2016年北京高考理综第30题的分析及备考教学建议

魏凤国

(辽宁省实验中学东戴河分校 125208)

高考理科综合考试中的大题通常是全面考查学生高中阶段所学习的全部内容，每一道题都透射多个知识点，既考查学生的基本知识掌握水平，又考查学生多方面的综合能力。2016年高考理科综合考试中北京卷的第30题就是这种类型题的典范。

1 原题呈现

研究植物激素作用机制常使用突变体作为实验材料，通过化学方法处理萌动的拟南芥种子可获得大量突变体。

(1)若诱变后某植株出现一个新性状，可通过________交判断该性状是否可以遗传，如果子代仍出现该突变性状，则说明该植株可能携带________性突变基因，根据子代________，可判断该突变是否为单基因突变。

(2)经大量研究，探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径(图1)。由图1可知，R蛋白具有结合乙烯和调节酶T活性两种功能，乙烯与________结合后，酶T的活性________，不能催化E蛋白磷酸化，导致E蛋白被剪切，剪切产物进入细胞核，可调节乙烯响应基因的表达，植株表现有乙烯生理反应。

(3)酶T活性丧失的纯合突变体(1#)在无乙烯的条件下出现________(填“有”或“无”)乙烯生理反应的表现型，1#与野生型杂交，在无乙烯的条件下，F1的表现型与野生型相同。请结合图1从分子水平解释F1出现这种表现型的原因：________________。

(4)R蛋白上乙烯结合位点突变的纯合体(2#)仅丧失了与乙烯结合的功能。请判断在有乙烯的条件下，该突变基因相对于野生型基因的显隐性，并结合乙烯作用途径陈述理由： ________。

(5)番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径，若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变，则这种植株的果实成熟期会________。

参考答案：(1)自 显 表现型的分离比 (2)R蛋白 被抑制 (3)有 杂合子有野生型基因，可产生有活性的酶T，最终阻断乙烯作用途径 (4)2#与野生型杂交，F1中突变基因表达的R蛋白不能与乙烯结合，导致酶T持续有活性，阻断乙烯作用途径，表现为无乙烯生理反应，其表现型与2#一致，因此突变基因为显性 (5)推迟。

2 命题分析

图1 乙烯的作用途径

2.1 问题设计具有层次性和启发性 该题设置5个问题。第(1)问相对独立。第(2)问考查了学生的基本识图能力，为第(3)问和第(4)问的作答做铺垫。第(3)问设置了两个问题，第1个问题为第2个问题做铺垫。该题如果去除第(2)问以及第(3)问的第一个空，则学生将没有思路，该题将无法解。

2.2 内容源于教材，体现“一题多点” 该题在内容上，以乙烯的调节为载体，考查了多个知识点，横跨3册教材，覆盖面广。第(1)问考查的内容为必修2第5章第1节中的基因突变，第(2)问考查的内容为必修3第3章第3节中的植物激素的调节机制，第(3)问考查的内容为必修1第5章第1节中的酶活性的影响因素，第(4)问考查的内容为必修2第1章中的显性和隐性性状的概念，第(5)问考查的内容为必修3第3章第3节中乙烯的功能。一道题考查这么多内容，且许多内容都跨教材，这就要求考生熟悉教材，并能顺利将各章节、各教材之间的知识建立联系，进行思维的迁移。

2.3 凸显能力要求的考查 该题在能力上，凸显了考纲对学生实验设计能力、识图能力、准确获取信息能力、逻辑推理能力、思维迁移能力、综合应用能力和分析能力以及准确的语言表达能力等的要求。第(1)问以变异类型的判断为命题出发点，考查学生的实验设计能力以及突变类型的综合判断能力，难度中等。第(3)、(4)问的信息量大，着重考查学生获取信息、处理信息、思维迁移能力、逻辑推理及应用信息的能力，难度较大。

3 解题分析

(1)若要判断该突变性状是否可遗传，可设计一个杂交方案进行判断。杂交方案有多种，杂交、测交、自交等。是否可遗传，关键看遗传物质有没有改变。从第1问信息可知，该突变是基因突变，所以有两种可能：①隐性突变，设基因用A或a来表示，则是AA→aa；②显性突变，则是aa→Aa或AA。首先排除测交，因为不知道是显性突变还是隐性突变，所以不知道隐性纯合子是什么类型，无法选择。其次排除杂交，如果将突变个体与野生型个体杂交，若为隐性突变，则AA×aa→Aa，后代表现为野生型。如果遗传物质没有改变，其性状虽然改变，但基因型没有改变，仍为AA，则AA×AA→AA，后代表现为野生型。这样就没有办法区分该突变性状是否可以遗传了。若采用自交方案，如果遗传物质没有改变，则后代表现为野生型；如果遗传物质改变，不论是显性突变还是隐性突变，自交后代都会出现该突变性状。所以自交方案可行。自交后代若全部都是突变性状，则该突变植株的基因型为AA或aa，若自交后代既有野生型性状，也有突变性状，则该植株的基因型为Aa。所以该个体携带显性突变基因的概率更大，即该突变植株更可能是显性突变个体，携带显性突变基因。若为单基因突变，则后代表现型的分离比是3∶1。所以根据后代表现型的分离比可以确定是否是单基因突变个体。

(2)据图1可知，乙烯与R蛋白结合后，酶T活性受到抑制(这里不可以写成降低或减弱，因为酶活性降低或减弱仍然有活性，只是到达反应终点所需的时间延长而已，不是不能反应)。酶T活性丧失的纯合突变体(1#)在无乙烯的条件下，酶T没有活性，E蛋白不能被磷酸化，则能被酶剪切，从而是乙烯响应基因表达而表现出有乙烯生理反应。1#与野生型杂交得F1，F1体细胞中既有突变基因，也有野生型基因，这两个基因是独立进行表达的，并不是隐性基因不能表达。所以在F1体细胞中同时存在正常的酶T和突变致使活性丧失的酶T。因此，在无乙烯的条件下，F1细胞中正常的酶T有活性，E蛋白被磷酸化而不能被酶剪切，从而阻断乙烯作用途径，表现为无乙烯生理反应，所以F1的表现型与野生型相同。

(3)题干中，突变体和野生型都是纯合子，所以判断显隐性的方法是杂交。F1表现谁的性状，谁的性状就是显性。将2#与野生型杂交得F1,F1一定是杂合子，突变基因和野生型基因在体细胞中都能独立表达，在细胞中会同时存在两种受体，即正常的R蛋白和功能异常的R蛋白。在有乙烯的条件下，乙烯与部分正常的R蛋白结合，细胞中的这部分酶T活性受到抑制，乙烯与部分异常的R蛋白结合，细胞中的这部分酶T有活性。在整个细胞中两种状态的酶T同时存在，应按酶T有活性处理。因此，E蛋白磷酸化，不能被酶剪切，从而阻断乙烯途径，使F1表现为无乙烯生理反应，即突变性状。所以在有乙烯的条件下，突变基因相对于野生型基因为显性。

(4)番茄中也存在与拟南芥相似的乙烯作用途径，若番茄R蛋白发生了与2#相同的突变，则这种植株不论是否在有无乙烯的条件下，都会发生无乙烯的生理反应，因此这种植株的果实成熟期会推迟。

4 解题技巧

该题的典型特点是图的信息量大、关系错综复杂，很容易发生逻辑关系混乱，学生在分析时容易作出错误的判断。

因此做这类题时，厘清其中复杂的关系尤为重要。可在解此类问题时，用直观的概念图来厘清图中的信息脉络，以防止混乱。

图2 概念图

梳理后，将受体、酶T与最终性状建立起相应的关系，如2图所示，很容易就看出两者之间的关系，一目了然。受体与性状呈正向平行关系，酶T与性状呈反向平行关系。不论考查受体与性状的逻辑关系，还是考查酶T与性状的逻辑关系，学生都可以准确把握。

5 教学建议

5.1 备考复习时要研读考纲，回归教材 首先，高考题的命制是严格依据考纲进行的。在高考复习时，教师要认真研读考纲，才能把握高考的命题方向，才能对大量的试题进行有针对性的选择，避免复习的盲目性。其次，复习时不能脱离教材。高考题的命制素材可能源于教材，也可能源于新的研究发现，但考查的落脚点会回到教材上。所以复习时，要依纲据本，跳出题海。

5.2 培养学生的信息转化和思维迁移能力 在教学中，教师要培养学生善于运用概念图对题目中的信息进行转化，将题目中复杂的、抽象的信息转化为形象、直观的信息，有助于学生对题意的理解。

在教学中，教师要善于建立知识网络图，使知识点之间建立起前后联系，潜移默化地培养和训练学生的思维迁移能力。如解决这道题，学生在理解细胞中同时存在两种状态的酶T时，就产生一种矛盾的结果，即两种生理状态同时存在。对到底有无乙烯生理反应把握不准，容易作出错误的判断。有酶抑制剂是影响酶活性因素之一，其中非竞争性抑制剂对酶活性的影响相当于降低了反应体系中酶的浓度，延长了反应到达终点的时间，并不是使反应停止。如果学生能将知识点迁移到这里，就不会做出错误的判断了。