遗传与进化教学中的几个问题释疑.doc

遗传与进化教学中的几个问题释疑

在学习生物必修2时，由于学生刚接触遗传学，有些概念或问题要理解到位并不容易，下面就以下几个学生常问的问题加以解释。

1 豌豆在自然状态下是纯种的原因
豌豆是自花传粉植物，而且是闭花受粉，也就是豌豆花在未开放时，就已经完成了受粉，避免了外来花粉的干扰。所以豌豆在自然状态下一般都是纯种，用豌豆做人工杂交实验，结果既可靠，又容易分析[1]。
那么，为什么豌豆是自花传粉闭花受粉的植物其在自然状态下就是纯种的呢？
解释：自然状态下豌豆是自花传粉而且是闭花受粉的，也就是说豌豆是连续自交的。在杂合子连续自交的情况下杂合子的比例会随着自交代数的增加而递减，随着代数的增加杂合子的比例接近于零（在和学生讲解杂合子连续自交后学生就自然明白了）。

2 相对性状的解读
2．1 概念
性状：遗传学中把生物体所表现的形态结构、生理特征和行为方式等统称为性状。
相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。

2．2 解读
①必须是同种生物
相对性状是对同一种生物而言的，不是同种生物不存在相对性状的说法。比如，猫的蓝眼和人的黑眼就不是相对性状。
②指的是同一种性状
相对性状是对同一性状而言的，不是同一性状当然不能是相对性状。比如，猫的蓝眼和白毛也不属于相对性状。
③相对性
描述相对性状时，用词一般是相对的，即是反义词。比如豌豆的高茎和矮茎。

3 同源染色体与联会、四分体的关系

3．1 几个概念
同源染色体：减数第一次分裂开始不久，初级精母细胞中原来分散的染色体进行两两配对。配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。
联会：同源染色体两两配对的现象叫做联会。
四分体：由于每条染色体都含有两条姐妹染色单体，因此，联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。
交叉互换：四分体中的非姐妹染色单体之间常发生缠绕，并交换一部分片段。

3．2 解读
3．2．1 同源染色体与联会的关系
①能发生联会的两条染色体一定是同源染色体，但同源染色体不一定发生联会。比如，有丝分裂时同源染色体就不联会。
②同源染色体的大小形状一般相同，但也有不同的。比如人的X染色体和Y染色体就不一样大（Y染色体只有X染色体大小的1/5左右），但是X和Y是同源染色体。

3．2．2 交叉互换发生的范围
由于四分体中的两条染色体是同源染色体，所以交叉互换发生在四分体中的非姐妹染色单体之间或者说是同源染色体的非姐妹染色单体之间，并不是所有的非姐妹染色单体之间。

4 雄蜂的“假减数分裂”
雄蜂是由未受精的卵发育而来的，那么单倍性雄蜂是怎样形成单倍性精子的呢？
原来雄蜂的精母细胞也经过相继的两次减数分裂。第一次分裂时出现单极纺锤体，仅在细胞的一极挤出一个无核的细胞质芽体，不发生染色体减数。第二次分裂时，则按正常的方式进行，但这次分裂实质上相当于一般有丝分裂。所以结果从每一精母细胞仅形成两个精细胞，各保有雄蜂原来的单倍性染色体数[2]。

5 自交与自由交配

自交：同一个体或不同个体但遗传因子组成相同的雄性个体和雌性个体之间交配的方式。
自由交配：一个群体中的雄性个体和雌性个体随机交配的方式。
解读：自由交配的概念范畴大于自交。进行自由交配的个体，遗传因子组成相同，也可以不同，而进行自交的个体，遗传因子组成必须相同。

6 染色体数目与DNA数目的关系
一条染色体如果有染色单体，DNA的数目与染色单体数目相同；如果没有染色单体，则DNA的数目与染色体的数目相等。

7 XY型生物和性染色体为XY的个体
7．1 XY型生物和ZW型生物
7．1．1 XY型生物
XY型生物之所以是XY型生物并不是因为这类生物的性染色体长的像X和Y。XY型生物性染色体的特点：雌性个体的两条性染色体是同型的（XX），雄性个体的两条性染色体是异型的（XY）。就因为这所以科学家把性染色体具有这个特点的生物叫做XY型的生物。

7．1．2 ZW型生物
同样，ZW型生物之所以是ZW型生物并不是因为这类生物的性染色体长的像Z和W。ZW型生物性染色体的特点：ZW型生物性染色体的特点与XY型生物性染色体的特点正好相反。雌性个体的两条性染色体是异型的（ZW），雄性个体的两条性染色体是同型的（ZZ）。就因为这所以科学家把性染色体具有这个特点的生物叫做ZW型的生物。

7．2 性染色体为XY的个体，也就XY型生物的某个个体其性染色体组成是XY，即是雄性个体。

跟踪练习
1．豌豆在自然状态下是纯种的原因是 ( )
A．豌豆品种间形状的差异大 B．豌豆先开花后授粉
C．豌豆是闭花自花授粉植物 D．豌豆是自花传粉植物
2． 下列性状中属于相对性状的是 （ ）
A．人的身高和体重 B．兔的长毛和短毛
C．猫的白毛和蓝眼 D．棉花的细绒和长绒
3． 一个雌蜂和一个雄蜂交配产生F1，在F1雌雄个体交配产生的F2中，雄蜂的基因型共AB、Ab、aB、ab四种，雌蜂的基因共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种，则亲本的基因型是（ ）
A． aabb×AB B．AaBb×Ab C． Aabb×aB D． AABB×ab
4．果蝇灰身（B）对黑身（b）为显性，现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交，产生的F1再自交产生F2，将F2中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配，产生F3。问F3中灰身与黑身果蝇的比例是（ ）
A． 3：1 B． 5：1 C． 8：1 D． 9：1
5．一条染色单体含有1个双链的DNA分子，那么，四分体时期中的1条染色体含有（ ）
A． 4个双链的DNA分子 B． 2个双链的DNA分子
C． 2个单链的DNA分子 D． 1个双链的DNA分子
6．关于性染色体的不正确叙述是（ ）
A．XY型的生物体细胞内含有两条异型性染色体
B．生物体细胞内的两条性染色体是一对同源染色体
C．性染色体上的基因在遗传时与性别相关联
D．XY型的生物体细胞如果含有两条同型性染色体，可记作XX
答案及解析
1．C 2．B 3．解析：F2雄蜂的基因全部来自母方（即F1的雌蜂），F2雄蜂的基因型共AB、Ab、aB、ab四种，即F1雌蜂的配子为AB、Ab、aB、ab四种，所以可以推测F1雌蜂为AaBb。又由F2雌蜂的基因共有AaBb、Aabb、aaBb、aabb四种，所以F1雄蜂为ab。进而推测出亲本的雌性为aabb，雄蜂为AB。答案：A 4．解析：由题意可知F1基因型为Bb，自交后代F2中各基因型所占比例为1/4BB、1/2Bb、1/4bb，将黑身（bb）果蝇除去，剩余的灰身果蝇中BB占：1/4÷（1/4+1/2）=1/3，Bb占2/3。自由交配的组合如下：

所以：①1/3BB（♀）×1/3BB（♂）→1/9BB（灰身）
②1/3BB（♀）×2/3Bb（♂）→2/9B_（灰身）
③2/3Bb（♀）×1/3BB（♂）→2/9B_（灰身）
④2/3Bb（♀）×2/3Bb（♂）→4/9×（3/4B_+1/4bb）=1/3B_（灰身）+1/9bb(黑身)
综合结果，自由交配后代中灰身：黑身=（1/9+2/9+2/9+1/3）：1/9=8：1
答案：C。这个题目也可以用基因频率计算，F2中BB：Bb=1：2，A占2/3，b占1/3，所以自由交配后，bb出现的几率是1/3×1/3=1/9，BB出现的几率是2/3×2/3=4/9，Bb出现的几率是1/3×2/3×2=4/9。同样得出灰身：黑身=（4/9+4/9）：1/9=8：1。同时得出基因型的比例是BB：Bb：bb=4：4：1。
拓展：如果这个题目改成将F2中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自交，产生F3。问F3中灰身与黑身果蝇的比例是多少？
解析：如果是自交那么，1/3的BB产生1/3BB（灰身）；2/3的Bb的后代等于2/3×（3/4B_+1/4bb）=1/2B_（灰身）+1/6bb(黑身)。所以自交后代灰身与黑身的比例应该是（1/3+1/2）：1/6=5：1
5．解析：一条染色单体含有1个双链的DNA分子，四分体时期一条染色体含有两条染色单体，所以应该含有2个双链的DNA分子。答案：B 6．A