例析基于创造性思维培养的遗传题解题方法与技巧

廖乐祥

(安徽省望江中学 安庆 246200)

“科学思维”是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。解题是培养学生科学思维习惯的有效途径，教师在教学过程中有意识地引导、启发学生一题两解，根据具体问题寻找一个巧妙、快捷解决问题的办法，领悟不同解题方法的特点与优劣，拓展思路，提升分析问题与解决问题的能力，激发学习兴趣和求知欲、探究欲。

1 一题两解典例及解题方法与技巧

1.1 化复杂为简单法 果蝇是遗传学家常用的实验材料。下表是有关果蝇的一些性状表现及其基因型，结合所学知识回答下列问题(节选)：

表现型红眼朱砂眼白眼基因型 XN XNYM XnXnM XnYmmXnXnmmXnY

一只红眼雌蝇(MmXNXn)与一只朱砂眼雄蝇(MmXnY)杂交，子代雌蝇中杂合子所占的比例为。

[解法一]子代雌蝇中杂合子所占的比例为： 1/2×1/2+1/2×1/2+1/2×1/2=3/4。

[解法二]子代雌蝇中杂合子所占的比例为： 1-1/2×1/2=3/4。

策略小结： 针对两对等位基因的遗传，杂合子情形较多，相对复杂。很显然，解法二要简洁，不易出错。为此，教师可告诉学生们一个技巧： 遇到复杂的问题，应想到减法。例如： 一个正常的女人与一个并指的(Bb)的男人结婚(这两对位于常染色体上的等位基因独立遗传)，他们生了一个白化病且手指正常的孩子，再生一个孩子患病的概率是；此题中患病的概率=1-正常的概率=1-1/2×3/4=5/8。再如： 遗传因子组成为ddEeFF和DdEeff的两种豌豆杂交，在3对遗传因子各自独立遗传的条件下，其子代性状表现不同于两个亲本的个体占全部子代的；此题中子代性状表现不同于两个亲本的个体占全部子代的比例为1-1/2×3/4×1-0=5/8。

1.2 分解、组合法 在香豌豆中，当C、 R两个显性基因都存在时，花呈红色。一株红花香豌豆与基因型为ccRr的植株杂交，子代中有3/8开红花，则该红花香豌豆的基因型为。

[解法一]根据题意，该红花香豌豆的基因型为CR，即可能存在的基因型有： CCRR、 CCRr、 CcRR以及CcRr 4种情形，然后分别去计算这4种基因型的植株与基因型为ccRr的植株杂交子代中红花的比例，从而得出正确的答案。

[解法二]从题干中“子代中有3/8开红花(CR)”入手分析，3/8=1/2×3/4，这样可直接得出该红花香豌豆的基因型为CcRr。

策略小结： 解法二运用了“分解、组合”的技巧，使复杂问题简单化。此方法常用于某个比例的分析，其基本思路是： 将多对等位基因的自由组合分解为若干分离定律分别分析，再运用乘法原理进行组合。例如： 有一种名贵的兰花，花色有红色、蓝色两种，其遗传符合孟德尔的遗传规律(假定受三对等位基因控制)。现将纯种红花和蓝花进行杂交，F1均为红花，F1自交，F2红花与蓝花比例为27∶37，若F1测交，则其子代表现型及比例为。解答此题时要注意到F2红花所占的比例为27/64=3/4×3/4×3/4，从而得出F2红花的基因型为AaBbCc，进一步分析可知F1测交所得子代表现型及比例为红色∶蓝色=1∶7。

1.3 按所占分数计算法 已知某水稻品种中，高秆(A)与矮秆(a)由一对等位基因控制，抗稻瘟病(B)与易感稻瘟病(b)由另一对等位基因控制，两对等位基因独立遗传。某人用高秆抗稻瘟病和矮秆抗稻瘟病的水稻进行杂交，发现子代的表现型及比例如图所示。若将子代中的高秆抗稻瘟病水稻自交，理论上讲后代中的表现型及比例是。

完成了系统的软硬件设计后，选取一个蔬菜温室大棚进行了实际安装与测试，对该系统的软件和硬件进行了测试，硬件测试是测试物联网智能节点和底层模块是否能够正常工作，软件测试是测试该系统是否能实现远程监测和自动控制。经测试，检测终端将数据传往云服务器大约在1s左右，该系统稳定可靠，准确性高，将无线自组织网络和NB-IOT网络连接成功后，进行现场数据采集并远程传输，并自动控制设备使大棚环境处于最佳状态，NBIOT网络连接测试和监控软件运行界面如图7和图8所示。

[解法一]从子代的表现型及比例可以得出： 亲本高杆抗稻瘟病水稻的基因型为AaBb，矮秆抗稻瘟病水稻的基因型为aaBb，故子代中的高秆抗稻瘟病水稻为1AaBB与2AaBb。它们自交所得后代可简单表示为1(3高秆抗稻瘟病+1矮秆抗稻瘟病)与2(9高秆抗稻瘟病+3矮秆抗稻瘟病+3高秆易感稻瘟病+1矮秆易感稻瘟病)。为合理、科学起见，“1(3高秆抗稻瘟病+1矮秆抗稻瘟病)”应变形为“1(12高秆抗稻瘟病+4矮秆抗稻瘟病)”，这样综合起来便可得出后代中的表现型及比例为： 高秆抗稻瘟病∶矮秆抗稻瘟病∶高秆易感稻瘟病∶矮秆易感稻瘟病=15∶5∶3∶1。

[解法二]此题也可以换一种解题方式： 就是把子代中的高秆抗稻瘟病水稻表示为1/3AABb与2/3AaBb，它们自交所得后代可简单表示为1/3(3/4高秆抗稻瘟病+1/4矮秆抗稻瘟病)与2/3(9/16高秆抗稻瘟病+3/16矮秆抗稻瘟病+3/16高秆易感稻瘟病+1/16矮秆易感稻瘟病)。再进行合并与化简，便可得出后代中的表现型及比例为： 高秆抗稻瘟病∶矮秆抗稻瘟病∶高秆易感稻瘟病∶矮秆易感稻瘟病=15∶5∶3∶1。

策略小结： 解法一易错，容易忽视对“1(3高秆抗稻瘟病+1矮秆抗稻瘟病)”的变形，建议教学时采用解法二解决此类试题。解法二在解答遗传学相关试题时是很常见、很实用的。例如： 番茄的花是两性花，紫茎(A)对绿茎(a)为显性，缺刻叶(B)对马铃薯叶(b)为显性，这两对等位基因位于两对同源染色体上。现有一基因型为AaBb的番茄植株自交，得F1。欲对F1紫茎缺刻叶番茄植株进行测交，预期F2中绿茎马铃薯叶番茄所占的比例为。用解法二解答此题的基本过程为： 欲对F1紫茎缺刻叶番茄植株(4/9AaBb、 2/9AABb、 2/9AaBB、 1/9AABB)进行测交，预期F2中绿茎马铃薯叶番茄所占的比例为： 4/9×1/2×1/2=1/9。

1.4 运用公式计算法 用基因型为Aa的豌豆连续自交并逐代淘汰隐性个体，则F3中杂合子所占的比例为(隐性个体已淘汰)。

[解法一]基因型为Aa的豌豆自交得子一代，淘汰隐性个体后为1/3AA、 2/3Aa。子一代自交得子二代，淘汰隐性个体后为3/5AA、 2/5Aa。子二代自交得子三代，淘汰隐性个体后为7/9AA、 2/9Aa。

[解法二]由于隐性个体自交后代还是隐性个体，因此先假定不淘汰隐性个体，得F3中AA所占的比例为[1-(1/2)3]/2=7/16， Aa所占的比例为(1/2)3=1/8， aa所占的比例为[1-(1/2)3]/2=7/16，这样得可得出： 用基因型为Aa的豌豆连续自交并逐代淘汰隐性个体，则F3中杂合子所占的比例为2/9。

类似的例子还有： 某育种专家在农田中发现一株矮杆抗矮黄病的小麦(两对等位基因独立遗传)，自花受粉后获得161粒种子，这些种子发育成的小麦中有30株矮杆感矮黄病和若干株高杆感矮黄病，其余的都为抗矮黄病。若将这30株矮杆感矮黄病的小麦作为亲本自交，在其F1中选择矮杆感矮黄病的再进行自交，理论上F2中能稳定遗传的矮杆感矮黄病小麦占F2中所有矮杆感矮黄病小麦的比例为。用解法二很容易得出正确答案为7/9，具体过程就不赘述了。

1.5 配子法 果蝇的灰身基因(E)对黑身基因(e)为显性，位于常染色体上；直毛基因(F)对分叉毛基因(f)为显性，位于X染色体上。用基因型为EeXFXf的雌果蝇与基因型为EeXFY的雄果蝇杂交得子一代，子一代中去除所有黑身分叉毛个体，其余个体随机交配，子二代中黑身分叉毛个体占(用分数表示)。

[解法一]子一代中黑身分叉毛个体的基因型为eeXfY，其余个体随机交配可看成： (1/8EEXFXF、 1/4EeXFXF、 1/8eeXFXF、 1/8EEXFXf、 1/4EeXFXf、 1/8eeXFXf)与(1/7EEXFY、 1/7EEXfY、 2/7EeXFY、 2/7EeXfY、 1/7eeXFY)的随机交配，然后30种交配方式展开计算，最后统计得出子二代中黑身分叉毛个体占1/28。

[解法二]子一代中黑身分叉毛个体的基因型为eeXfY，其余个体随机交配可看成： (3/4E_、1/4ee)·(1/2XFXF、 1/2XFXf)与(1/7EEXFY、 1/7EEXfY、 2/7EeXFY、 2/7EeXfY、 1/7eeXFY)的随机交配，前者产生eXf的概率为1/8，后者产生eY的概率为3/14，产生eXf的概率为1/14，因此子二代中黑身分叉毛个体占： 1/8×(3/14+1/14)=1/28。

策略小结： 显而易见，解法一烦琐、易错，方法二简单、明了。用“配子法”解答遗传学问题已受到广泛关注。采用“配子法”对遗传题中常见的“自由交配”“遗传系谱图”及“9∶3∶3∶1的变形”等问题的解析方法，较好地展示了“配子法”在遗传解析中的应用。值得一提的是，一定要准确求出雌、雄配子各自所占的比例，在此基础上，构建“棋盘”，其余的计算便可水到渠成了。例如： 某种动物的体色由两对位于常染色体上的等位基因E、 e和F、 f控制，E和e分别控制黑色和白色，并且当F存在时，E基因不能表达。现有两纯合白色亲本杂交，F1全为白色，F1雌雄个体随机交配得F2中白色∶黑色=13∶3。选取F2中的黑色个体随机交配，则产生的后代中杂合子所占的比例为。用解法二解答此题的基本思路为： 子二代黑色个体的基因型及比例是Eeff∶EEff=2∶1，产生的雌雄配子的种类及比例是Ef∶ef=2∶1，因此随机交配后代的基因型及比例是EEff∶Eeff∶eeff=4∶4∶1，杂合子的比例是4/9。

2 学生解答遗传题时创造性思维培养的途径与方法

2.1 典例讲解，举一反三 教师可将上述典型试题进行一题两解的示范，通过一题两解使学生掌握解决复杂问题的最佳方法，将整个思维过程完整地展现在学生的面前，通过这样的方式帮助学生体会一题两解的重要性，有效地锻炼了学生的创造性思维能力以及分析问题和解决问题的能力，使学生在做类似试题时能够做到举一反三，触类旁通。

2.2 遴选试题，巩固提升 教师可在历年的高考真题或优秀的模拟试题中精选出能够一题两解的试题，印发给学生，引导他们自主探究、合作探究，鼓励学生能够通过不同的角度、不同的方面对同一个问题进行思考，激发学生不断探究、不断创新的热情。对于表现突出的学生要大力表扬，对于思维能力有待提高的学生要多加引导、提示，主动、耐心地协助他们完成试题的解答。

2.3 转变观念，拓展思维 传统的高中生物学教学多是以教师滔滔不绝地讲授、学生被动接受知识的教学模式为主。在这种教学模式下，教师的主要任务就是对学生不加引导的、以机械的方式向学生传授生物学教材中已有的各种基本事实、概念、原理和规律等方面的基础知识，这种教学模式严重阻碍了学生在生物学学习中创造性思维的培养，在学习中也逐渐丧失了积极性和主动性。

为了改变这一落后的、不妥的教学模式，教师应给予学生一定的、合理的自主学习时间，要想方设法地提高学生自主探究、合作探究的积极性与主动性。在传授知识的同时，教师更应该注重科学思维和科学方法的传授，通过知识、方法、技能等的传授，拓展学生的创造性思维，提高学生的生物学核心素养。

2.4 注意总结，思考感悟 创造性思维能力的提高绝非一日之功，也并不是仅凭教师传授几个典例就达成目的。学生在平时的学习过程中要多注意、多总结、多思考、多感悟，只有日积月累，才能真正提升创造性思维能力。