以“基因”为核心构建高中遗传学知识体系

邱家奎（永定第一中学，福建永定364100）

以“基因”为核心构建高中遗传学知识体系

邱家奎
（永定第一中学，福建永定364100）

以“基因”为核心构建高中遗传学知识体系，理清概念之间的内在联系，以此促进学生建构、理解及应用所学知识分析、解决相关问题，提高推理能力及学习效率。

基因；知识体系；概念图；

高中遗传学是高中生物学教学的重点，同时也是学生的学习难点，该部分知识难以计算，更难以推理。究其原因，一是遗传学知识抽象、内容比较多，二是学生没抓住概念之间的本质联系。比如学习“减数分裂”时仅仅记住减数分裂过程中染色体、染色单体、DNA数目和染色体行为等变化，关注于减数分裂和有丝分裂的区别，对其中最需要理清的减数分裂和遗传定律关系，仅仅停留在字面记忆上。实际上，若没有深入理解减数分裂这一重要概念，势必影响对遗传定律的理解和应用。这就要求高中生物学教学要重视总结遗传学概念之间的联系，构建以“基因”为核心的高中遗传学知识体系。

一、以“基因”为核心构建高中遗传学知识体系

1.“基因”是高中遗传学知识体系的核心

高中遗传学知识主要有两部分，一是遗传物质基础即遗传物质是什么，存在哪里，如何复制和表达；二是遗传定律，即遗传物质怎样传递。这两部分都与“基因”有密切关系。生物变异知识中除基因突变、基因重组直接涉及基因外，染色体变异则导致基因数目和位置改变，生物进化实质是种群基因频率的改变，基因工程是基因控制性状在生产中的应用问题，所以说遗传学问题归根到底是基因的问题。［1］因此，可以构建以“基因”为核心的高中遗传学知识体系（如图2），帮助学生形成系统化、结构化的高中遗传学知识。

图1 以“基因”为核心的高中遗传学知识

2.以“基因”为核心构建概念图

明确“基因”是高中遗传学知识的核心后，可引导学生构建概念图（如图2）将基因、染色体、DNA、蛋白质等重要概念以及遗传规律联系起来。帮助学生理解（核）基因位于染色体上，等位基因位于同源染色体上，非等位基因可能位于非同源染色体上，也可能位于同源染色体上，等位基因分离符合分离定律，只有位于非同源染色体上的非等位基因才符合自由组合定律。并通过染色体与性别关系分析、染色体的成分分析，帮助学生认识伴性遗传特点、基因的本质以及基因和蛋白质的关系等。

图2 以“基因”为核心的概念图

二、以“基因”为核心的高中遗传学知识体系应用

1.基因与DNA、蛋白质及性状的关系

人教版高中生物学教科书对基因概念描述为“基因是具有遗传效应的DNA片段”，对该概念理解关键要把握基因与DNA，基因与蛋白质，基因与性状关系。［2］

从结构组成上分析，基因是具有遗传效应的DNA片段，其基本单位也是脱氧核苷酸，但不是DNA所有片断都是基因，所以在DNA上基因排列是不连续的，存在基因间隔。

从功能上分析，基因的遗传效应主要是指对蛋白质合成有直接或间接影响的能力。基因可控制性状，性状是通过蛋白质体现的，基因通过控制蛋白质合成控制性状有两种途径。①直接控制，基因通过控制蛋白质分子的结构来直接控制生物的性状。②间接控制，基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。

从数量对应关系上分析，一个DNA分子上有许多基因，基因和蛋白质、基因和性状不是一一对应关系的，存在如“多因一效”等现象。

从位置排列上分析，一些生物基因在DNA上还可能存在重叠，如FX174噬菌体的单链基因（如图3）。

图3 FX174噬菌体的单链基因（部分）

2.等位基因的显、隐性关系

高中遗传学中最常见的判断基因所控制的性状是显性还是隐性的方法有相对性状杂交法和相同性状相交性状分离法。也可利用伴性遗传时特定情形即相对性状相交，后代雌雄各一种性状，而且和亲本雌雄个体的性状刚好相反。若是XY性别决定类型，应为XbXb× XBY→XBXb×XbY。若是ZW性别决定类型，应为ZbZb× ZBW→ZBZb×ZbW。还可以利用生物变异来判断显隐性。如常染色体一个基因改变，则性状就改变，野生型→突变型应为显性突变（aa→Aa)。X染色体一个基因改变，则性状就改变，野生型→突变型时雌性必为显性突变XaXa→XAXa，雄性可能显性突变XaY→XAY，也可能隐性突变XAY→XaY。染色体缺失片段，性状变成相对性状，是因为杂合子缺失一个显性基因，保留隐性基因即Aa变a。

3.基因在染色体上的位置分析

一对基因在染色体上位置情况包含位于常染色体上、只位于X染色体、位于XY的同源区以及只位于Y染色体等。其中基因在常染色体上与在X染色体的辨析，可以指导学生列出伴X遗传的六种杂交组合方式，通过观察可发现，只有其中XAXa×XAY→XAXAXAXaXAY XaY；XaXa×XAY→XAXaXaY的杂交组合才会出现后代雌雄有别。［3］基因在XY同源区的遗传及辨析，一般是用“隐雌和显雄杂交”来解题。两对基因是否位于同一对染色体上，主要通过两对性状的遗传是否符合自由组合定律来辨析，如果符合自由组合定律，说明两对基因在不同对染色体上，否则位于同一对染色体上。当A (a)、B(b)两对基因位于同一对染色体上时，基因位置可能是AB/ab或Ab/aB，它们产生配子和杂交后代的分离比是不同的，如果不考虑交叉互换，可分别求出为3:1或1：2：1的性状分离比。

以“基因”为核心构建高中遗传学知识体系，促进学生建构、理解与应用所学的知识分析、解决相关问题，真正做到利用“基因”提纲挈领，点面结合，有效提高学习效率。

［1］薛宛音.高中生物“遗传与进化”的核心概念体系的构建［J］.新课程学习，2013（12）.

［2］高俊英.谈如何把握“基因”概念教学中的三个关系［J］.生物学教学，1998（11）.

［3］邱家奎.探讨“追问式”复习教学策略［J］.福建基础教育研究，2017（1）.

（责任编辑：陈欣）