新高考遗传题命题趋势例析

欧阳一鸣

(湖北省荆州中学)

在新高考背景下,笔者认为大部分省份遗传题的命题趋势可以总结为两类:①形式多变,一般与多种情境相结合,既有生产生活情境,也有学术科研情境;②侧重基础规律的考查,逐渐淡化复杂的计算及实验设计;③将遗传各模块的知识结合起来进行综合考查。笔者从以下三个考查方向进行阐述。

1.考查对遗传现象的解释

1.1 例题分析及改编

例1.(2023湖北卷20题节选)乙烯(C2H4)是一种植物激素,对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作用机制,进行了如下三个实验。

【实验一】略

【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲,失去了对乙烯作用的响应(乙烯不敏感型)。将该突变体与野生型植株杂交,F1植株表型为乙烯不敏感。F1自交产生的F2植株中,乙烯不敏感型与敏感型的植株比例为9∶7。

【实验三】略

(2)实验二F2植株出现不敏感型与敏感型比例为9∶7的原因是_______________。

分析：F2植株的9∶7是常见的9∶3∶3∶1的变式,较易推知控制该性状的基因有两对且遵循自由组合定律。若假设控制乙烯敏感与不敏感这对相对性状的基因为A、a,B、b,做题经验丰富的同学可以较快推出乙烯不敏感型的基因型为A_B_,其余类型为敏感型,甚至可以推出F1为AaBb,亲代突变体为AABB,野生型为aabb。本题的难点在于对语言的组织。网上比较流行的答案是控制乙烯敏感度的基因有两对,这两对基因遵循自由组合定律。笔者认为这个答案不够全面,只能解释为什么是9∶7,无法解释为什么是不敏感型∶敏感型=9∶7。所以更好的答案应该是控制乙烯敏感度的基因有两对,这两对基因遵循自由组合定律;且双显性基因型表现为乙烯不敏感型,其余基因型表现为乙烯敏感型。

例2.(2022湖北卷24题节选)“端稳中国碗,装满中国粮”,为了育好中国种,科研人员在杂交育种与基因工程育种等领域开展了大量的研究。二倍体作物M的品系甲有抗虫、高产等多种优良性状,但甜度不高。为了改良品系甲,增加其甜度,育种工作者做了如下实验;

【实验一】遗传特性及杂交育种的研究

在种质资源库中选取乙、丙两个高甜度的品系,用三个纯合品系进行杂交实验,结果如表所示。

杂交组合F1表现型F2表现型甲×乙不甜1/4甜、3/4不甜甲×丙甜3/4甜,1/4不甜乙×丙甜13/16甜、3/16不甜

【实验二】【实验三】略

(2)假设不甜植株的基因型为AAbb和Aabb,则图中,能解释(1)中杂交实验结果的代谢途径有________。

①

②

③

④

分析：结合表格信息分析可知乙植株基因型为aabb。以乙×丙杂交组为突破口,其F2甜∶不甜=13∶3,为9∶3∶3∶1的变式,可推知甜的基因型包括A_B_、aaB_、aabb,不甜的基因型为A_bb。①②以不甜物质为前体,据代谢途径推知①A_bb为不甜,②aaB_为不甜;③④以甜物质为前体,据相关基因之间的相互作用可知,③A_bb为不甜,④aaB_为不甜。综上可知选①③。

本题通过第(1)小题告知关键信息并使用选择题的考查形式,一定程度上降低了试题难度。如果将其改造为文字表述类问题,则可以提升难度。

改编：已知甜物质与不甜物质之间存在单向转化关系。综合考虑基因之间的关系及基因对性状的控制,请具体阐述A/a,B/b基因对转化的作用以解释(1)中杂交实验结果:__________________。

答案：A基因促进甜物质转化为不甜物质,B基因抑制A基因的作用或a和B基因促进不甜物质转化为甜物质,A和b基因则没有此作用

1.2 题型总结

本类题型的创新点有两处:①考查角度创新,学生习惯了基因对性状控制方式等信息作为已知条件出现,对学生进行逆向思维考查能够有效筛选出对概念理解更为深入且能灵活运用的学生,有利于提高试题区分度。②考查形式创新,既可以设置纯文字表述形式设问,也可以用图文综合形式呈现试题情境,试题形式多变,难度易调整。

2.考查多可能性的推断

2.1 题型分析及改编

例3.(2022湖南卷15题)(不定项)果蝇的红眼对白眼为显性,为伴X遗传,灰身与黑身、长翅与截翅各由一对基因控制,显隐性关系及其位于常染色体或X染色体上未知。纯合红眼黑身长翅雌果蝇与白眼灰身截翅雄果蝇杂交,F1相互杂交,F2中体色与翅型的表现型及比例为灰身长翅∶灰身截翅∶黑身长翅∶黑身截翅=9∶3∶3∶1。F2表现型中不可能出现

(AC)

A.黑身全为雄性 B.截翅全为雄性

C.长翅全为雌性 D.截翅全为白眼

分析：根据F2的结果可以得出两个结论:①控制体色与翅型的基因位于两对同源染色体上;②灰身对黑身为显性,长翅对截翅为显性。初步推测上述基因与控制眼色基因的关系存在以下三种可能:①三对基因均独立遗传,即体色与翅型基因位于两对常染色体上;②体色基因位于常染色体上,翅型基因位于X染色体上;③翅型基因位于常染色体上,体色基因位于X染色体上。首先可以排除可能③:若③成立,则亲本黑身雌性与灰身雄性杂交,F2灰身∶黑身=1∶1与题述F2表型比例不符。若①成立,则F2结果是(9灰身长翅∶3灰身截翅∶3黑身长翅∶1黑身截翅)·(2红眼雌性∶1红眼雄性∶1白眼雄性),选项中未显示该结果。若②成立,则F2结果是(3灰身∶1黑身)·(2红眼长翅雌性∶1红眼长翅雄性∶1白眼截翅雄性),选项BD符合该假设。

若将可能①的结果也呈现在选项中,本题难度将会增加。详情可参考与该题极为相似的2023年6月浙江卷24题。

例4.(2021湖北卷19题)甲、乙、丙分别代表三个不同的纯合白色籽粒玉米品种。甲分别与乙、丙杂交产生F1,F1自交产生F2,结果如表。

组别杂交组合F1F21甲×乙红色籽粒901红色籽粒,699白色籽粒2甲×丙红色籽粒630红色籽粒,490白色籽粒

根据结果,下列叙述错误的是

(C)

A.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则F2玉米籽粒性状比为9红色∶7白色

B.若乙与丙杂交,F1全部为红色籽粒,则玉米籽粒颜色可由三对基因控制

C.组1中的F1与甲杂交所产生玉米籽粒性状比为3红色∶1白色

D.组2中的F1与丙杂交所产生玉米籽粒性状比为1红色∶1白色

分析：组1、2的结果均为红色籽粒∶白色籽粒=9∶7,推测F1均为双杂合个体。若控制该性状的为两对基因A/a,B/b,则红色籽粒品种基因型为A_B_,甲、乙、丙的基因型应该在AAbb、aaBB、aabb中,这样无法满足甲×乙和甲×丙后代均为AaBb的事实。故本题的核心是保证F1为双杂合个体的前提下,还需考虑其他基因的存在。设控制该性状的基因为三对:A/a、B/b和D/d,三显性个体为红色,其余为白色,则F1基因型可能为AaBbDD、AaBBDd或AABbDd,甲、乙和丙的基因型分别为AAbbDD、aaBBDD、aaBBdd(一种可能),可以推出组1中F1(AaBbDD)和甲(AAbbDD)杂交所产生的玉米籽粒性状比为1红色∶1白色,故C错误。当基因为三对时,对性状的控制途径还可以是至少两对基因显性时为红色籽粒,其余为白色籽粒。此时,F1基因型可能为AaBbdd、AabbDd或aaBbDd。答案依然选C。

控制性状的基因还可以是四对,此时存在如下可能:甲(AAbbddee),乙(aaBBddee)、丙(aabbDDee),此时乙×丙后代籽粒也全为红色,故B选项还有其他可能。

2.2 题型总结

多种可能性推定类试题所触及的内容很多,比如是否遵循自由组合定律、显隐性关系、纯合/杂合、基因在染色体上的位置及控制性状的基因对数等,典型例题还有2023年湖南卷第19题等。这类题型的创新性体现在对学生批判性思维的考查,要求学生能系统地整合试题信息,做出完备的决策。解决此类试题的关键在于善用“假说-演绎法”,针对试题条件提出自己的假设,在假设能解释题干条件的基础上再对试题逐一击破。

3.模块综合考查

3.1 题型分析及改编

3.1.1 模块内综合

例5.(2022湖南卷9题)大鼠控制黑眼/红眼的基因和控制黑毛/白化的基因位于同一条染色体上。某个体测交后代表现型及比例为黑眼黑毛∶黑眼白化∶红眼黑毛∶红眼白化=1∶1∶1∶1。该个体最可能发生了下列哪种染色体结构变异

(C)

A

B

C

D

分析：该题将自由组合定律测交比例与染色体结构变异相结合,考查学生对两个遗传模块的熟悉程度。要产生题干所示比例,两对基因须位于两对同源染色体上,染色体结构变异中只有易位能做到将其中一对等位基因转移到另一对非同源染色体上去,故选C。受该题启发,笔者做如下改编。

改编：小鼠皮毛的胡椒面色基因A对黑色基因a为显性。某只胡椒面毛色小鼠(Aa)测交产生后代表型比例为胡椒面色∶黑色=5∶1,推测该小鼠最可能发生了下列哪种变异

(C)

A.基因突变 B.染色体片段重复

C.个别染色体增减 D.染色体成倍增减

答案：基因突变的结果应该是后代全为胡椒面色或全为黑色,排除A项;A/a所在片段重复理论上不会影响最终比例,排除B项;若A基因所在染色体增加一条,则该胡椒面色小鼠产生配子比例为 2A∶2Aa∶1AA∶1a,测交后代显隐性比为5∶1,符合要求;动物体内染色体的成倍增减一般会导致不育或死亡,D项错误。

3.1.2 跨模块综合

常见形式是将遗传与基因工程相关内容(如电泳图、插入拷贝数等)整合。

例6.(2023广东卷20题节选)种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变,筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序,发现野生型DA1基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因,据此推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。

回答下列问题:

(3)转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基因稳定遗传的植株(如图),用于后续验证突变基因与表型的关系。

②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约________%的培养基中幼苗继续培养。

③将②中选出的T2代阳性植株________(填“自交” “与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到________%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。

分析：DA1基因插入的位置和数目是有多种可能性的,题干要求选出单一位点插入的植株(可看作杂合子),其自交结果阳性率应该是3/4(即75%)。T2既有阳性纯合子,又有阳性杂合子,要选出能够稳定遗传的个体最好采用自交的方式,若后代100%阳性则为阳性纯合子。本题可以结合自由组合定律的分离比进行改编。

改编：某转化处理后的植株自交的结果是阳性∶阴性=15∶1,写出一种DA1与卡那霉素基因的插入情况:植株的两条非同源染色体上各插入一组相关基因。

3.2 题型总结