丁志芳
本實驗用粉紅色塑料口杯代表雄性生殖器官,藍色塑料口杯代表雌性生殖器官;口杯中的一個玻璃珠代表一個配子;藍色代表顯性基因(A),白色代表隱性基因(a);兩個玻璃珠組合代表受精卵。用不同玻璃珠的隨機結合模擬生物生殖過程中,雌雄配子的隨機結合,并進一步驗證個體基因型的特定性,為遺傳病概率計算體系提供實驗依據。
1 實驗設計
1.1 實驗材料
藍色和白色玻璃珠各140粒、藍色和粉紅色塑料口杯(直徑10 cm、高度10 cm)各7個。記錄用的紙和筆。
1.2 分組
受材料所限,各班分為8人/組,共7組/班,每組藍色和粉紅色塑料口杯各一個。
1.3 實驗步驟
1.3.1 教師示范部分
(1) ① 在藍色和粉紅色塑料口杯中都放入藍色玻璃珠20粒。
② 搖動兩個口杯,使口杯中玻璃珠充分混合。
③ 分別從兩個口杯內隨機抓取一個玻璃珠,組合在一起,記下兩個玻璃珠的顏色組合。
④ 將抓取的玻璃珠放回原來的口杯中,搖勻,按步驟3重復做10次。
(2) ① 在藍色和粉紅色塑料口杯中都放入乳白色玻璃珠20粒。
同(1)②~④。
(3) ① 在藍色口杯中放藍色玻璃珠20粒、在粉紅色口杯中放入乳白色玻璃珠20?;蛘咴谒{色口杯中放乳白色玻璃珠20粒、在粉紅色口杯中放入藍色玻璃珠20粒。
同(1)②~④。
1.3.2 學生活動部分
(1) ① 在藍色和粉紅色塑料口杯中,放入藍色和乳白色玻璃珠各10粒。
同1.3.1(1)②~④。
(2) ① 在藍色和粉紅色塑料口杯中,放入藍色和乳白色玻璃珠各10粒。
② 搖動兩個口杯,使口杯中玻璃珠充分混合。
③ 分別從兩個口杯內隨機抓取一個玻璃珠,組合在一起,記下兩個玻璃珠的顏色組合(每人僅僅抓取一次)。
2 實驗結果與分析
2.1 杯子中玻璃珠單顏色條件下,抓取次數對結果的影響
杯子中玻璃珠顏色為單一的條件下,教師示范抓取的球色組合結果如表1所示。由表1可見,當杯子中玻璃珠顏色單一時,如果兩杯子中的玻璃珠,全為同一顏色時,抓取的玻璃珠色組合始終為藍藍或白白,即和杯中玻璃珠色保持一致;如果兩杯子中的玻璃珠,分別為不同顏色時,抓取的玻璃珠色組合始終為藍白,即為兩杯中兩種球色的組合。抓取的球色組合結果是唯一的,與抓取的次數無關。
2.2 杯子中玻璃珠雙顏色條件下,抓取次數對結果的影響
每個杯子中玻璃珠顏色為藍和白的條件下,學生抓取多次的球色組合結果如表2所示。由表2可見,當兩杯子中的玻璃珠的顏色為不同顏色組合,即杯子中玻璃珠顏色藍和白時,抓取的球色組合結果存在三種情況:藍藍、藍白、白白。抓取次數對結果的影響較大,抓取次數越多,藍藍、藍白、白白的比例越接近1∶2∶1。
每個杯子中玻璃珠顏色為藍和白的條件下,學生僅僅抓取一次的球色組合結果如表3所示。由表3可見,當兩杯子中的玻璃珠都為不同顏色的組合,且抓取一次時,抓取的玻珠色組合也有三種情況:藍藍或白白或藍白,但每人抓取的結果只能為其中之一。
3 實驗結論
當雙親都為純合體(AA或aa)時,如果雙親基因型相同,則所有后代個體的基因型相同且為純合體(AA或aa),如果雙親為一顯(AA)一隱(aa)純合體,則所有后代個體的基因型也相同且為雜合體(Aa)。
當雙親都為雜合體時,后代個體中基因型存在三種:顯性純合(AA)、雜合(Aa)、隱形純合(aa)。某個個體的基因型只能是AA、Aa、aa三種中的一種。當后代個體足夠多時,顯性純合個體數(AA)∶雜合個體數(Aa)∶隱形純合個體(aa)≈1∶2∶1。
總之,孟德爾分離比是一個“群體”層次上的統計結果,適用于“群體”研究,不適用于個體。對于一個客觀存在的個體而言,其本身不存在孟德爾分離比,其基因型只能是三種基因型中的一個,即對于一個個體而言,其基因型具有特定性。