活用高考真题 精准前瞻命题动向——以“基因的分离定律”为例

云南

每当进入高三，尤其进入高三考前复习阶段，教师身边的教辅资料种类不计其数，质量参差不齐。高考考前备考阶段不乏教师直接以教辅书为依托，按部就班地完成备考复习，高考完了才发现自己复习的没考，高考考的自己几乎没有复习到。笔者分模块详细分析近5 年全国卷生物高考真题发现，灵活应用高考真题能直击高考重难点，精准预测高考试题命题动向与考向，大幅度提高备考效率。本文以“基因的分离定律”为例，例证说明活用高考真题对精准备战高考的导向作用，以期提高高考备考效率和准确率。

1.真题再现

【例1】（2017 年，全国卷Ⅰ，第32 题节选）某种羊的性别决定为XY 型。黑毛和白毛由等位基因（M/m）控制，且黑毛对白毛为显性。回答下列问题：

（2）某同学为了确定M/m 是位于X 染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m 是位于X 染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若___________________________，则说明M/m是位于X 染色体上；若_____________________________，则说明M/m 是位于常染色体上。

【参考答案】（2）白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性∶雌性＝1∶1

【例2】（2018 年，全国卷Ⅰ，第32 题节选）果蝇体细胞有4 对染色体，其中2、3、4 号为常染色体。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如表1：

表1

回答下列问题：

（1）根据杂交结果，________（填“能”或“不能”）判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X 染色体还是常染色体上。若控制有眼/无眼性状的基因位于X 染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是______，判断依据是_____________________。

（2）若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用表1 中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性（要求：写出杂交组合和预期结果）。

【参考答案】（1）不能 无眼 只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离 （2）杂交组合：无眼×无眼 预期结果：若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状。

【例3】（2019 年，全国卷Ⅲ，第32 题）玉米是一种二倍体异花传粉作物，可作为研究遗传规律的实验材料。玉米籽粒的饱满与凹陷是一对相对性状，受一对等位基因控制。回答下列问题。

（1）在一对等位基因控制的相对性状中，杂合子通常表现的性状是_________________。

（2）现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米籽粒和一些凹陷的玉米籽粒，若要用这两种玉米籽粒为材料验证分离定律，写出两种验证思路及预期结果。

【参考答案】（1）显性性状 （2）思路及预期结果：

①两种玉米分别自交，若某些玉米自交后，子代出现3∶1的性状分离比，则可验证分离定律。（其余3种方法略）

2.关联性分析

例1、例2、例3 均来自近5 年的高考真题，从参考答案或者题干信息粗略来看，它们之间似乎没有太多关联性，但细细品味和挖掘后会发现，彼此间密切联系，虽然形式和素材不同，但是核心思想异曲同工。从《普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明》（以下简称《考试说明》）的要求来看，三者均是在以下两个知识内容和要求下命制的：（1）孟德尔遗传实验的科学方法（Ⅱ）；（2）基因的分离定律和自由组合定律（Ⅱ）。

例1 与例2 的关联性在于均考查假说-演绎法，两道题均涉及判定一对等位基因在染色体上的位置问题，同时将常染色体与伴性遗传有机融合，其考查的必备知识和关键能力是一致的。教师在高考考前复习备考中，若深入挖掘每道高考真题背后蕴藏的知识，拓宽知识的广度，以《考试说明》考查要求为设计中心，以高考真题为素材，通过改变设问的角度，改变信息呈现的形式等，便能够精准直击重点，确保核心考点不遗漏。假若复习备考中将例1 中的试题进行深入剖析，结合子二代3∶1 的问题，追根溯源，弄清为何需要通过统计不同性别的个体表现型来确定，弄清其中所采用的杂交方式的实质是什么，质疑倘若不是纯合的亲本又将如何判定？厘清知识的本质，那么高考试题也将变得熟悉而又简单。

例2 与例3 看似相差甚远——一个考查动物，一个考查植物，但考查的关键能力、学科核心素养和核心价值是高度一致的，两题均考查一对等位基因的3 种经典杂交实验、显隐性的判断方法、理由陈述和实验设计，将假说-演绎法中反推思想体现得淋漓尽致。例2 中涉及显性性状的判定，其实就是一对相对性状中显性性状和隐性性状的概念界定，延伸到例3 中就是杂合子所表现出来的性状，假若考前复习时教师认真引导学生分析例2 中的显性性状，做到知其然知其所以然，那么例3 的问题就迎刃而解了。另外例2 第（2）问与例3 第（2）问的实质是一致的。例2 中当无眼与有眼基因位于常染色体上时，根据杂交结果无法判断无眼与有眼的显隐性，但是子一代中一个是杂合子，另一个一定是纯合子。欲以子一代果蝇为材料，设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性，实质就是考查验证基因分离定律的方法之一——杂交法。该问还隐藏着一个非常重要的陷阱，即欲判定无眼性状的显隐性时不可采用子一代无眼与有眼杂交（实质为测交），但此方法可用于验证该对基因遵循基因的分离定律。若将例2 的思想迁移到例3，结合基因分离定律的本质，例3 的问题也就迎刃而解了。两道题的不同之处就是植物可以采用自交方式来验证基因的分离定律，但是动物不能自交，只能是基因型或表现型相同的雌雄个体交配或进行测交。

诸如上述的实例还有很多，如2016 年全国卷Ⅰ第30 题与2018 年全国卷I 第30 题的图形几乎一样（如图1 所示），设问点也大同小异（此处略）。

图1

再如2016 年全国卷Ⅰ第31 题“（2）记忆细胞在机体被病毒甲感染时能够迅速增殖分化，大量分泌抗体，从而起到预防该肿瘤病的作用。”与2019 年全国卷Ⅲ第30 题“（2）初次注射抗原后机体能产生记忆细胞，再次注射同种抗原后这些记忆细胞能够迅速增殖分化，快速产生大量抗体。”考查点一模一样。

诸多实例显示重点知识频繁考查，主干知识年年涉及，每年的高考题考查的知识点就是学科的核心、重点和主干知识，次年必将再涉及，只是呈现的形式或者要求回答的因果关系改变等，故教师在考前复习中多以高考真题展开设问，深度挖掘其考查的隐性知识，并对可能的变换形式和陷阱设置点进行准确剖析，坚持研究高考真题的思想和内涵，坚持以高考真题作为复习的主要资料，按照思想方法类、同一材料类、原因设问类等进行备考复习，一定会水到渠成，收获丰硕的果实。

3.考向预测

3.1 与性染色体（XY 型）有机结合，综合考查基因的分离定律与自由组合定律

【例4】某种雌雄异体动物（XY 型性别决定）体色有白色、黄色和棕色三种，受两对等位基因D/d 和E/e 共同控制，其作用机理如图2 所示（不考虑X 与Y 的同源区段）：

图2

科研工作者以不同体色的该动物品系为亲本做了相关实验，结果如表2：

表2

回答下列问题：

（1）由题意可知，D/d 与E/e 不可能均位于Y 染色体上，依据是_________________________________。

（2）根据实验结果不能判定D/d 与E/e 是否遵循基因的自由组合定律，请简要写出推断过程。

【参考答案】（1）该动物种群中雌性均具有棕色个体 （2）推断理由如下：由题意可知E/e 一定位于X 染色体上

①假设D/d 位于常染色体上，则亲本中母本和父本基因型分别为DDXEXE和DDXeY，此时F1雌雄个体均为棕色，F1雌雄个体随机交配所得F2中，雌性个体全为棕色，雄性个体中棕色∶黄色=1∶1，符合题意，此时两对等位基因遵循基因的自由组合定律；

②假设D/d 位于X 染色体上，则亲本中母本和父本基因型分别为XDEXDE和XDeY，此时F1雌雄个体均为棕色，F1雌雄个体随机交配所得F2中，雌性个体全为棕色，雄性个体中棕色∶黄色=1∶1，也符合题意，此时两对等位基因不遵循基因的自由组合定律。

综上所述，根据题意无法判定D/d 与E/e 是否遵循基因的自由组合定律。

【解题关键】该题涉及两对等位基因，不考虑同源区段，首先明确不可能均位于Y染色体上；其次根据表2 信息可知，控制该动物体色的基因也不可能均位于常染色体上，否则F2雌性也应具有黄色个体；进一步推理可得E/e 只能位于X染色体上，假若E/e 位于常染色体上，D/d 位于X 染色体上，则双亲基因型分别为EEXDXD、eeXDY，F2中雌雄都应具有棕色和黄色个体，与题意不符。

【思维模型】X、Y 型性别决定的生物种群中，涉及两对等位基因（假设A/a 和B/b）时，一般先分析题中基因是否位于Y染色体上（限雄遗传）；其次分析题目对X与Y染色体同源区段的说明，一般除特殊说明外不考虑同源区段；最后剩余4种假说：①两对等位基因均在常染色体上；②A/a 在常染色体上，B/b 在X染色体上；③B/b在常染色体上，A/a 在X染色体上；④两对等位基因均在X染色体上。一旦确定位置关系后可采取“分离”的思想解决问题，回归至基因的分离定律中最核心的三个实验：杂交、自交和测交。

3.2 与人类遗传系谱图相结合，综合考查基因的分离定律的实质

【例5】如图3 为某地区白化病（A/a 控制）和红绿色盲（B/b 控制）的部分遗传系谱图，图3 中Ⅱ1既患白化病又患红绿色盲。

回答下列问题：

（1）白化病属于___________（填“单基因”“多基因”或“染色体异常”）隐性遗传病，其致病基因位于___________染色体上。

（2）Ⅰ1与Ⅰ2婚后生出患白化病儿子Ⅱ1。同学甲认为是基因分离的结果，同学乙认为是基因重组的结果。你认为同学___________的分析是正确的，理由是___________________________。

（3）Ⅰ1与Ⅰ2的双亲均表现正常，则Ⅱ1的红绿色盲致病基因一定来自其外祖母（不考虑基因突变和染色体变异），理由是__________________________________________________________________。

【参考答案】（1）单基因 常 （2）甲 白化病属于单基因隐性遗传病，受一对等位基因控制，出现上述结果是因为父亲和母亲的性原细胞在减数分裂形成相应生殖细胞中，等位基因随同源染色体的分离而分离，进入到不同配子中，受精时雌雄配子随机结合，这一过程体现了基因的分离定律，而基因重组是针对两对等位基因的交叉互换或自由组合 （3）就红绿色盲这一遗传病而言，Ⅱ1的基因型为XbY，其母亲（Ⅰ2）的基因型一定为XBXb，又因为Ⅱ1的外祖父和外祖母均表现正常，其基因型分别为XBY、XBXb，因此Ⅱ1的红绿色盲致病基因一定来自其外祖母

【必备知识】白化病和红绿色盲均属于单基因遗传病，其中白化病属于常染色体隐性遗传病，红绿色盲属于伴X 染色体隐性遗传病，其中伴X 染色体隐性遗传病具有典型的交叉遗传现象。

【知识归纳】关于基因的分离定律可利用图4 加以理解。

3.3 以ZW 型性染色体组成动物为素材，综合考查基因的分离定律的实质

【例6】黄粉蝶的性别决定方式为ZW 型，Z、W 染色体存在同源区段（如图5 中Ⅱ）和非同源区段（如图5 中Ⅰ、Ⅲ），黄粉蝶种群中有一对相对性状，分别用甲、乙表示，其中甲为显性性状，控制甲、乙的这对等位基因（A/a）位于性染色体上。

图5

回答下列问题：

进一步研究发现A/a 位于Ⅱ区段，请设计一次杂交实验验证该结论，实验室可提供各种表现型及基因型的黄粉蝶雌雄个体（要求写出实验思路及预期结果）。

【参考答案】实验思路：选择表现型为甲的纯合雌性与表现型为乙的雄性杂交，观察并统计子代表现型。

预期结果：子代雌性均表现为甲。

【解题思路】欲确定A/a 在Ⅱ区段，核心在于“W”染色体上的基因，选择含有“W”染色体（雌性）的显性个体，与相应隐性雄性个体杂交，若子代雌性个体均表现为显性，则等位基因一定位于Z、W 染色体同源区段。

【易错提醒】对于XY 型性别决定的生物：

①已知显隐性时可采用“纯合的显雄隐雌”进行杂交，判定基因位于常染色上还是位于X 染色体非同源区段；

②未知显隐性时一般采用正反交；

③已知显隐性时若“纯合的显雄隐雌”进行杂交，后代雄性表现为显性性状，则可知该对等位基因一定位于X、Y 染色体同源区段。

对于ZW 型性别决定的生物，解决思维基本与XY 型性别决定的生物一致，需要注意的是ZW 型生物中雌性个体的性染色体组成为“ZW”，雄性个体的性染色体组成为“ZZ”。该类生物中解决基因定位问题时显隐性个体的选择与XY 型性别决定生物相反。

3.4 与染色体变异相结合，综合考查基因的分离定律的实质

【例7】某二倍体（2N=8）果蝇中存在某对常染色体缺失一条的单体（2N-1），该单体可存活且可正常繁殖后代，现研究发现该动物中存在一对常染色体上等位基因（D/d）控制的相对性状正常肢和短肢，其中正常肢为显性。请设计实验探究基因D 与d 是否位于缺失的这对常染色体上。要求写出实验思路、预期结果及结论。

【参考答案】实验思路：让非单体的短肢个体与纯合正常肢单体果蝇交配，观察并统计子代表现型及比例。

预期结果及结论：子代中出现正常肢个体和短肢个体，且比例为1∶1，则基因D和d位于缺失的这对常染色体上；若子代全为正常肢个体，则D 和d 基因不在缺失的这对常染色体上。

【解题思路】若D/d 位于缺失的这对常染色体上，则正常肢单体果蝇的基因型可表示为D0，“0”表示该条染色体缺失，非单体短肢个体基因型为dd，根据“基因的分离定律”思想，可知二者杂交后代正常肢个体∶短肢个体=1∶1；若D/d 基因不位于缺失的这对常染色体上，则正常肢单体果蝇的基因型可表示为DD，非单体短肢个体基因型为dd，二者杂交后代全为正常肢个体。

【关键思维】应采用假说-演绎思想、逆推思维，回归至基因的分离定律的测交实验上。

【融会贯通】以染色体变异为背景的问题还可能以单倍体以及单倍体育种为素材，结合花药离体培养或花粉鉴定过程考查基因的分离定律的实质以及验证基因的分离定律的方法。

4.结语

高考试题每年都在变化，但万变不离其宗，方向比努力更重要，备考中只要找准方向，坚持不懈，定将功到自然成。高考真题始终代表着学科核心素养的要求，潜心研究高考真题，用活高考真题，从而精准前瞻命题动向，这不仅可以帮助学生获得高分，更重要的是能够从中培养学生形成生命观念、科学探究、科学思维和社会责任四大学科核心素养。