例谈高考生物试题中的逆向思维题型与解题应用

河北 周悦寒 侯金海

在高考生物试题中，所见的题型一般是通过题干信息的引导，进行正向分析并作答的试题，这种题型属于正向思维题型。然而在近些年的高考题中也不乏一些逆向思维题型，此类题型往往是题中给出结果，要求学生推理原因或发生的条件等，简单理解就是“倒过来想一想”。这类题型往往需要不同于常规的正向思维解题过程，跳出常规思维模式，以另类角度思考问题。常见的逆向思维题型及其解答方法分析如下：

一、由子代推亲代——分析亲代的基因型

2018 年海南卷中的一道关于蜜蜂的遗传题是比较典型的由子代逆推亲代的题型，在此之前，学生进行了大量的正向思维训练，练习的很多遗传题很多都呈现出“由条件至比值”“由亲代推子代”的命题套路。而像2018 年海南卷中的17 题则应由子代入手逆向推导。

【典例1】（2018 年，海南卷，第17 题）蜜蜂中，雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型为：雌蜂是 AADD、AADd、AaDD、AaDd；雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是（ ）

A.AADd 和 ad B.AaDd 和 aD

C.AaDd 和AD D.Aadd 和 AD

【答案】C

【逆向思维命题分析】此题考查学生对于蜜蜂这种特殊群体的遗传规律是否了解。题目首先给出已知条件：雌蜂是雌雄配子结合产生的二倍体，雄蜂是由未受精的卵直接发育而来的，进而分别给出子代的雌蜂和雄蜂的基因型，最终需要推知亲代的基因型。仔细想来，这是典型的“由子代推亲代”类逆向思维命题。

【逆向思维解题策略】此题中“由子代推亲代”可以分两步进行：第一步是由子代雄蜂基因型推知亲代雌蜂基因型。此时应该注意到子代雄蜂的基因型有4 种，分别是AD、Ad、aD、ad，由于雄蜂是亲代卵细胞发育来的，因此很容易推知亲代雌蜂的基因型为AaDd；第二步是综合子代雌蜂和亲代雌蜂的基因型来推知亲代雄蜂的基因型。子代雌蜂的基因型是 AADD、AADd、AaDD、AaDd，每种基因型中分别去除掉亲代产生的雌配子AD、Ad、aD、ad 后，不难看出亲代雄蜂产生的精子只有一种，即AD，因此答案应该选C。

二、追结果溯原因——寻求现象的合理解释

近年来，高考题中的“原因表述”类问题屡见不鲜，尤其是设问时若分为两个空，第一空需填写“是（能）”或“否（不能）”，第二空则进一步要求写出判断的原因，这类问题在表述时通常也能采用“逆向思维”作答，原因表述得会更加清晰、规范、易懂。

【典例2】（2016 年，全国卷Ⅰ，第32 题改编）已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶ ♀黄体∶灰体∶黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X 染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：

仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X 染色体上，并表现为隐性?请说明理由。

【答案】不能 若灰为隐性，黄为显性，基因位于常染色体上，灰雌与黄雄杂交为 aa×Aa，结果也会出现灰雌∶黄雌∶灰雄∶黄雄＝1∶1∶1∶1

【逆向思维命题分析】此题命题的信息点在于同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体为1∶1∶1∶1。问题点是仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X 染色体上，并表现为隐性？根据经验不难判断出“不能”，但是如果书写原因时，总是定向思考如何解释“为什么不能证明控制黄体的基因位于X 染色体上，并表现为隐性？”这个问题，就会让人陷入表述不清晰的陷阱。

【逆向思维解题策略】综合上述分析，可以抛开定向思维，从反向思考：若基因不位于X 染色体上也能出现同样的子代表现型及比例，问题就迎刃而解了。具体解题思路如下：由一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶灰体∶黄体为1∶1∶1∶1 可知，在子代雌性中，灰体∶黄体＝1∶1，在子代雄性中，灰体∶黄体＝1∶1，即该性状分离比在雌雄个体中相同，因此若黄体为显性，基因位于常染色体上，灰雌与黄雄杂交为 aa×Aa，结果也会出现灰雌∶黄雌∶灰雄∶黄雄＝1∶1∶1∶1，再注意逆向表述即可清晰表达出原因。

三、据结果析过程——分析基因表达过程

科学思维的考查往往需要厘清思路，有时逆向思维可以帮助学生们从结果入手逐级分析生命过程，下面这道基因表达的题目就可以很好地应用结果来推导过程，帮助学生更加直观地分析问题、解决问题。

【典例3】（2020 年，全国卷Ⅱ，第29 题节选）大豆蛋白在人体内经消化道中酶的作用后，可形成小肽（短的肽链）。回答下列问题：

（3）部分氨基酸的密码子如表所示。若来自大豆的某小肽对应的编码序列为UACGAACAUUGG，则该小肽的氨基酸序列是______________________________。若该小肽对应的DNA序列有3 处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，则此时编码小肽的RNA 序列为_____________。

【答案】酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸UAUGAGCACUGG

【逆向思维命题分析】此题很容易写出小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸，然后直接给出小肽的氨基酸序列不变这个条件，并指出该小肽对应的DNA 序列有3 处碱基发生了替换，需要推测此时编码小肽的RNA 序列是什么，这是典型的“据结果析过程”的逆向思维命题。

【逆向思维解题策略】首先根据该小肽对应的编码序列，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，该小肽的氨基酸序列是酪氨酸—谷氨酸—组氨酸—色氨酸。若该小肽对应的DNA 序列有3 处碱基发生了替换，但小肽的氨基酸序列不变，结合表格中部分氨基酸的密码子可知，谷氨酸、酪氨酸和组氨酸的密码子均有两个，且均为最后一个碱基不同，因此应该是这三种氨基酸分别对应的密码子的最后一个碱基发生了替换，此时编码小肽的RNA 序列为UAUGAGCACUGG。分析过程如图1：

图1

基于以上分析，笔者尝试命制了一道逆向思维原创题，可供大家参考：

【原创】某雌雄动物的毛色由两对等位基因A、a 和B、b 控制，B、b 基因位于X 染色体上，毛色的形成原理如图2 所示。某人用纯合的黑毛雌性个体与纯合的白毛雄性个体进行杂交，F1得到的全是黑毛，让F1雌雄个体相互交配，F2黑毛雌∶黑毛雄∶白毛雌∶白毛雄∶黄毛雄=2∶3∶2∶2∶3，有人推测产生这种比例的原因是亲代产生的___________________________________________________________________________________，而卵细胞可育。

图2

【答案】基因型是AXB的精子不可育

【逆向思维命题分析】一般的遗传题都是给出已知条件让学生推导子代的性状分离比，此题却给出杂交结果，让学生分析形成此结果的条件，类似于前文提到的第一种类型逆向思维题目，即“由比值至条件”。

【逆向思维解题策略】逆向思考：F2会出现黑毛雌∶黑毛雄∶白毛雌∶白毛雄∶黄毛雄=2∶3∶2∶2∶3，推知F2中基因型为AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb的植株都缺少1 份，进而推知F1产生的基因型是AXB的精子不可育。

综上，逆向思维在高考题中的考查比较广泛，尤其是遇到思路复杂、计算不方便、正向思维行不通的时候，学生们可以尝试进行逆向思维，往往会有另辟蹊径、豁然开朗的感觉。平时上课时教师将课堂知识融入逆向思维，养成多角度、多维度的思维习惯，才能充分应对新教材、新课标、新高考。