理性思维引导下的遗传规律计算题解题策略

陈颉

[摘 要] 基于理性思维的试题命制和解题训练，相互促进，共同进化，终极目标是培养学生的思维品质和创新精神，需要广大研究者和教师共同贡献智慧、积极实践和深入探讨。

[关键词] 高中生物；理性思维；遗传规律；计算题

自2014年《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》颁布，和2016年“中国学生发展核心素养”提出以来，围绕各学科核心素养的新课程改革逐渐展开。生物学核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。当前的一个主流观点认为，以上要素既具有内在联系和学科价值，又具有跨学科性质。同时，在高考命题中，既要考察四個素养的不同层次，又要着重考察理性思维和科学探究。

高中生物教学中，遗传规律计算题对学生的理性思维能力与数学运算能力有较高要求，一直是课堂教学的重点和难点，同时也是高考题型的热点。笔者以一道涉及遗传规律计算的常见习题为例，谈一谈以理性思维引导解题训练的实践与思考。

例题1∶玉米植株的性别决定受两对基因（B-b，T-t）的支配，这两对基因位于非同源染色体上。玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表∶

若BbTt的玉米植株作亲本，自交得F1，让F1中的雌雄同株异花植株自由交配，则F2中雌雄株的比例是：

A. 9∶7 B. 3∶1 C. 9∶8 D. 13∶3

一、例题分析

本题的原型为2008年广东高考的一道非选择题，原题的设问在现在看来难度不大，后被某同仁修改为选择题，并在全国各地多份复习题或模拟题中出现。本题的主流解法很明确，既然是“相互交配”，顺理成章采用配子法，但这并非唯一或最快的方法。

二、解题方法

（一）估算法

在教学实践中，笔者要求学生必须在3分钟内解出此题，大多数学生表示这是不可能完成的任务，甚至有相当一部分学生5分钟后也没有得到正确答案，而笔者认为这已经是选择题解题时间可以容忍的上限了。实际上，此题可以通过数学分析和选项比较，快速得到正确答案。在BbTt自交的后代中，B__T__的空格上B与T出现的几率、b与t出现的几率都是相等的，这一结论可由棋盘图法验证，并在一定量的训练后形成规律性认知。由这样的B__T__自由交配，则雄株bbT__与雌株中B__tt出现的几率也是相等的。这样，雌雄株出现几率的差值仅为bbtt出现的几率。同样，由规律性认知，bbtt出现的几率在所有基因型中一般是最小的。由上分析，本题B、D两项因雌雄比例相差过大，可被直接排除，而A选项9∶7的比例在高中生物习题一般仅见于双杂合子BbTt自交后代的性状分离比，故C为正确答案的可能性远大于A，本题选C。

有学生认为这样解题过于讨巧，其实估算法是由理性思维引导的“性价比”较高的一种间接解题法，特别是在解计算型选择题时体现得尤为明显。选择题主要考查基础知识的理解、基本技能的熟练、基本计算的准确、基本方法的运用、考虑问题的严谨、解题速度的快捷等方面。在限时训练或考查中遇到计算型选择题时，应注意运用优先定性判断、缩小选择范围、选择最简解法等原则，在保证正确率的基础上尽可能压缩解题时间，为后续题目特别是非选择题的解题赢得时间。如果完成全卷后时间富余较多，可用直接法（棋盘图法、配子法、乘法原理法等）进行验算。

（二）配子法

配子法解此类题目有以下两点值得注意：（1）本题中参与自由交配的亲本基因型较多，计算不熟练的学生在计算配子频率时容易出错，有的学生直接计算基因频率后利用基因频率直接计算从原理上是有疑问的；（2）配子法在非“自由交配”题型中，即雌雄配子种类、频率不相等时，计算量明显较大，更容易出错。

（三）乘法原理法

三、变式训练

例题2（例题1变型）：玉米植株的性别决定受两对基因（B-b，T-t）的支配，这两对基因位于非同源染色体上。玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表∶

若BbTt的玉米植株作亲本，自交得F1，让F1中的雌雄同株异花植株自交，则F2中雌雄株的比例是：

A. 9∶7 B. 3∶1 C. 6∶5 D. 13∶3

题干背景不变，仅将“自由交配”改为“自交”。应用估算法，与上文同样的分析可得，答案为C。如果采用配子法，BbTt自交后代中，B__T__基因型分别为：[19]BBTT①、[29]BbTT②、[29]BBTt③、[49]BbTt④，此时不必也不可对所有个体计算基因频率或配子频率，因为分析可知，仅②×②、④×④可得雄株，仅③×③、④×④可得雌株。分别对以上交配组合计算基因频率或配子频率，再进行下一步计算。实际上，在此种情况下，使用配子法不如直接使用乘法原理法更为简捷。

例题3（2016南通模拟）：女娄菜的性别决定方式为XY型，其植株高茎和矮茎受基因A、a控制，宽叶和狭叶受基因B、b控制。现将两株女娄菜杂交，所得子代雌株中高茎宽叶∶矮茎宽叶=3∶1、雄株中高茎宽叶∶高茎窄叶∶矮茎宽叶∶矮茎窄叶=3∶3∶1∶1。相关判断错误的是：

A. 两对基因的遗传遵循自由组合定律 B. 亲本的基因型为AaXBXb、AaXBY

C. 子代雌株中高茎宽叶基因型有4种 D. 子代雄株高茎宽叶中纯合子占[14]

本题综合考查基因的自由组合定律和伴性遗传规律，除使用传统方法分析、判断、计算外，如果能找准题干信息：“子代雄株中高茎宽叶占[38]”，则不难快速推断出应选答案最可能为D。

四、反思与讨论

（一）估算法解计算型选择题的适用性

估算法适用于提高计算型选择题中的单项选择题的解题速度和正确率，以及用于快速排除多项选择题中的错误计算结果项。仅从解题速度的角度看，对某些设问方式及选项设置的具体题型未必有明显提升。但是我们依然强调，估算法不是“猜答案”，而是建立在阅读、理解、整合包含选项在内的全题之后的一种理性思维方式。

（二）在解题中提倡理性思维的意义

笔者在教学实践中发现，遗传规律计算题对各年级、各层次的学生都是“痛点”，在限时训练或考查中体现得尤为明显∶一方面是此类题型得分率常常偏低；另一方面是即使解出正确答案，也花费较多时间——特别体现在高考生物试卷作答时，在当前高考生物试卷阅读量和思维量越来越大的背景下，如果遗传规律计算题上耗时过多，会严重影响对同卷其他题目的理解与解答。笔者在教学过程中应对措施为∶一是采用教师引导——学生交流——头脑风暴的方式，建构一题多解的模式，让不同思维习惯的学生采用最适合自己的方法；二是选择题要有选择题的特色解法，以达成节省作答时间和提高正确率的目的。

生物学作为一门科学课程，具有科学课程的共同特点，即注重证据和逻辑。对证据的选择、分析和判断是理性思维的结果，逻辑推理既是理性思维的过程，也是理性思维的要求。因此，在高中生物教学中进行解题训练时，不应局限于用传统生物学方法，而应大胆借鉴数学、物理、化学等学科中具有理性思维共性的解题方法。

（三）对试题命制的更高要求

本文所用例题，之所以可以用估算法快速得到唯一且正确的答案，其实与选项的设置有关，如此设置选项的各有其原因或目的。在试题命制时，需要根据考试的对象和考试的性质，预设恰当的难度和区分度。命制计算型选择题可以故意设置若干明显错误项，以考查学生综合分析和理性思维能力；也可以设置若干迷惑性更强的选项，以提高难度。

基于理性思维的试题命制和解题训练，相互促进，共同进化，终极目标是培养学生的思维品质和创新精神，需要广大研究者和教师共同贡献智慧、积极实践和深入探讨。

[参 考 文 献]

[1]吴成军.基于生物学核心素养的高考命题研究[J].中国考试，2016（10）.

[2]雷志强.高中数学选择题解法的研究[J].课程教育研究（新教师教学），2015（13）.

（责任编辑：符 洁）