深入解析考题 聚焦考点风向

2021-04-28 12:45李立
中学教学参考·理科版 2021年4期
关键词:基因型

李立

[摘 要]生物遗传题常作为高考的压轴题,需要学生充分理解遗传学概念、定律,掌握分析方法,活用解题策略。建议复习教学中充分研究真题,聚焦考点知识,注重教学实践,培养学生的分析思维、逻辑思维和科学探究能力。文章以2020年天津市高考生物遗传题为例,开展试题分析、考点探究,进而深入反思课堂教学。

[关键词]解析考题;聚焦考点;遗传題;基因型;自由组合

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2021)11-0090-03

2020年高考生物对遗传知识的考查延续了历年高考命题的特点,既注重考查两大遗传定律,又注重考查学生的科学思维和科学探究能力。命题风格稳中有变,变中维稳。下面以2020年天津市高考生物遗传题为例进行探究剖析。

一、真题呈现,试题分析

1.真题呈现

(2020年天津市高考生物卷第17题)小麦的面筋强度是影响面制品质量的重要因素之一,如制作优质面包需强筋面粉,制作优质饼干需弱筋面粉等。小麦有三对等位基因(A/a,B1/B2,D1/D2)分别位于三对同源染色体上,控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白(HMW),从而影响面筋强度。科研人员以两种纯合小麦品种为亲本杂交得F1,F1自交得F2,以期选育不同面筋强度的小麦品种。相关信息见下表。

据表回答:

(1)三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制____________来控制生物体的性状。

(2)在F1植株上所结的F2种子中,符合强筋小麦育种目标的种子所占比例为____________,符合弱筋小麦育种目标的种子所占比例为____________。

(3)为获得纯合弱筋小麦品种,可选择F2中只含____________产物的种子,采用____________等育种手段,选育符合弱筋小麦育种目标的纯合品种。

2.试题分析

本题综合考查基因的自由组合定律、育种的相关知识以及遗传学的规律应用。根据题意可知,亲本小偃6号的基因型应为AAB2B2D1D1,安农91168的基因型应为AAB1B1D2D2,而育种目标中强筋小麦的基因型应为AAB2B2D2D2,弱筋小麦的基因型应为aaB1B1D1D1,后续的分析可根据基因型,并结合基因的自由组合定律来进行。

问题详解:(1)该问的要求是“控制合成不同类型的高分子量麦谷蛋白,从而影响面筋强度”,分析可知,三对基因的表达产物对小麦面筋强度的影响体现了基因可通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

(2)该问要求分析F2种子中相关目标种子的占比,可结合基因的自由组合定律来确定。分析可知,亲本小偃6号的基因型应为AAB2B2D1D1,安农91168的基因型应为AAB1B1D2D2,则F1的基因型为AAB1B2D1D2,而育种目标中强筋小麦的基因型应为AAB2B2D2D2,弱筋小麦的基因型应为aaB1B1D1D1。根据基因的自由组合定律可得,F2中符合强筋小麦育种目标的种子占比为1×1/4×1/4=1/16,符合弱筋小麦育种目标的种子占比为0。

(3)该问要求获得纯合的弱筋小麦品种,其基因型为aaB1B1D1D1,而从F2中选择的只能是AAB1B1D1D1,即同时含有甲、乙和丁产物的小麦种子。但由于AAB1B1D1D1中没有基因a,因此要获得aaB1B1D1D1,就需要通过基因诱变或者基因工程来使其产生基因a,还可以将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交,使其获得aa型个体。

参考答案:(1)蛋白质结构;(2)1/16,0;(3)甲、乙、丁;诱变、基因工程或将其与不含甲产物的小麦品种进行杂交。

二、真题揭秘,知识探源

1.真题揭秘

上述考题是一道综合性较强的遗传学考题,主要考查基因的自由组合定律,解题的突破口在于联系图表中关于基因的表达产物与个体的基因型,难度不大。上述考题旨在通过解读遗传学的两大定律关系来研究利用自由组合定律解题的方法规律,因此需要培养学生的归纳概括、演绎推理及逻辑分析能力。

遗传学综合题的命题方向有两个:一是展示实验数据,让考生分析数据,揭示数据背后隐含的规律;二是设定一定的条件,设计实验来探究遗传学规律。上述考题则融合两个考向,以实验为背景给出相应的数据,要求学生结合图表信息开展问题分析。

2.知识探源

遗传学问题考查的内容多样,但均是基于遗传学的基本规律及定律进行的知识延伸,因此把握知识点、总结规律结论可显著提升解题能力。从上述考题的解析过程来看,可分为两步:第一步,根据图表信息推测亲本及育种目标的基因型;第二步,结合基因的自由组合定律计算基因型比例。下面对所涉知识点进行剖析。

知识点一:由子代表现型及比例推断亲本基因型的方法

由子代表现型推断亲本基因型的方法有两种,一是基因式法,二是由子代表现型及比例推断。

方法1:运用基因式法推断亲本基因型需分两步,首先根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式,然后由基因式推出基因型。

方法2:由子代表现型及比例推断含有一定的规律,一般需根据子代表现型及比例拆分为分离定律的分离比,然后确定相对性状的亲本基因,再进行组合。

上述考题的第一步同样是对亲本及育种目标基因型的判断,解析时主要采用的就是基因式法,根据数据信息来判别显隐性,然后逐步写出亲本的基因式。

知识点二:“拆分法”求自由组合定律计算问题

自由组合定律计算问题的类型较多,如上述考题第(2)问要求子代基因型的占比,通常涉及配子类型计算、配子结合方式分析,问题解析均是基于基因的分离定律和自由组合定律,对应的解题规律可总结如下表。

因此利用上述知识可知,第(2)问,F2中AAB1B2D1D2×AAB1B2D1D2配子间结合方式种类数=1×4×4=16,而基因型AAB2B2D2D2所占的比例就为1/4×1/4=1/16,F1中没有配子a,故基因型为aaB1B1D1D1的比例为0。

知识点三:自由组合定律中的“先分解后组合”

解析自由组合定律问题最为有效的方法是“先分解后组合”,基本思路为:首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题,然后将其分解为在独立遗传的情况下对应的分离定律问题。上述考题第(2)问可归结为配子型问题和基因型问题,所涉知识及解析规律如下。

①配子型问题

多对等位基因的个体产生的配子种类数为每对基因产生相应配子种类数的乘积。

因此对于考题中亲本AAB2B2D1D1和AAB1B1D2D2,其配子种类数均为1,故F1基因型只有1种——AAB1B2D1D2,而F1产生的配子种类数如下:

②基因型问题

求子代特定表现型比例可归结为基因型问题,而任何两种基因型的亲本进行杂交,其子代基因型的种类数等于亲本各对基因单独杂交所产生基因型种类数的乘积。而子代特定基因型的概率就为亲本每对基因杂交所产生相应基因型的概率乘积。

以上述AAB1B2D1D2自交后代基因型种类及比例为例。

故子代基因型种类数为1×2×2=4种,子代中AAB2B2D2D2所占的比例为1×1/4×1/4=1/16。

三、解后反思,教學建议

1.把握核心知识,注重规律总结

新课标要求“遗传与进化”内容要重视概念说明、知识点阐释及规律总结。因此,教师在教学该部分内容时要让学生充分理解有性生殖中基因分离和自由组合可使子代的基因型出现多种可能,并直观呈现两大遗传定律,使学生把握定律的核心内容。高考对该部分的考查往往立足基础知识,侧重分析思维,教学中教师要聚焦考点,总结知识规律,引导学生总结不同杂交方法所对应的子代规律。

2.聚焦考点风向,培养分析思维和逻辑思维

分析高考真题可充分把握高考命题风向,教学中建议教师认真研究历年高考真题,以高考大纲的知识内容为基础,针对性地提取考查热点,深入剖析知识方法,聚焦考点,贯通思路,形成相应的解题教学策略。高考特别注重考查学生的分析思维,在教学中教师可通过实验探究的方式来培养学生,引导学生理解实验原理,深入观察实验现象,分析归纳实验数据,总结实验结论,逐步培养学生的分析思维和逻辑思维。

总之,生物遗传问题的突破需要深刻理解两大遗传定律所反映的实质,把握定律的内容联系,掌握定律的应用方法,合理利用思维方法来突破。遗传问题的教学要注重培养学生的分析思维和逻辑思维。遗传问题的解题思路和方法有很多,教学中教师应积极开展解法优化探究,拓展学生的解题视野。

[   参   考   文   献   ]

[1]  罗福海.基于真实情境的原创试题命制:以表观遗传为例[J].中学生物教学,2020(5):70-73.

[2]  王娜,崔浪军.基于学科核心素养提升的解题思考:以2019年全国高考新课标Ⅱ卷第32题为例[J].中学生物教学,2020(1):67-69.

[3]  韩益钧.基于科学思维培养的高中生物学教学例析:以“DNA是主要的遗传物质”为例[J].中学生物学,2019(8):13-14+17.

(责任编辑 黄春香)

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