例析探究型遗传题的解题三步曲
2016-05-26傅琦雄
傅琦雄
摘 要 针对全国卷遗传题的命题特点,以部分各地市三月质检卷中遗传题为示例,深入解析,归纳出破解这类遗传难题的解题思路,以期能帮助学生应对探究型遗传难题。
关键词 探究型 遗传题 解题
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
纵观近几年全国新课标卷I、Ⅱ(以下简称全国卷I、Ⅱ)有一个明显的特点:加大遗传题的难度,以便区分不同能力层次的考生,从而有利于高考选拔性的考试。2016年福建省高考也步入全国卷时代,为顺利对接全国卷,多数地市高三质检都提前到三月份。从福建省各地市网阅数据看,非选择遗传题实测难度系数平均约为0.35,其中莆田卷实测难度系数为0.2,可见各地市命制的遗传题难度较大,贴近全国卷遗传题的命题风格,同时还发现命制的遗传题类型大致相同,都是以遗传知识为情境,侧重考查实验与探究能力。探究型遗传题的特点是题干信息量大,答题文字较多,对学生思维的缜密性要求较高。因此,学生对此类遗传难题若没有清晰的解题思路,是难以在时间紧张的考试中准确作答。下面以2016年福建省部分地市三月质检卷的遗传题为例,进行深入解析并归纳出探究型遗传题的解题三步曲。
1 例题解析
【例1】 (厦门卷)32.小麦条锈病是造成我国小麦减产的主要病害之一。为了对小麦抗条锈病基因进行遗传分析,将能抗条锈病的品种甲与易感条锈病的品种乙杂交。结果如下表所示。
请回答下列问题:
(2) 研究者在F1中发现一株缺失了一条7号染色体的植株,该植株可以用来判定抗条锈病基因是否位于7号染色体上。(注:配子中若缺少一条染色体,受精能力差。个体中若缺少一条或一对染色体仍可生存)
① 杂交方案: 。
② 预期实验结果及结论:
若 ,则抗病基因位于7号染色体上;
若 ,则抗病基因不位于7号染色体上。
试题解析:《2016年普通高等学校招生全国统一考试大纲》中对实验与探究能力具体要求之一:具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。实验探究的过程通常包括:提出问题,作出假设,设计实验,进行实验,分析结果,得出结论。探究型遗传题侧重考查实验探究能力,在题干中也应该包含探究的这些环节,这些信息恰恰是解题的关键。可以先从题干中获取探究环节:提出问题——“判定抗条锈病基因是否位于7号染色体上”;作出假设——“抗病基因位于7号染色体上或抗病基因不位于7号染色体上”;设计实验和预期实验结果及结论是要求作答的内容。
由题意可知,抗条锈病为显性性状,设抗锈病基因为A、易感条锈病基因为a。利用F1中发现一株缺失一条7号染色体的植株,可以借鉴自交或测交进行实验设计。方案一,让F1中一株缺失一条7号染色体的植株自交。从做出不同的假设出发,逆向推理分析,得出相应的预期结果。若抗病基因位于7号染色体上,则F1基因型为A_,依题意可知其自交后代抗条锈病与易感条锈病的比例远偏离3∶1或大于3∶1;若抗病基因不位于7号染色体上,则F1基因型为Aa,其自交后代抗条锈病与易感条锈病的比例为3∶1。可见,得出的两种预期结果不同,说明设计的实验方案是可行的。进行实验,将得出的真正结果与预期结果比较,相符合的即为正确的实验结论。方案二,采用测交。推理分析过程与方案一相同,不再重复分析。
参考答案:(2)方案一:① 让此植株自交,观察后代的表现型及比例
② 后代中抗条锈病与易感条锈病的比例远偏离3∶1(或大于3∶1)
后代中抗条锈病与易感条锈病的比例为3∶1
方案二:① 让此植株与乙植株测交,观察后代的表现型及比例
② 后代中抗条锈病与易感条锈病的比例远偏离1∶1(或大于1∶1)
后代中抗条锈病与易感条锈病的比例为1∶1
2 解题三步曲
由上述例题解析可知,探究型遗传题一般在题干中会出现探究环节中的“提出问题”“做出假设”,设置问题多为“实验设计”“预期结果及结论”。因此,下面解题三步曲可以构建出探究型遗传题的解题模板,从而化繁为简,快速入题。
第一步,找探究环节。认真审题,从题干和设问中找出探究环节中的“提出问题”“做出假设”“实验设计”“预期结果及结论”,同时做上标注或记录在稿纸上。
第二步,逆向推理。一般来说,实验设计方案是较为简便、易操作的,多数实验进行一次或二次杂交,可以从自交、测交和回交考虑分析。从不同假设得出的已知实验结论出发,逆向推理得出不同预期结果。若得出的预期结果不同,则说明实验设计方案是正确的,反之则不正确。
第三步,正向答题。在前两步的基础上,第三步就是要求学生规范书写,正向作答。从不同的预期结果出发,正向推理得出不同的实验结论,常用格式为“若…则…”“如果…说明…”。表述实验设计方案时,语言规范简洁,要用专业术语表达杂交双亲的表现型及性别,观察并统计后代的情况,一般是可以看得到的具体性状。
【例2】 (莆田卷)32.某二倍体植物的花色受独立遗传的三对基因(A、a;D、d;R、r)控制。研究发现,体细胞中r基因数多于R时,R基因的表达减弱而形成粉红花突变体。图甲表示基因控制花色色素合成的途径,图乙表示粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成(其他基因数量与染色体均正常)。
(4) 将基因型为aaDdRrr的突变体植株与纯种正常红花植株进行杂交实验,以确定该突变体属于图乙中的哪种突变体。假设实验过程中不存在突变与染色体互换,各种配子活力相同。(提示:突变体②减数分裂时,配对的三条染色体中,任意配对的两条染色体分离时,另一条染色体随机移向细胞任一极)
实验方案:
让该突变体与基因型为 的红花植株杂交,观察并统计子代的表现型与比例。
预期结果和结论:
I若子代中 ,则其为突变体①;
Ⅱ若子代中 ,则其为突变体②;
Ⅲ若子代中 ,则其为突变体③。
试题解析:第一步,找探究环节。提出问题——“确定该突变体的类型”;做出假设——“三种情况:突变体①、突变体②、突变体③”;实验设计——“让该突变体与纯种正常红花植株杂交”;预期结果及结论——设问部分。
第二步,逆向推理。由题意可知,不必考虑亲本中A、a和D、d这两对等位基因。若其为突变体①,它产生配子类型为:R、r、Rr和rr,比例为1∶1∶1∶1,则后代表现型及比例是红花∶粉红花=3∶1;若其为突变体②,产生配子类型为R、r、Rr和rr,比例为1∶2∶2∶1,则后代表现型及比例是红花∶粉红花=5∶1;若其为突变体③,它产生配子类型为R和rr,比例为1∶1, 则后代表现型及比例是红花∶粉红花=1∶1。
第三步,正向答题。在前面二步的基础上,完善实验方案,从不同的预期结果出发,得出不同的实验结论。
参考答案:(4) aaDDRR 红花∶粉红花=3∶1 红花∶粉红花=5∶1 红花∶粉红花=1∶1
3 巩固训练
以上探究型遗传题的解题三步曲,可以看出第二步逆向思维的推理分析是关键,而这种能力的养成是潜移默化的。要使学生融会贯通,熟能生巧,对这类型的遗传题进行巩固训练是十分必要的。建议多选择历年高考题,如2012年新课标卷31题、2013年全国卷I31题、山东卷遗传题等。
【例3】 (福州卷)32.某植物红花和白花这对相对性状同时受三对等位基因控制(A、a;B、b;C、c),这些基因独立遗传。当个体的基因型中每对等位基因都至少有一个显性基因时(即A_B_C_)才开红花,否则开白花。
(2)现有不同品系的纯种白花1、2、3、4,为确定其基因组成,拟进行如下实验:
步骤1:各品系与纯种红花植株杂交,获得F1。
步骤2: ,统计子代表现型。
根据实验结果,可推断:
若子代 ,说明该品系含一对隐性基因。
若子代 ,说明该品系含两对隐性基因。
若子代 ,说明该品系含三对隐性基因。
参考答案:(2) 将F1与对应白花品系杂交 红花∶白花=1∶1 红花∶白花=1∶3 红花∶白花=1∶7 或各品系F1自交 红花∶白花=3∶1 红花∶白花=9∶7 红花∶白花=27∶37
综上所述,探究型遗传题的解题三步曲可以使学生对这种类型的遗传难题有了比较清晰的解题思路。再经过一定的题量训练,学生完全有可能在考试中突破这类遗传难题,同时还可以在一定程度上消除在高考中知难而退的消极思想,增强解难题的自信心。在高三进入二轮复习的过程中,教师既强调知识的系统性,构建主干知识的框架,也应该研究高考试题的解题思路,适时地给学生进行典型例题的解题指导。只有这样,才能提高高三复习课教学效率,达到事半功倍的效果。