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色,杂种非糯性水稻的花粉是减数分裂的产物,遇碘液呈现两种不同颜色,且比例为1:1,从而直接证明了杂种杂种非糯性水稻在产生花粉的减数分裂过程中,等位基因彼此分离。
同时证明可检测亲本个体是纯合体还是杂合体。
区分杂合子和显性纯合子,关键是掌握一条原则,即纯合子能稳定遗传,自交后代不发生性状分离;杂合子不能稳定遗传,自交后代往往会发生性状分离。
对于植物来说区分的方法主要有两种:一是测交,即与隐性类型杂交,若后代不发生性状分离,则说明该个体是纯合子;若出现性状分离,则说明该个体是杂合子。
二是自交,若后代不发生性状分离,则说明该个体是纯合子;若发生性状分离,则说明该个体是杂合子。
对动物来说主要以测交法来区分。
例:巨胚与正常胚是一对相对性状,由等位基因(A,a)控制,其中巨胚为隐性性状;耐受洪水与不耐受洪水是另一对相对性状,由等位基因(B,b)控制(尚未知它们的显隐性关系)。
现有一批正常胚耐受洪水的水稻新品种,为鉴别其基因型,水稻专家将其与纯合巨胚不耐受洪水的水稻品种进行杂交(假设上述两对等位基因独立遗传)。
(1)下面已给出该杂交实验可能出现的两种实验结果及相应结论,请根据给出的第三种可能的实验结果鉴别出亲代正常胚耐受洪水水稻基因型。
①若子代性状表现为:正常胚耐受洪水、正常胚不耐受洪水,则亲代正常胚耐受洪水水稻基因型为AABb。
遗传学习题的图解法讲评
湖南省郴州市第五中学聂登福何俊
提要运用字母、文字、线条与几何图形等勾画遗传图解来解析和讲评遗传学习题,是一种有利于学生实现形象思维与抽象思维地契合的有效方法
关键词遗传学习题讲评图解法思维
解答遗传学习题是学生学习生物学的难点之一,运用图解法讲评遗传学习题,能够简明地提取有效信息,形象地再造习题情境和剖析跟习题相关的生物学过程,从而发现解决问题的切入点,不仅能够迅速地解答疑难问题,而且能更有效地培养发现问题和解决问题的能力。
因此,讲评遗传学题应注重图解法讲评并对学生进行相关技能训练。
1.图解设计常用的符号与图形
习题讲评的图解设计讲究构图的简练,因此常常使用字母、文字、线条与几何图形等最简单的构图元素勾画图解。
1.1 用字母和文字勾画
例1.基因型是AaBb(非等位基因之间只考虑自由组合)的一个卵原细胞经减数分裂后,产生了一个基因型为Ab的卵细胞和三个极体,这三个极体的基因组成是( )
A.AB、aB、ab B.AB、aB、aB C.aB、aB、aB D.Ab、aB、aB
[解析]解答此类问题的关键是搞清楚如下图1所示的减数分裂过程中的基因复制与分配情况(AA、bb表示一对相同基因位于一条染色体的两条染色单体上)。
答案:D。
1.2 用线条或几何图形勾画
例2.在氮原为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N—DNA(对照);在氮源为15N的培养基中生长的大肠杆菌其DNA分子均为15N—DNA(亲代)。
将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ),用某种离心方法分离得到的结果如下图2—1所示。
请分析:
⑴由实验结果可推测第一代(Ⅰ)细菌的DNA分子中一条链是__,另一条链是__。
⑵将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代,将得到细菌的DNA用同样方法分离,请参照上图将DNA分子可能出现在试管中的位置在图2—2中标出。
[解析]根据DNA半保留复制的特点,用实线表示含15N的DNA链、用虚线表示含14N的DNA链,绘制如图2—3所示的DNA复制的相关过程,即可轻松获得答案。
答案:(1)含15N的母链,含14N的子链;
(2)见图2—4。
2.图解法解析例题的意义
2.1 提取信息、迅速切入
例3.香豌豆中,等位基因A与a、B与b位于两对同源染色体上,当A、B两个基因都存在时,花色为红色,一株红花香豌豆与基因型为Aabb的植株杂交,子代中约有3/8的个体开红花,若让此植株自花受粉,则后代中非红花植株占多少?
[解析](1)先绘制如图3的遗传图解提取关键信息;
(2)借助图解分析不难发现,推导亲代红花豌豆的基因型是解决问题的关键。
推导基因型一般依据表现型和亲子代中是否有隐性类型进行,此题没有明确指出亲子代中有无隐性类型,也没有做出相应判断的直接依据;
(3)所以,子代红花豌豆所占的比例──3/8,是确定亲代基因型的重要条件;
(4)3/8的比例说明形成子代的受精方式至少有8种
受精方式的种类数 = 雌配子种类数×雄配子种类数
Aabb的亲代只能形成2种配子,另一亲代(红花)至少应能形成4种配子,按照自由组合定律,该亲代的基因型为AaBb。
(5)基因型为AaBb红花豌豆自交,子代中[AB]、[Ab]、[aB]和[ab]之比为 9︰3︰3︰1,非红花类型所占比例为:(3+3+1)/(9+3+3+1)= 7/16。
2.2 展示过程、快速推导
例4.一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时,有一对同源染色体不发生分离,所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常。
另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常,减数分裂的第二次分裂时,在两个次级精母细胞中,有一个次级精母细胞的一条染色体的姐妹染色单体没有分开。
以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子。
上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应该是( D )
A.两者产生的配子全部都不正常
B.两者都只产生一半不正常的配子
C.前者产生一半不正常的配子,后者产生的配子都不正常
D.前者产生
全部不正常的配
子,后者产生一半
不正常的配子。
[解析]用线条代表染色体绘制图解再造试题情境(图4),展示试题所述生物学现象的过程。
2.3 突出重点、发现规律
设计和绘制遗传图解不能纠缠细微末节,要去繁就简、突出重点。
这就要对所学知识进行梳理,既提取最有用的知识,又疏通相关知识间的相互联系(图4忽略了减数分裂形成配子过程的许多细节,突出了染色体分配这一重点)。
无论是对知识的梳理与筛选,还是文字信息与图像信息的相互转换,还是图解的设计、勾画和习题情境的再造,对于学生,都是一个发现规律的学习创新过程
例5.基因型为Rr的红花豌豆连续自交10代, F10中纯合红花类型占多少?
[解析]绘如图5的遗传图解,即可发现以下规律:每一代中的杂合红花类型Rr都占上一代杂合红花类型Rr自交后代的1/2。
答案:F10中纯合红花类型占(1-1/210)/ 2。
2.4 发现问题、发展能力
例6.某家庭父亲正常,母亲色盲,生了一个性染色体组成为XXY的色觉正常的儿子,产生这种染色体变异的原因可能是:_______________。
[解析]作如图—6所示的遗传图解,按图中序号分析,不难发现该色觉正常儿子的X B染色体来自父亲,而正常情况下父亲的X染色体只遗传给女儿,这说明父亲形成了X B Y的异常精子。
答案:由于减数第一次分裂时,同源染色体X与Y没有相互分离,父亲形成了X B Y的异常精子,该精子参与受精形成的异常受精卵发育形成了这种染色体变异个体。
解析本题的首要环节是所生儿子多出的一条X染色体是来自母方还是来自父方,通过遗传图解就能比较轻松地解决这一环节,进而就能发现关键的问题──父亲产生了X B Y的异常精子。
3.图解设计的注意事项
3.1 图解简约化图解设计不要纠缠细枝末节,要突出重点,应该运用最简单的符号、图形代表生物学现象与过程的主体对象,应该运用简洁明了的图解再造问题情境和展现生物学过程。
3.2 注重过程性图解设计必须注重生物学现象的过程性,重点是展现和解析生物学过程,所展现和解析的过程有助于迅速进入到发现问题、提出问题和解决问题的关键过程中来,使学生从发现问题、提出问题和解决问题的关键过程中获得一定的体验与体会。
3.3 注重小结图解法解析和讲评遗传学习题,有利于引导学生对所学知识进行梳理,有利于训练快速解题的技能,能促进学生形象思维与抽象思维的契合,能更好地激发学生学习兴趣,更有效地培养思维的敏捷性和准确性。
图解法解析或讲评遗传学习题对于培养发现问题、提出问题并分析解决问题的能力尤为有效,有利于知识与技能的提升,即知识转化为观念、转化为情感,技能转化为学力、转化为能力。
但要达到上述效果,在运用图解法解析或讲评习题时,必须对解析过程做适当小结。
通过“小结”,把相关知识有机的联系起来并且理解升华形成学科观念;通过“小结”,真正实现形象思维与抽象思维的契合;通过“小结”,找出规律,掌握方法与技能并发展学力与能力。
生物现象多种多样,学生不可能全面了解,掌握图解法解析生物学问题的技能,是绝大多数学生提高自主发现问题、自主解决问题能力的一条必由之路。