遗传学分离定律范例6篇

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遗传学分离定律

遗传学分离定律范文1

【关键词】课堂教学;分离规律;等位基因;相对性状;精讲;多练

分离规律是遗传规律的基本规律,在掌握其规律的基础上很容易掌握基因的自由组合规律、连锁互换规律及伴性遗传。因此在分离规律的教学过程中让学生理解掌握非常重要。

教学过程中主要是使学生了解等位基因的遗传行为与相对性状遗传表现之间的因果关系,从而理解性状分离的遗传学原理。课堂教学中,教师的精讲要抓住关键性概念和原理,以及与概念和原理有关的感性材料;学生课堂上的练习题要形式多样化,做到少讲多练。

一、分析感性材料要突出本质

分离规律和自由组合规律的提出要经历了由现象到假说、到理论的过程。学生理解概念和原理,也要求有相应的感性知识为基础。采取从感性到理性,从理论到实践的过程。在分离规律的教学中,首先讲述豌豆的一对相对性状的遗传实验,为学生提供与形成概念和原理有关的充分事实,符合学生思维活动的规律,有利于学生掌握分离规律的概念、原理及体系。那么,在一对相对性状的实验教学中,应当讲清哪些具体事实并突出其本质呢?

1.讲清豌豆的花部结构和传粉方式,使学生弄清自花授粉和异花授粉等基本概念。

2.讲清豌豆主要相对形状。使学生弄清相对性状的概念,明确纯种豌豆的自交后代仍然是纯种,纯种的杂交后代表现出相对性状的遗传差异。

3.讲清相对性状遗传表现的两个特点:一是F.全部表现为显性;二是出现相对性状的分离,比值近似3:1 0一对相对性状的遗传表现是孟德尔提出遗传因子F2分离假说的实验依据。所以,在教学中应当引导学生通过分析孟德尔的豌豆杂交实验资料,抓住相对性状遗传表现的本质,使之具备学习和理解分离规律相应的感性知识。

二、讲述分离规律要突出重点抓关键

基因的分离规律是解释相对性状分离的遗传原理,它是运用等位基因等科学概念所组成的判断,揭示出等位基因的遗传行为与相对性状遗传表现之间的因果关系。所以,分离规律教学的重点是讲清等位基因的定义、存在形式及其杂合体内的遗传行为。教学的关键在与抓住等位基因遗传行为的细胞学基础,也就是在减数分裂和受精过程中同源染色体的动态。

教学程序按照基因的遗传理论对分离现象的具体解释来安排,大致如下:

1.相对性状是由等位基因控制的。等位基因是指位于一对同源染色体的相同位置上,控制相对性状的成对基因。等位基因的概念:从数量看,是成对基因;从性质看,成对基因的遗传效应具有对应关系。从存在位置看,位于同源染色体的相同位点上。属性,所以等位基因又称对性基因。概括如下:其中,对应关系也是等位基因的本质等位基因与相对性状之间的关系可以概况如下:

2.等位基因在体细胞中是成对存在的,其中,等位基因的纯合状态称为纯合体,如高茎豌豆(DD)为显性基因纯合体;矮茎豌豆(dd)为隐性基因纯合体。等位基因的杂合状态称为杂合体,如高茎豌豆(Dd).配子中之含等位基因中的一个。教学中应该避免将等位基因的概念和存在形式混淆,造成学生理解和记忆概念的困难。

3.杂合体内等位基因的遗传行为概括如下:①显性基因对隐性基因有显性作用,因此F1全部表现为显性(高茎)。但是,隐性基因并没有消失。显性作用是由于高茎基因(D)能够控制一种酶的合成,通过酶作用促使细胞胞合成足够的赤霉素,赤霉素刺激细胞生长的结果,使含有显性基因的豌豆植株表现高茎性状。矮茎基因(d)不能控制这种酶的合成,因此,含有矮茎基因的豌豆植株表现为矮茎性状,杂合体则表现出高茎基因的性状。教学中不一定讲述显性作用的机制,但不要把显性作用误解为显性基因对隐性基因的控制作用。②杂合体内等位基因虽然共存与一个细胞中,由于分别位于同源的两条染色体上,具有一定的独立性。独立性是指等位基因间互不融合,保持着各自的质的纯洁性。杂合体内等位基因的纯洁性,是F1产生两种纯质配子,以及受精后导致F2出现隐性纯和的前提。③在减数分裂时,杂合体内等位基因随着同源染色体的分离而彼此分开,各进入一个配子,结果,产生数目相等的两种类型的配子。配子是亲体的产物,子体的根源,上下两代相连续的桥梁,传递基因的唯一媒介,所以,配子的质(两种纯质类型)和量(数量相等)的变化,必然对后代的性状表现有着决定性作用。因此,等位基因的分离是性状分离的根本原因。

④杂合体产生的雌雄配子间通过受精作用的随机结合,使F2群体中既有等位基因的纯合状态,又有等位基因的杂合状态,其中显性纯和和隐形纯和各占四分之一,从而导致群体F2出现相对性状的分离,比值为3:1。

综合所述看出,F2的性状分离是由于F是杂合体。在减数分裂和受精作用过程中,杂合体内等位基因的分离和纯和,必然导致后代表现性状分离。分离规律的语言表达,就是对杂合体内等位基因的遗传行为的概况。

表现型和基因型的教学可以放在概括分离规律之后,教材在阐述表现型和基因型的关系时,主要强调“表现型相同的,基因型不一定相同”,而没有确认“基因型相同,表现型一定相同”的判断推理。教学中学生可能提出这个问题,教师应该通过分析典型的事例,使学生认识到表现型是基因型与环境条件共同作用的结果,所以,这种判断推理只有在一定条件下才具有真实性,否则是不能成立的。

测交实验验证了相对性状分离假说的真实性,使假说上升为理论。所以,测交实验是继续深入地进行原理教学的一个重要组成成分。教学程序如下:

1.阐明回交和测交的概念,启发学生应用等位基因分离和纯和的原理,画出测交实验的遗传图解。

遗传学分离定律范文2

1.有利于学生了解真实的科学发展史

新版教材内容是按科学发现年代的先后顺序进行编排的。孟德尔于1865年在其发表的《植物的杂交试验》论文中提出分离定律和自由组合定律,而减数分裂的过程一直到1891年才大致弄清楚,其间晚了近30年。可见孟德尔遗传定律的发现远早于减数分裂的发现。如果先讲减数分裂,然后再用减分裂的知识去解释遗传现象,会使学生误以为减数分裂的发现在前。教材“先遗传定律后减数分裂”的调整目的,在于还原科学发展史的本来面目,同时也让学生知晓孟德尔是在没有减数分裂的知识背景下发现遗传定律的。

2.有利于学生体验科学发现的真实过程

以前的旧版教材先讲减数分裂,再用减数分裂的知识去解释遗传现象,这样讲虽然方便,学生好象也容易接受,但这不是科学发现的真实过程。1865年孟德尔发表发现两个遗传定律论文时,生物界还没有认识到配子的形成和受精过程中染色体的变化,孟德尔是在完全没有减数分裂的知识背景下,通过运用假说演绎的方法发现了两个遗传定律的。这种研究方法的流程是:实验现象提出问题作出假设演绎推理实验验证得出结论。下面先来看看孟德尔当年是怎样用假说演绎法进行研究的。

(1)实验现象:孟德尔用纯种高茎豌豆与矮茎豌豆作亲本进行杂交,无论正交还是反交,F1代全为高茎,F1自交后代高茎和矮茎的比例始终是3:1。

(2)提出问题:孟德尔通过观察、统计和分析,提出了以下几个问题:①为什么F1代全是高茎而没有矮茎呢?②为什么F22代中矮茎性状又出现了呢?③F2代中出现的3:1的性状分离比是偶然的吗?

(3)作出假设:孟德尔在观察、统计和分析的基础上,通过严谨的推理和大胆的想象,对分离现象的原因提出了几点假说:①生物的性状是由遗传因子决定的,决定显性状的为显性遗传因子,决定隐性状的为隐性遗传因子。②体细胞中遗传因子是成对存在的。③生物体在形成生殖细胞时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的一个。④受精时,雌雄配子的结合是随机的。

(4)演绎推理:孟德尔运用以上假说,合理地解释了一对相对性状实验中出现的问题,解释了性状分离现象。但孟德尔还不满足于此,他认为一种正确的假说仅能解释已有的实验结果是不够的,还应能够预测另一些实验结果,为此,孟德尔又设计了测交实验,让F1与隐性纯合子矮茎测交。孟德尔根据演绎推理,预测这一测交的结果应该是:测交后代中高茎和矮茎比例为1:1。

(5)实验验证:孟德尔用杂种F。代高茎豌豆与隐性纯合子矮茎豌豆杂交,在收获的64株后代中,30株是高茎,34株是矮茎,比例接近1:1。

(6)得出结论:实验的结果与通过演绎推理得到的预测结果相同,从而验证了假说的正确,并由此得出分离定律。

从上面的研究过程来看,孟德尔根据实验现象提出的“遗传因子在体细胞中成对存在,在配子中单个出现”的假说,其实质就是后来发现的减数分裂的核心内容,也就是说孟德尔在当时就预言了减数分裂的存在及本质。由此看出,孟德尔提出的假说,是超越他自己时代的一种非凡的设想。孟德尔是用提出的假说去解释分离现象,而不是用减数分裂去解释。如果先讲减数分裂,然后用减数分裂的知识再去解释遗传现象,则与孟德尔当年的发现过程是相违背的。

3.有利于对学生进行科学方法的教育

孟德尔在发现遗传定律的过程中运用了一种重要的研究方法,即假说演绎法。新版教材非常详细地介绍了孟德尔运用这种方法发现遗传定律的过程,学生从中不仅学到了遗传定律的知识,更重要地是掌握了假说演绎这种科学方法,懂得了如何运用这种方法进行科学研究。如果先讲减数分裂,然后用减数分裂的知识解释遗传现象,也就没有必要再学习假说演绎法了。旧版教材就一直没有涉及假说演绎法,就是因为旧教材先讲减数定律的缘故。新版教材与旧版教材的最大不同在于,旧版教材只注重知识的的传授而轻视方法的掌握,例如旧版教材本节课的教学目标只要求掌握孟德尔遗传定律及其在实践中的应用,对科学家通过什么方法得出该定律的,则没有要求。而新版教材有所改变,开始认识到掌握方法比获取知识更重要,新版教材的本节课教学目标是,阐明孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律,掌握并体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维,运用分离定律解释一些遗传现象。除本节课外,新教材在其他章节中也增加了许多科学方法的介绍,目的在于加强对学生进行科学方法的教育。

4.有利于体现新课程的重要理念

孟德尔运用假说演绎法发现遗传定律的过程,充满了许多探究的元素,是学生进行探究性学习的好素材。由实验现象提出问题作出假设演绎推理实验验证得出结论,这是科学家进行科学研究的一般流程,学生也可以借鉴和模仿该流程进行探究性学习。因此先讲遗传定律后讲减数分裂,能很好地体现《普通高中生物课程标准》中提出的“提高生物科学素养”、“倡导探究性学习”的课程理念,从而更有效地开展素质教育。

5.有利于学生感受孟德尔发现的伟大

孟德尔在缺乏细胞染色体知识,以及没有受惠于1865~1900年间很多有关减数分裂的重要发现的情况下,通过推理和想象,找到了研究遗传现象的新方法,他强调单位性状的独立行为,并运用这种新方法得出了意义深远的概括性结论,即遗传的分离定律和自由组合定律。孟德尔的成就是科学史上最辉煌的成就之一。然而如果先讲减数分裂,然后用减数分裂的相关知识去解释遗传现象,学生就体会不到孟德尔当时提出的假说(就是减数分裂的预言)是多么地有创造性、前瞻性、预见性以及超越时代性,就体会不到盂德尔的发现究竟有多么伟大,从而轻视了孟德尔对人类及遗传学的极为重大的贡献。

遗传学分离定律范文3

关键词:高中生物;遗传与变异;教学方法;作用

生物的遗传与变异章节讲授的是与品种改良、遗传工程以及优生优育等密切相关的内容。生物的遗传性状及其变异有着其自身特定的规律,只有充分掌握遗传的实质,才能搞清楚遗传行为与遗传性状之间的本质联系,从而掌握好性状分离、重组和变异的相关知识。对此,我们将探讨研究《遗传与变异》这一章节学习过程中的方法及其理念。

一、加强学生对基本概念的掌握和理解

在大多数学生学习《遗传与变异》这一章节之前,学生掌握的生物学只是停留在表面,并没有真正地探讨过生物学的相关知识。对相关概念的理解和掌握有着非常大的难度,如何让学生成功入门,从基本概念入手掌握好生物学的相关知识变得非常重要。在此过程中,老师也可以应用一些生动的、学生比较感兴趣的实例来让学生掌握好这些概念的内涵,比如“直发与卷发”等相对性状,对于见惯了直发的中国学生来讲,卷发是如何产生的呢?学生往往对这一类问题比较感兴趣。

二、教会学生真正掌握基因的分离与自由组合定律

《遗传与变异》章节中的基因自由组合与分离定律是非常难于理解和讲授的重点所在,在今后习题的运算中有着至关重要的作用。针对该定律的学习,我们可以从以下几个方面来进行掌握:

首先,我们要先学习和理解孟德尔实验的相关步骤和内容,从而掌握好分离组合定律的基本内容如下:用一对相对性状的纯合亲本(高茎和矮茎)杂交,子一代全为显性性状(高茎),子一代再自交得到的子二代出现了性状分离:性状分离比为显性∶隐性=3∶1。

其次,指导学生进行显隐性的判断与理解。通常情况下,我们所理解的显隐性有着其自身最基本的特点,那就是用一对相对性状的纯合亲本杂交,如果后代只有一种性状,则此性状为显性;用相同性状的亲本杂交,如果后代出现性状分离,则亲本性状为显性。又如,利用自交子代性状分离比为3∶1的特征可推出双亲均为杂合子。而子代性状分离比为1∶1时,则双亲为测交,即一方是杂合子,一方为隐性纯合子。

最后,基因自由组合定律是在基因分离定律的基础上展开的多对相对性状的杂交结论,多对相对性状同时在生物个体的表现型及基因型的分析很复杂,所以我们在基因分离定律的基础上总结出基因自由组合定律的有些规律:有n对杂合子亲本自交结果为,产生2的n次方种配子,子代基因型种类是3的n次方种,表现型种类为2的n次方种,子代表现型比例为3∶1的n次方。老师在教授该章节的内容时,只有帮助学生掌握好这些基本规律,才能帮助学生在今后的解题过程中得心应手。

三、改进教学方式,充分调动学生的积极性

研究表明:传统的教学方式已经不适应新形势下对生物学该部分知识的讲授与学习,传统方式下,学生往往被动地接受知识、机械性地背诵和做习题,很难帮助学生真正掌握该部分知识的精华所在。新型的互动式教学模式能够帮助学生进行相关知识的探讨研究,在讨论过程中让每一个学生参与到知识的学习与互动之中,有利于学生掌握遗传与变异相关知识的内涵。

举例说明,教师在为学生讲授“伴性遗传”这部分内容时,可以根据课堂内容提出一个值得大家讨论的问题,然后对学生进行分组,通过分组讨论让每一个学生都有参与学习的机会,然后每一个小组派代表阐述自己小组的讨论结果,教师根据代表们的总结情况进行纠正和讲解,最终得出最完整的答案。此种教学方式的实施,能够使得每一位学生参与其中,在轻松愉快的心态中既掌握了知识,还锻炼了自己的思维能力和发言能力。同学们的积极性被广泛地调动起来,他们都能够在自信的状态下提高自己的学习成绩和能力,此方法值得在今后的教学过程中进一步推广应用。

四、注重联系生活,让学生深切感受遗传与变异知识的重要性

“知识与技能,过程与方法以及情感态度与价值观”是新课标以及素质教育对教育教学提出的新观点和新理念。要想在实际教学过程中做到这一点,就必须教会学生从生活中来定位自己的学习知识,从而加强自身能力的锻炼和培育。

比如,依据学校的现有资源和环境,可以让学生在校园内或校外调查自己所发现的人类的不同的相对性状及遗传病等,并做出统计,最终自己采集的统计数据所得出的结论与我们教材中所讲的内容是否相符合,如果不符合再探索问题的所在。通过学生自己动手去了解遗传学方面的知识,学生能够更深入地了解到人类遗传方面的知识。同样,老师所讲的内容以便学生能够直观有效地了解相关人类相对性状以及遗传病的知识和传递的规律。

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生物高考;全国新课标I卷;遗传题;复习教学策略

遗传规律是高中生物学的核心概念,也是学生学习的难点之一。遗传题是生物高考中的压轴题。围绕基因的分离和自由组合这两大定律为命题基础,遗传题能较好地考查生物科学思想方法、学生的生物科学素养和思维品质,具有良好的区分度,是高考选拔人才的主要落脚点。纵观全国历年生物高考的遗传题型,考查形式多样,能力要求高。本文以2014年、2015年全国统一命题的高考理科综合能力测试生物卷(下文简称全国新课标Ⅰ卷)中的遗传题为例,进行剖析,知微见著,以期总结应对全国新课标Ⅰ卷的复习教学策略。

一、2014、2015全国新课标I卷的遗传题分析

1.2014年全国新课标Ⅰ卷遗传题分析

现有两个纯合的某作物品种:抗病高秆(易倒伏)和感病矮秆(抗倒伏)品种,已知抗病对感病为显性,高秆对矮秆为显性,但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。

回答下列问题:

(1)在育种实践中,若利用这两个品种进行杂交育种,一般来说,育种目的是获得具有 优良性状的新品种。

(2)杂交育种前,为了确定F2的种植规模,需要正确预测杂交结果。若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果,需要满足3个条件:条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制,且符合分离定律;其余两个条件是 。

该题结合育种知识,着重考查了孟德尔遗传规律。题目出陈推新,一反常态,并不是象常规题型直接考后代性状及比例,而是让学生自已“提出”符合孟德尔遗传规律的条件,然后应用“假说――演绎法”验证“提出”的条件是否符合孟德尔遗传规律。题目看似容易,实则开放性较大,自主性较强,语言组织能力要求高,学生得分率较低。

2.2015年全国新课标Ⅰ卷遗传题分析

假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等,且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。回答下列问题:

(1)若不考虑基因突变和染色体变异,则该果蝇种群中A基因频率:a基因频率为 。理论上该果蝇种群随机产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为 ,A基因频率为 。

(2)若该果蝇种群随机的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型,且比例为2:1,则对该结果最合理的解释是 。根据这一解释,第一代再随机,第二代中Aa和 aa基因型个体数量的比例应为 。

该题题干和2014年一样简练,阅读量不大但思维量不小。一方面考查了应用遗传平衡定律解决问题的能力,另一方面在第2小题仍然考查了“假说――演绎法”这一科学方法的实际应用。纵观全国新课标卷,例如2015全国新课标II卷、2013全国新课标I卷等,也都体现了对遗传规律中“假说――演绎法”这一重要的科学思想方法的考查。

总之,2014年、2015年全国新课标I卷的遗传题皆“源于教材”,但又高于教材,综合性强。如果学生对原理、概念不熟悉,知其然而不知其所以然,则很容易丢分。例如2014年全国新课标I卷这道遗传题的第2小题,有很多学生写成“两对相对性状位于非同源染色体上”“两对相对性状的遗传互不影响”“配子与配子的结合是随机的”等不科学、不规范、答不到要点的答案。2015年这道遗传题的第2小题很多学生还是定势思维,局限于教材的分离比。与同年福建卷相比,全国卷的题目较简练但答案篇幅较长,对思维能力和文字组织能力要求较高。纵向分析其它的全国高考生物卷,其命题特点已从早期的侧重遗传概率计算向多元化考查转变,问题的设置也越来越灵活多样,与生活实际联系的越来越紧密。除了常规的遗传模型考查外,有的要求对非典型性的比例进行分析或计算,或者对系谱图进行非概率计算类的分析,有的要求对遗传实验预期做出解释,甚至要求对遗传现象的根本原因做出解释。

二、应用恰当的复习教学策略

做为压轴题,遗传题型虽然较难并且多样化,但规律性较强,要针对学生在复习过程中存在的问题,应用恰当的复习教学策略。

1.溯源回本,构建概念网络

万考不离其“宗”,要重视利用教材资源,提练和升华教材所蕴含的科学思想方法。2016年福建省高考回归使用全国卷,生物卷考查主要内容仍然是对教材基础知识的检测,以及学生基本能力、基本方法和基本的思维方式的考查。全国新课标Ⅰ卷中的许多试题素材和问题直接来自教材,教材是高考备考中最重要的资源。复习教学时要充分利用教材,除了要让学生理解、应用核心概念解决问题,更要让学生学会追根溯源,理解并能灵活应用核心概念所蕴含的科学思维方法。

近年来,遗传规律往往与减数分裂或者生物变异等知识联系起来,特别是将基因突变、染色体变异及异常配子的产生等内容渗透到遗传规律的考查中去,着重考查基因突变或者染色体变异类型的判断、或者产生异常配子的原因等。复习教学时,要重视核心概念形成过程的推导和分析,教学的基点要落在孟德尔的经典实验,让学生弄清遗传两大规律的来龙去脉。要一手抓遗传方式判定等基本环节的教学,一手抓变式训练,围绕 “假说―演绎法” 这一核心科学思想方法,注重知识的前后联系,引导学生构建概念网络,从多个角度分析遗传和变异现象,提高学生综合分析生物遗传和变异现象的能力,能够在新的问题情境中灵活运用规律、原理、方法解决问题。

2.掌握正确的解题方法

在常规遗传问题分析中,最根本的是确定每种性状的遗传方式,即准确的“定性”和“定位”。确定个体基因型的原则是善用“填空法”,首先根据个体自身的性状写出已知的基因,未知的基因先填空,然后结合个体的子代或亲代,采用顺推或者逆推法准确的判断常染色体遗传还是伴性遗传,写出没有确定的基因。当然,简单的题型基因型只有一种,但高考题型中的个体基因型常有多种,对于多种基因型的个体,要引导学生胆大心细,准确确定每种基因型的概率。

从学生平时做的常规遗传题来看,要引导学生将复杂的问题简单化。例如,在分析多对相对独立遗传性状时,要本着用分离定律解决自由组合问题的思路。无论有几对相对性状,如果每对相对性状的遗传具有独立性,则要学会合理运用“分支法”,将每对性状的遗传单独进行分析,然后运用乘法定律和加法定律进行相关的计算,解决相关问题。

要熟练运用“9:3:3:1”“3:1:3:1”“1:1:1:1”等常见的性状分离比,并结合伴性遗传分析一些特殊的遗传现象或者致死现象等。例如,2015年福建卷中出现的“9:3:4”这类的性状分离比,无论怎么变形,其根源都是“9:3:3:1”,分析的思路回到常规的“9:3:3:1”性状分离比上,注意题干条件的特殊性,就可以解决那些特殊的遗传现象。至于特殊的遗传致死问题,首先根据分离比之和先判断有没有致死现象,然后再根据比例的异常之处,就可以判断出是哪种类型致死。特别要提醒学生的是如何确定概率计算的“分母”问题,什么时候需要重新进行“化整归一”,如2015年全国新课标I卷的遗传题最后一空。

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关键词 高职高专 医学遗传 减数分裂 有丝分裂

减数分裂是有性生殖的个体在形成生殖细胞过程中发生的一种特殊的细胞分裂方式,在真核生物和生命周期中具有非常重要的意义。然而减数分裂是连续变化和微观抽象的过程,学生对此难以掌握,成为高职高专《医学遗传学》教学中的重点和难点。传统教学模式都是以描述染色体的动态变化为主,虽然学生能较好地理解减数分裂的过程和特点,但与后续相关知识联系运用时效果不理想。根据笔者几年来的教学实践,认为在“减数分裂”教学过程中应结合有丝分裂、人类生殖细胞的发生、优生优育、遗传基本规律和生物变异等方面展开探讨,使学生深刻理解减数分裂的过程和意义,为学好医学遗传学及其相关医学学科奠定良好的基础。

一、有丝分裂与减数分裂

减数分裂是一种特殊形式的有丝分裂,分为减数分裂Ⅰ期和减数分裂Ⅱ期。可以利用学生已熟知的有丝分裂,讲述减数分裂的具体过程,并且对比此过程与有丝分裂过程中染色体形态和数目的变化特点,用图表的方式归纳和表现更直观易懂。

二、人类生殖细胞的发生与减数分裂

1.的发生

男性的曲精细管上皮内有许多的精原细胞,通过有丝分裂不断增加数量,自胎儿起精原细胞处于休止状态。男性性成熟时,一部分精原细胞(2n=46)长大分化成为初级精母细胞。初级精母细胞进入减数分裂Ⅰ期,发生联会、交叉且每对同源染色体彼此分离后,分裂成2个次级精母细胞;这两个次级精母细胞经减数分裂Ⅱ期分裂成4个精细胞。此后精细胞再经过形态和生理的变化才能成为有受精作用的。一个初级精母细胞(2n=46)经过成熟期减数分裂后生成4个(n=23)。精原细胞经过增殖、生长、成熟分裂,最后变形发育成的过程,一个周期约需2个月左右。

2.卵子的发生

女性卵巢中的原始生殖细胞通过有丝分裂增殖成为卵原细胞(2n=46)。卵原细胞进入生长期体积增大。大约在胎儿三个月,发育生成初级卵母细胞(2n=46)。这些细胞都停滞在减数分裂前期Ⅰ的双线期。性成熟后,每月只有1个初级卵母细胞继续发育,完成减数分裂Ⅰ期分裂成一个次级卵母细胞和一个第一极体。排卵时再次停止在减数分裂Ⅱ的中期。受精时,这个次级卵母细胞完成减数分裂Ⅱ期分裂成一个成熟的卵子(n=23)和一个体积较小第二极体(n=23);同时,那个第一极体也进行减数分裂Ⅱ期分裂成两个第二极体。所以,一旦形成卵子,就意味着是一个受精卵。如未受精则将退化死亡。一个初级卵母细胞经减数分裂成一个卵子。

和卵子的发生都经过增殖、生长、成熟等过程,两者的发生虽然有一些差异,但都有一个共同的特点,即在成熟期中进行减数分裂,形成的和卵子染色体数目只有体细胞的一半,受精后形成的受精卵又恢复了二倍数的染色体,从而保证了后代遗传物质的相对稳定性。

3.优生优育与减数分裂

男性在形成过程中,精原细胞长期经历着无数次的有丝分裂,若与环境中的有害物质接触,易发生基因突变。非整倍体是人类最常见的染色体异常,男性吸烟可导致染色体非整倍体的出现,其原因是减数分裂中生物碱(来自于吸烟)与微管蛋白结合(微管蛋白为纺锤体微管中的一种蛋白),干扰微管聚合及装配,破坏纺锤体功能,从而影响染色体从赤道向两极的牵拉,导致所合成的子细胞染色体数量上的错误(非整倍体)。不育男性中精母细胞染色体配对紊乱会导致减数分裂停止,进而导致无精,或染色体非整倍性。另外,男性一生中产生的总数约为1012,即一万亿个。因此年龄越大,经历减数分裂时发生DNA编码错误的风险也越高,所以子代患单基因遗传疾病或非整倍体的机率增高。

女性正常卵子发生过程中,存在两次生理性停滞,即减数分裂I前期双线期停滞和减数分裂II中期停滞,这些停滞对卵母细胞完成正常减数分裂以及生物的成功繁殖至关重要。若这些停滞不能被适时克服从而使卵母细胞恢复减数分裂,或卵母细胞发育停滞在其他时期,则可能导致雌性不育。从卵母细胞到成熟卵子生成的间断过程可持续十余年到数十年之久,一方面可以导致卵母细胞老化,在减数分裂时出现染色体不分离,这是母亲年龄大导致染色体非整倍体患儿(如:21-三体综合症)发病率增高的原因;另一方面时间越长环境因素对女性健康生育的危害也就越大。如女性吸烟,有研究发现双倍染色体 (46而不是23 )卵细胞比例增加与每天吸烟量有关,且三倍体受精卵比例也增加。此外,性别畸形、猫叫综合症以及肿瘤的产生都是由于减数分裂异常所致。

4.遗传基本规律和减数分裂

分离定律、自由组合定律和连锁互换定律,被称为遗传学的三大定律,既适用于动、植物也适用于人类遗传,是医学遗传学的重要理论基础。而与之遗传三大定律关系密切的物质基础是减数分裂。

分离定律细胞学基础:在减数分裂过程中,来自父母双方且形态、大小相同的一对染色体(即同源染色体)在前期Ⅰ配对联会,到后期Ⅰ彼此分离,分别进入不同的子细胞。

自由组合定律细胞学基础:在减数分裂后期Ⅰ中,同源染色体彼此分离,非同源染色体随机自由组合成两组,分别进入不同的子细胞。

连锁与互换定律细胞学基础:在减数分裂前期Ⅰ的粗线期至终变期中,同源染色体联会,此外同源染色体间的非姐妹染色单体之间发生了交换使同一条染色体上的基因重组。

染色体是基因的载体,所以减数分裂时染色体动态变化与基因遗传行为具有一致性,这就意味着减数分裂过程中会发生许多与遗传密切相关的事件。

5.生物变异与减数分裂

人类生殖细胞的形成必须经历减数分裂。在其过程中同源染色体彼此分离,非同源染色体随机组合进入不同的生殖细胞,这就导致了物种遗传多样性。人类细胞有23对染色体,经过减数分裂可形成223(8?06)种不同染色体组成的生殖细胞。精卵结合的受精卵就有(8?06)2=64?012种遗传组合。除同卵双生的现象外,地球上找不到完全相同的两个人。如果再考虑减数分裂Ⅰ期中每个二价体平均形成2.36个交叉,从而经过重组而改变染色体的构成,这又会增加生殖细胞中染色体组成的差异。因此减数分裂不仅是保证生物物种染色体数目稳定的机制,而且也是产生物种遗传多样化、不断进化的动力。

总之,减数分裂教学中结合与其相关的知识进行分析和应用,这样不仅强化了知识的连贯性和完整性,也培养了学生善于思考和应用拓展性思维的学习习惯,不但为后续知识打下深厚的基础,同时也有效地培养了实际运用的能力。

参考文献:

[1]汪蕾. 减数分裂和配子形成的教学体会《现代医药卫生》,2007,23(12):1896.

遗传学分离定律范文6

关键词:基因;法律属性;物格;民法保护

一、基因的生物学定义和发展

从生物学普遍意义上来说,基因(gene,mendelian factor)是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列,也称为遗传因子,是控制性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表现。除某些病毒的基因由核糖核酸(RNA)构成以外,多数生物的基因由脱氧核糖核酸(DNA)构成,并在染色体上作线状排列。

从历史发展看来, 1909年,丹麦遗传学家约翰逊(Johansson. W.L)提出基因这一名词。1910年,美国遗传兼胚胎学家T.H.摩尔根(Morgan)在果蝇中发现白色复眼突变型,首先说明(1)基因可以发生突变;(2)证实基因位于染色体上,呈直线排列,象一串珠子一样;(3)非等位基因间可以发生交换。当时提出基因是一个功能单位,也是一个突变和交换单位的“三位一体”的概念。把基因看成是不可分割的最小的遗传单位。摩尔根的主要成就在于把基因和染色体联系起来。认为基因是一种物质,是染色体上的一个特定的区段。 1928年,Griffith首先发现了肺炎双球菌的转化现象,1944年,O.T.Avery(埃弗里)等证实肺炎双球菌的转化因子是DNA,才首次证明基因是由DNA构成。1953年,Watson和Crick(沃森和克里克)提出了DNA的双螺旋结构模型。Crick,1957年提出“中心法则”,1961年,又提出“三联体密码”,从而阐明了DNA的结构、复制和遗传物质如何保持世代连续的问题。从化学本质上看,基因是含有特定遗传信息的DNA分子片断,每个基因平均相当于1 000(500-6 000)对核苷酸的特定序列。[1]

我们这里所讨论的基因,其实至少还应该区分为:个别功能单位的一段dna;基因或染色体组(genome);拥有某人全套基因组成之细胞或细胞系(cell or cell-line)等等。但是即使我们暂时不做如此区分,至少我们也可以完全确定地说,由于基因是由dna等遗传物质所组成,而组成我们的物质或生理躯体(physical body)的细胞就带有这些基因,因此就其物质层面而言,基因是“身体的一部份”,此一说法应该是完全可以接受的。[2]

二、基因的法律属性及法律物格地位

我们知道,基因是依附于人体的组织和器官而存在,那么,当基因脱离了人体之后,我们对其属性应当如何认定呢?笔者认为:基因是一种无形财产,是民法上特殊的物。

从哲学角度上来说,内容决定形式,形式依赖于内容。基因是携带有遗传信息的DNA或RNA序列,同时,研究表明,地球上人与人之间99.99%的DNA序列是相同的。[3]也就是说,DNA和RNA在人体内的排列顺序不同,形成了人与人之间不同的基因结构,从而导致了每个自然人所表现出的不同“性征”。这种排列只是表现人们基因异同的一种形式,而这种形式最终是由基因(或DNA、RNA)本身的性质决定的,这种内在的性质才是基因本身的内容,这种内容是一种客观实在的物质,并不因人们的意志而发生转移。人们对基因的关注也是始于对基因的“发现”而非“发明”,所以,从这个基础上我们可以初步推论说,这种客观实在的物质并非专利权的保护对象,而应该是一种特殊物,特别当其脱离人体而存在之后。

从民法上来讲,通说认为,人体具有特殊的属性,是人格的载体,不能将其视为物,它是民法世界中与物相对立的物质形式,是民事主体的物质形式。对于人体的器官与组织而言,在没有与人体发生分离之前,是与人的人格相联系的,是民事主体的物质性人格的构成要素。[4]当人体器官和组织脱离了人体,它们究竟属于人的范畴,还是属于物的范畴,涉及到民法对于人体器官和人体组织认识的基本立场问题。从学说上观察,有不同的观点。但主流的观点还是认为脱离了人体的器官与组织属于物。虽然目前的论述中均未对基因这种新生事物系统描述,但基因这种表明人之特征的依附于人体器官的物质实在也应该是包括其中的。笔者认为将基因认定为物的属性具有合理性,理由是基因在未与人体脱离关系之前,当然就是身体的一部分,可以直接适用关于自然人人身的法律地位。身体是人格权的标的,因此,基因在此时也应该是人格权的标的。这自然是没有异议的。但我们需要注意的是,基因依附于人体的组织与器官之上,脱离人体的组织与器官,基因并不能单独存在。基因一旦脱离了人格的物质载体,那么也就与民事主体的人格脱离了关系,也就不再具有人格了,不再是人格的载体,而是符合民法上物的特征,具有了物的属性。其次,基因是携带有遗传信息的DNA或RNA序列,也称为遗传因子,是一定的物质实体,是实实在在的物质。再次,它符合传统民法上所称的物,是指存在于人身之外、能满足权利主体的利益需要,并能为权利主体所支配控制的物质实体,具备客观物质性、可支配性、有益性等民法客体的基本特征。[5]

所以笔者认为,脱离于人体而依附在人体组织或器官上的基因是一种民法上特殊的物,是一种无形财产。

杨立新教授曾提出,为了对物进行类型化,以便确定对不同类型的物进行不同的法律规制,因此建立法律物格制度,把民法客体的物分为不同的物格,明确对不同物格的物确定不同的支配规则,明确民事主体对它们的不同支配力,对它们进行不同的保护。因此设想,把物格制度分为六个格。分别为:(1)第一类法律物格:野生动物和宠物;(2)第二类法律物格:普通动物和植物;(3)第三类法律物格:人体组织和人体器官;(4)第四类法律物格:货币和有价证券;(5)第五类法律物格:虚拟空间及其利益;(6)第六类法律物格:一般物。[6]物格制度的基本意义,就是区分不同的物的类型,确定不同物格的物在民法社会中的不同地位,明确人的不同的支配力,以及进行支配的具体规则。