顧中偉

生物課程改革的核心理念是為了每個(gè)學(xué)生的充分發(fā)展。具體理念包括：提高生物科學(xué)素養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。使學(xué)生掌握生物科學(xué)的基本知識(shí)，學(xué)會(huì)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力，形成科學(xué)態(tài)度和科學(xué)價(jià)值觀，是高中生物教學(xué)的首要任務(wù)。在高中生物教學(xué)內(nèi)容中，孟德?tīng)柕倪z傳學(xué)定律是課程改革的良好載體，是培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的原材料，特別是基因的自由組合定律的教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和創(chuàng)新能力，以及科學(xué)方法的訓(xùn)練起到重要作用。

基因的自由組合定律，是遺傳學(xué)的三大定律之一。它是奧地利遺傳學(xué)家孟德?tīng)枺℅.J.Mendel，1822—1884）通過(guò)豌豆的雜交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。具體內(nèi)容為：進(jìn)行有性生殖的生物，在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體上的等位基因隨著同源染色體的分開(kāi)而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)黃色圓粒和綠色皺粒兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，子二代基因分離比為9∶3∶3∶1。其中黃色圓粒：綠色圓粒：黃色皺粒：綠色皺粒=9∶3∶3∶1。

基因的自由組合定律發(fā)生的實(shí)質(zhì)是：非同源染色體上的非等位基因的分離或者組合是互不干擾的，在減數(shù)第一次分裂后期，同源染色體上的等位基因彼此分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。需要強(qiáng)調(diào)的是：精子與卵細(xì)胞之間的隨機(jī)結(jié)合不是基因的自由組合，基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期，而不是受精作用，不是生殖細(xì)胞的自由組合；一條染色體上的多個(gè)基因也成為非等位基因，但是它們不能自由組合，就像小朋友面對(duì)面做拍手游戲，一個(gè)小朋友的左手可以拍到另一個(gè)小朋友的左手，也可以拍到他的右手。如果這個(gè)小朋友的左手是和另一個(gè)小朋友的右手握在一起，那么他就沒(méi)有機(jī)會(huì)拍到另一個(gè)小朋友的左手了。

對(duì)于高中生來(lái)講，（3∶1）■=？不是難題，但是對(duì)于高一學(xué)生來(lái)講，基因的自由組合定律的學(xué)習(xí)卻是不小的難題。錯(cuò)綜復(fù)雜的表現(xiàn)型、基因型，以及各種比例，傷透了不少學(xué)生的腦筋。筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)了（3∶1）■與基因的自由組合的關(guān)系，給處于迷茫中的學(xué)生帶來(lái)了一縷陽(yáng)光。

要想學(xué)好基因的自由組合定律，熟練掌握基因的分離是必不可少的知識(shí)。筆者經(jīng)常在課堂上給學(xué)生打比方：如果你不知道2×2=？你能做出來(lái)22×22=？的題目嗎？而基因的自由組合定律與基因的分離定律的關(guān)系就像這種關(guān)系。

孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)豌豆的一對(duì)相對(duì)形狀的研究，發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律，在此基礎(chǔ)之上，孟德?tīng)栍忠酝愣沟膬蓪?duì)相對(duì)形狀發(fā)現(xiàn)了基因的自由組合定律。課本以豌豆種子的黃色圓粒和綠色皺粒為例，介紹了基因的自由組合定律。在教學(xué)過(guò)程中，如何講述這部分知識(shí)，讓學(xué)生更快速地掌握這部分知識(shí)呢？

在新課引入時(shí)，首先回顧基因的分離定律，以豌豆種子的顏色：黃色和綠色為例，書(shū)寫一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳圖解，板書(shū)設(shè)計(jì)如下：

P： 黃 × 綠

↓

F1 黃

↓

F2 3黃 ∶ 1綠

再以豌豆種子的形狀：圓形和皺形為例，書(shū)寫一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳圖解，注意板書(shū)設(shè)計(jì)方式，不用在黑板的另外一塊地方書(shū)寫，而是用另一種顏色的粉筆在剛才的板書(shū)設(shè)計(jì)之內(nèi)書(shū)寫，設(shè)計(jì)如下：

P： 黃圓 × 綠皺

↓

F1 黃圓

↓

F2 3黃圓 ∶ 1綠皺

在學(xué)生看來(lái)，這很正常，但是筆者話鋒一轉(zhuǎn)，問(wèn)學(xué)生：事實(shí)上是不是這樣的呢？學(xué)生通過(guò)閱讀書(shū)本，驚奇地發(fā)現(xiàn)并不是這樣的：除了親本的表現(xiàn)型之外，還出現(xiàn)了不同于親本的表現(xiàn)型。筆者再次追問(wèn)：這像不像性狀發(fā)生了組合一樣？通過(guò)孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)及推理，證實(shí)了豌豆的表現(xiàn)型的確是發(fā)生了自由組合，結(jié)果就發(fā)現(xiàn)了基因的自由組合定律，兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳圖解應(yīng)該書(shū)寫為：

P： 黃圓 × 綠皺

↓

F1 黃圓

↓

F2 黃圓 ∶ 黃皺 ∶ 綠圓 ∶ 綠皺

子二代的表現(xiàn)型為四種，比例應(yīng)該是多少呢？與一對(duì)相對(duì)性狀的比例有沒(méi)有什么關(guān)系呢？

我們已經(jīng)知道了一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)子二代表現(xiàn)型為兩種，比例為3∶1，那么兩對(duì)相對(duì)性狀的表現(xiàn)型比例就應(yīng)該是（3∶1）×（3∶1），結(jié)果是多少呢？如果以前面括號(hào)里面的3乘以后面括號(hào)里面的3為9，以前面括號(hào)里面的3乘以后面括號(hào)里面的1為3，以前面括號(hào)里面的1乘以后面括號(hào)里面的3為3，以前面括號(hào)里面的1乘以后面括號(hào)里面的1為1，結(jié)果就是9∶3∶3∶1，就有了（3∶1）■=9∶3∶3∶1，所以兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)型為四種，比例為9∶3∶3∶1。一對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)子二代基因型有三種，比例為1∶2∶1，按照這種算法，兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)子二代基因型為（1∶2∶1）×（1∶2∶1）=1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1，共有九種。以此類推，三對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)子二代基因型為（1∶2∶1）×（1∶2∶1）×（1∶2∶1）=1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1∶2∶4∶2∶4∶8∶4∶2∶4∶2∶1∶2∶1∶2∶4∶2∶1∶2∶1，共27種，表現(xiàn)型為（3∶1）×（3∶1）×（3∶1）=27∶9∶9∶9∶3∶3∶3∶1，共8種。