例析探究型遺傳題的解題三步曲

傅琦雄

摘 要 針對全國卷遺傳題的命題特點(diǎn)，以部分各地市三月質(zhì)檢卷中遺傳題為示例，深入解析，歸納出破解這類遺傳難題的解題思路，以期能幫助學(xué)生應(yīng)對探究型遺傳難題。

關(guān)鍵詞 探究型 遺傳題 解題

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

縱觀近幾年全國新課標(biāo)卷I、Ⅱ（以下簡稱全國卷I、Ⅱ）有一個(gè)明顯的特點(diǎn)：加大遺傳題的難度，以便區(qū)分不同能力層次的考生，從而有利于高考選拔性的考試。2016年福建省高考也步入全國卷時(shí)代，為順利對接全國卷，多數(shù)地市高三質(zhì)檢都提前到三月份。從福建省各地市網(wǎng)閱數(shù)據(jù)看，非選擇遺傳題實(shí)測難度系數(shù)平均約為0.35，其中莆田卷實(shí)測難度系數(shù)為0.2，可見各地市命制的遺傳題難度較大，貼近全國卷遺傳題的命題風(fēng)格，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)命制的遺傳題類型大致相同，都是以遺傳知識為情境，側(cè)重考查實(shí)驗(yàn)與探究能力。探究型遺傳題的特點(diǎn)是題干信息量大，答題文字較多，對學(xué)生思維的縝密性要求較高。因此，學(xué)生對此類遺傳難題若沒有清晰的解題思路，是難以在時(shí)間緊張的考試中準(zhǔn)確作答。下面以2016年福建省部分地市三月質(zhì)檢卷的遺傳題為例，進(jìn)行深入解析并歸納出探究型遺傳題的解題三步曲。

1 例題解析

【例1】 （廈門卷）32.小麥條銹病是造成我國小麥減產(chǎn)的主要病害之一。為了對小麥抗條銹病基因進(jìn)行遺傳分析，將能抗條銹病的品種甲與易感條銹病的品種乙雜交。結(jié)果如下表所示。

請回答下列問題：

（2） 研究者在F1中發(fā)現(xiàn)一株缺失了一條7號染色體的植株，該植株可以用來判定抗條銹病基因是否位于7號染色體上。（注：配子中若缺少一條染色體，受精能力差。個(gè)體中若缺少一條或一對染色體仍可生存）

① 雜交方案： 。

② 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：

若 ，則抗病基因位于7號染色體上；

若 ，則抗病基因不位于7號染色體上。

試題解析：《2016年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》中對實(shí)驗(yàn)與探究能力具體要求之一：具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。實(shí)驗(yàn)探究的過程通常包括：提出問題，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果，得出結(jié)論。探究型遺傳題側(cè)重考查實(shí)驗(yàn)探究能力，在題干中也應(yīng)該包含探究的這些環(huán)節(jié)，這些信息恰恰是解題的關(guān)鍵。可以先從題干中獲取探究環(huán)節(jié)：提出問題——“判定抗條銹病基因是否位于7號染色體上”；作出假設(shè)——“抗病基因位于7號染色體上或抗病基因不位于7號染色體上”；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論是要求作答的內(nèi)容。

由題意可知，抗條銹病為顯性性狀，設(shè)抗銹病基因?yàn)锳、易感條銹病基因?yàn)閍。利用F1中發(fā)現(xiàn)一株缺失一條7號染色體的植株，可以借鑒自交或測交進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。方案一，讓F1中一株缺失一條7號染色體的植株自交。從做出不同的假設(shè)出發(fā)，逆向推理分析，得出相應(yīng)的預(yù)期結(jié)果。若抗病基因位于7號染色體上，則F1基因型為A_，依題意可知其自交后代抗條銹病與易感條銹病的比例遠(yuǎn)偏離3∶1或大于3∶1；若抗病基因不位于7號染色體上，則F1基因型為Aa，其自交后代抗條銹病與易感條銹病的比例為3∶1。可見，得出的兩種預(yù)期結(jié)果不同，說明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是可行的。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將得出的真正結(jié)果與預(yù)期結(jié)果比較，相符合的即為正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。方案二，采用測交。推理分析過程與方案一相同，不再重復(fù)分析。

參考答案：（2）方案一：① 讓此植株自交，觀察后代的表現(xiàn)型及比例

② 后代中抗條銹病與易感條銹病的比例遠(yuǎn)偏離3∶1（或大于3∶1）

后代中抗條銹病與易感條銹病的比例為3∶1

方案二：① 讓此植株與乙植株測交，觀察后代的表現(xiàn)型及比例

② 后代中抗條銹病與易感條銹病的比例遠(yuǎn)偏離1∶1（或大于1∶1）

后代中抗條銹病與易感條銹病的比例為1∶1

2 解題三步曲

由上述例題解析可知，探究型遺傳題一般在題干中會出現(xiàn)探究環(huán)節(jié)中的“提出問題”“做出假設(shè)”，設(shè)置問題多為“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”“預(yù)期結(jié)果及結(jié)論”。因此，下面解題三步曲可以構(gòu)建出探究型遺傳題的解題模板，從而化繁為簡，快速入題。

第一步，找探究環(huán)節(jié)。認(rèn)真審題，從題干和設(shè)問中找出探究環(huán)節(jié)中的“提出問題”“做出假設(shè)”“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”“預(yù)期結(jié)果及結(jié)論”，同時(shí)做上標(biāo)注或記錄在稿紙上。

第二步，逆向推理。一般來說，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是較為簡便、易操作的，多數(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一次或二次雜交，可以從自交、測交和回交考慮分析。從不同假設(shè)得出的已知實(shí)驗(yàn)結(jié)論出發(fā)，逆向推理得出不同預(yù)期結(jié)果。若得出的預(yù)期結(jié)果不同，則說明實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是正確的，反之則不正確。

第三步，正向答題。在前兩步的基礎(chǔ)上，第三步就是要求學(xué)生規(guī)范書寫，正向作答。從不同的預(yù)期結(jié)果出發(fā)，正向推理得出不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，常用格式為“若…則…”“如果…說明…”。表述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案時(shí)，語言規(guī)范簡潔，要用專業(yè)術(shù)語表達(dá)雜交雙親的表現(xiàn)型及性別，觀察并統(tǒng)計(jì)后代的情況，一般是可以看得到的具體性狀。

【例2】 （莆田卷）32.某二倍體植物的花色受獨(dú)立遺傳的三對基因（A、a；D、d；R、r）控制。研究發(fā)現(xiàn)，體細(xì)胞中r基因數(shù)多于R時(shí)，R基因的表達(dá)減弱而形成粉紅花突變體。圖甲表示基因控制花色色素合成的途徑，圖乙表示粉紅花突變體體細(xì)胞中基因與染色體的組成（其他基因數(shù)量與染色體均正常）。

（4） 將基因型為aaDdRrr的突變體植株與純種正常紅花植株進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，以確定該突變體屬于圖乙中的哪種突變體。假設(shè)實(shí)驗(yàn)過程中不存在突變與染色體互換，各種配子活力相同。（提示：突變體②減數(shù)分裂時(shí)，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時(shí)，另一條染色體隨機(jī)移向細(xì)胞任一極）

實(shí)驗(yàn)方案：

讓該突變體與基因型為 的紅花植株雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型與比例。

預(yù)期結(jié)果和結(jié)論：

I若子代中 ，則其為突變體①；

Ⅱ若子代中 ，則其為突變體②；

Ⅲ若子代中 ，則其為突變體③。

試題解析：第一步，找探究環(huán)節(jié)。提出問題——“確定該突變體的類型”；做出假設(shè)——“三種情況：突變體①、突變體②、突變體③”；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——“讓該突變體與純種正常紅花植株雜交”；預(yù)期結(jié)果及結(jié)論——設(shè)問部分。

第二步，逆向推理。由題意可知，不必考慮親本中A、a和D、d這兩對等位基因。若其為突變體①，它產(chǎn)生配子類型為：R、r、Rr和rr，比例為1∶1∶1∶1，則后代表現(xiàn)型及比例是紅花∶粉紅花=3∶1；若其為突變體②，產(chǎn)生配子類型為R、r、Rr和rr，比例為1∶2∶2∶1，則后代表現(xiàn)型及比例是紅花∶粉紅花=5∶1；若其為突變體③，它產(chǎn)生配子類型為R和rr，比例為1∶1， 則后代表現(xiàn)型及比例是紅花∶粉紅花=1∶1。

第三步，正向答題。在前面二步的基礎(chǔ)上，完善實(shí)驗(yàn)方案，從不同的預(yù)期結(jié)果出發(fā)，得出不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

參考答案：（4） aaDDRR 紅花∶粉紅花=3∶1 紅花∶粉紅花=5∶1 紅花∶粉紅花=1∶1

3 鞏固訓(xùn)練

以上探究型遺傳題的解題三步曲，可以看出第二步逆向思維的推理分析是關(guān)鍵，而這種能力的養(yǎng)成是潛移默化的。要使學(xué)生融會貫通，熟能生巧，對這類型的遺傳題進(jìn)行鞏固訓(xùn)練是十分必要的。建議多選擇歷年高考題，如2012年新課標(biāo)卷31題、2013年全國卷I31題、山東卷遺傳題等。

【例3】 （福州卷）32.某植物紅花和白花這對相對性狀同時(shí)受三對等位基因控制（A、a；B、b；C、c），這些基因獨(dú)立遺傳。當(dāng)個(gè)體的基因型中每對等位基因都至少有一個(gè)顯性基因時(shí)（即A_B_C_）才開紅花，否則開白花。

（2）現(xiàn)有不同品系的純種白花1、2、3、4，為確定其基因組成，擬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

步驟1：各品系與純種紅花植株雜交，獲得F1。

步驟2： ，統(tǒng)計(jì)子代表現(xiàn)型。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可推斷：

若子代 ，說明該品系含一對隱性基因。

若子代 ，說明該品系含兩對隱性基因。

若子代 ，說明該品系含三對隱性基因。

參考答案：（2） 將F1與對應(yīng)白花品系雜交 紅花∶白花=1∶1 紅花∶白花=1∶3 紅花∶白花=1∶7 或各品系F1自交 紅花∶白花=3∶1 紅花∶白花=9∶7 紅花∶白花=27∶37

綜上所述，探究型遺傳題的解題三步曲可以使學(xué)生對這種類型的遺傳難題有了比較清晰的解題思路。再經(jīng)過一定的題量訓(xùn)練，學(xué)生完全有可能在考試中突破這類遺傳難題，同時(shí)還可以在一定程度上消除在高考中知難而退的消極思想，增強(qiáng)解難題的自信心。在高三進(jìn)入二輪復(fù)習(xí)的過程中，教師既強(qiáng)調(diào)知識的系統(tǒng)性，構(gòu)建主干知識的框架，也應(yīng)該研究高考試題的解題思路，適時(shí)地給學(xué)生進(jìn)行典型例題的解題指導(dǎo)。只有這樣，才能提高高三復(fù)習(xí)課教學(xué)效率，達(dá)到事半功倍的效果。