“同点异题比较法”发展学生科学思维

安徽 江升霞 王 军

“同点异题比较法”是指把针对同一考点但命题方式不同的题目归类，同时呈现给学生，进行比较分析，有利于学生在比较解题的过程中从不同角度理解该考点，培养学生的审题意识，优化学生的解题思路，提升学生的解题能力。

概率计算、显隐性判断、基因定位等是高中遗传学研究的基本问题，也是高考的高频考点，本文通过这些方面题目的比较分析，对该方法进行说明。该方法在新课单元复习及一、二轮复习中的不同模块均可应用。

一、比较推理顺序，解决亲子代概率计算

【例1】（逆推）已知某种植物果皮的有毛和无毛由常染色体上的一对等位基因（D、d）控制，让多个果皮有毛的亲本自交，F1的表现型及比例为有毛∶无毛＝7∶1（不考虑基因突变、染色体变异和致死情况）。下列有关分析不正确的是（ ）

A.该植物果皮的有毛对无毛为显性

B.F1中d的基因频率为1/4

C.亲本的基因型有DD、Dd两种，且比例为1∶1

D.F1果皮有毛植株中DD∶Dd＝4∶1

【例2】（正推）豌豆是一种严格的自花受粉植物，而且是闭花受粉。已知一批基因型为AA和Aa的豌豆种子，其数目之比为1∶2，将这批种子种下，自然状态下（假设结实率相同）其子一代中基因型为AA、Aa、aa的种子数之比为（ ）

A.3∶2∶1 B.3∶5∶1

C.4∶4∶1 D.1∶2∶1

【比较分析】例1、例2的核心考点是亲子代的概率计算问题，不同之处在于例1利用子代表现型及比例推导亲本基因型及比例，而例2正好反过来，利用亲本基因型及比例推导子代基因型及比例。学生解例1时正确率比例2要低，但如果先呈现给学生例2，再让学生解例1，稍作提示的话，学生以逆推的思路解题，会有豁然开朗的感觉。两例题的分析过程如图1、图2所示。

图1

图2

两题中子代表现型之比分别是7∶1和5∶1，明显大于杂合子自交子代的3∶1，说明亲本的显性个体包含两种基因型，而子代的表现型比例决定于亲本两种基因型的比例，这种正推和逆推的双向训练有利于培养学生的科学思维。

【答案】（例1）D （例2）A

二、比较亲本数量，推导亲本基因型

【例3】（一对亲本）某二倍体植物茎秆有绿茎和紫茎两种，现对该对相对性状做以下实验（如表1），请写出甲、丙组亲本的基因型（用D、d表示）。

表1

【例4】（多对亲本）某学校生物小组在一块较为封闭的低洼地里发现了一些野生植株，这些植株的花色有红色和白色两种。同学们分两组对该植物的花色、茎色进行遗传方式的探究。请根据实验结果推测A、B组亲本的基因型（用A、a表示）。

表2

【比较分析】例3、例4的核心考点是判断亲本基因型，乍一看没区别，其实关键区别在于亲本的数量。

例3中根据丙组性状分离比，判断绿茎为显性，甲、丙组是典型的测交和自交，亲本分别是Dd×dd和Dd×Dd。同学们很容易把例4当成例3一样去分析，导致结果分析不完整。A组F1表现型比例明显大于3∶1，B组F1表现型比例明显大于1∶1，出现此结果的原因在于A、B组均有30对亲本（不止一对），无法保证每组亲本的基因型相同。A组亲本除了导致性状分离的Aa×Aa外，可能还有AA×Aa和AA×AA，后两种亲本组合产生的子代全为显性，所以30对亲本产生的子代总体情况是36红花∶1白花＞ 3∶1，B组情况与之类似。

例4的命题风格有全国卷的特点，虽然考查的是常见问题，但亲本数量的增加使问题更复杂，更好地考查了学生的科学思维。

【答案】（例3）甲组：Dd×dd，丙组：Dd×Dd（例4）A组：Aa×Aa、AA×Aa、AA×AA，B组：Aa×aa、AA×aa

三、比较杂交模型，判断性状显隐性

【例5】（未利用测交）下列关于性状显隐性或纯合子与杂合子判断方法的叙述，错误的是（ ）

A.甲×乙→只有甲→甲为显性性状

B.甲×甲→甲+乙→乙为隐性性状

C.甲×乙→甲∶乙＝1∶1→甲为显性性状

D.花粉鉴定法：只有一种花粉→纯合子，至少有两种花粉→杂合子

【例6】（利用测交）南瓜果实的黄色和白色是由一对等位基因（A和a）控制的，用一株黄色果实南瓜和一株白色果实南瓜杂交，子代（F1）既有黄色果实南瓜也有白色果实南瓜，让F1自交产生的F2表现型如图3所示。则可以判断显隐性关系的是（ ）

图3

A.① B.② C.③D.①②

【比较分析】例5、例6的核心考点都是显隐性的判断，不同之处在于对特殊情况的处理是否深入。

例5的A、B选项正是判断显隐性的两种常用基本方法（模型），其中A选项是纯种亲本杂交法，甲×乙→只有甲→甲为显性性状，这是显性性状的概念；B选项是自交法，甲×甲→甲+乙→乙为隐性性状，用性状分离的概念判断显隐性；C选项是测交法，不能直接判断显隐性。对于例5的测交法，很多人的思考就到此为止了，其实更进一步也是可以判断显隐性的，即例6的图示，让F1自交，③出现性状分离可以判断白果是显性，单独通过②无法判断黄果的显隐性，但①②同时考虑，可以判断黄果是隐性性状。判断显隐性的杂交模型，一般可以总结如图4：

图4

全国卷生物题中多次考查显隐性的判断这一遗传学的基本问题，其命题基本思路是在考查基本方法（模型）的前提下，简化条件，使模型更加复杂，更好地考查学生的科学思维。

【答案】（例5）C （例6）CD

四、比较育种目的，选择合适的育种方法

【例7】（选育纯种）小麦品种是纯合体，生产上用种子繁殖，现要选育矮秆（aa）、抗病（BB）的小麦新品种，请设计小麦品种间杂交育种程序。

【例8】（选育杂种）马铃薯品种是杂合体（有一对基因杂合即可称为杂合体），生产上通常用块茎繁殖，现要选育黄肉（Yy），抗病（Rr）的马铃薯新品种。请设计马铃薯品种间杂交育种程序。

【比较分析】例7、例8考查的核心考点均是杂交育种，不同之处在于育种材料和育种目的不同，所以在具体的育种程序设计上有所不同。

根据题意：小麦品种是纯合子，则与题意有关的基因型应有：AABB、aabb、aaBB、AAbb，因为aaBB是要选育的品种，自然界中不存在这样的个体，那么要得到aaBB的个体，只能选择AABB和aabb作为亲本。同理，马铃薯品种是杂合子，与题意有关的基因型应有：YyRR、Yyrr、YYRr、yyRr、YyRr，由于YyRr是要选育的新品种，自然界中不存在这样的个体，则在剩下的4种基因型中，通过一次杂交能出现YyRr的个体，只能选择yyRr和Yyrr作亲本。小麦和马铃薯新品种的获得，首先要经过有性杂交过程，通过基因重组得到新的性状。不同的是，小麦在生产上必须用种子繁殖，要保证后代不出现性状分离，必须得到矮秆抗病的纯合子（aaBB），才是符合要求的新品种，因此在第3代中选出矮秆抗病的植株后需连续自交，以提高纯度；马铃薯在生产上通常用块茎繁殖，属无性生殖，后代可保持亲本的性状，因此在第2代中选出黄肉抗病（YyRr）的个体即为新品种。

遗传规律在作物育种上的应用往往要根据实际需要选择相应的方法，根据条件不同，灵活运用遗传学原理，更好地考查了学生的科学思维。

【答案】杂交育种程序如图5：

（例7）小麦：

图5

五、比较亲本性别，准确定位基因

【例9】（雌性突变）一只雌鼠的一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状。该雌鼠与野生型雄鼠杂交，F1的雌、雄个体中均既有野生型，又有突变型。若要通过一次杂交实验鉴别突变基因在X染色体还是在常染色体上，选择杂交的F1个体最好是（ ）

A.野生型（雌）×突变型（雄）

B.野生型（雄）×突变型（雌）

C.野生型（雌）×野生型（雄）

D.突变型（雌）×突变型（雄）

【例10】（雄性突变）某科研小组对野生纯合小鼠进行X射线处理，得到一只雄性突变型小鼠。对该鼠研究发现，突变性状是由位于一条染色体上的某基因突变产生的。该小组想知道突变基因的显隐性及其在染色体中的位置，设计了如下杂交实验方案，如果你是其中一员，将下列方案补充完整。（注：除要求外，不考虑性染色体的同源区段。相应基因用D、d表示。）

（1）杂交方法：___________________________________________________。

（2）观察统计：观察并将子代雌雄小鼠中野生型和突变型的数量填入表3。

表3

（3）结果分析与结论：

①如果A=1，B=0，说明突变基因位于______________；

② 如果A=0，B=1，说明突变基因为_____________性，且位于_____________；

③如果A=0，B=_____________，说明突变基因为隐性，且位于X染色体上；

④ 如果A=B=1/2，说明突变基因为_____________性，且位于_____________。

（4）拓展分析：

如果基因位于X、Y染色体的同源区段，突变性状为____________性，该个体的基因型为_____________。

【比较分析】例9、例10考查的核心考点均是判断突变基因的显隐性后进行基因定位，条件中均强调“一条染色体上某基因发生了突变”，不同之处在于研究对象分别是“一只雌鼠”和“一只雄性突变型小鼠”，从而导致问题的复杂程度明显不同。

例9中，根据“一只雌鼠一条染色体上某基因发生了突变，使野生型性状变为突变型性状”可以得知，不论该突变发生在常染色体还是X染色体（均成对存在），均应该是显性突变。而例10中，一只雄鼠的“一条染色体上的某基因突变”，该突变基因可能位于常染色体、X或Y染色体上，而且X或Y染色体均只有一条，所以该突变可能存在显性突变或隐性突变两种情况，从而产生的组合类型更多样化。

从选择的杂交方式来看，通常选择该突变鼠与异性野生型鼠杂交。在例9中，若后代表现为雄鼠都是野生型，雌鼠都是突变型，则突变基因在X染色体上；若后代性状无性别差异，则突变基因在常染色体上。例10中，需把突变基因根据伴Y染色体、伴X染色体显性、伴X染色体隐性、常染色体显性等几种情况分别代入推导。

基因定位问题也在近年的高考中反复出现，但常考常新，命题者不断地改变问题的条件，很好地考查了学生的科学思维。

【答案】（例9）A （例10）（1）让突变型雄鼠与多只野生型雌鼠交配 （3）①Y染色体上 ②显X染色体上 ③0 ④显 常染色体上 （4）显 XDYd或XdYD

通过这种对试题的比较分析，师生能看到对同一考点的多种考查形式，这对培养学生自主学习的习惯、学生科学审题的习惯、学生的解题能力以及对发展学生的科学思维都会起到很好的作用。