高考遗传学简答题的解题思路浅析

来源:用户上传      作者: 郑晓萍

　　纵观近几年的高考理综卷，有关遗传学问题的简答题时常出现。同学们普遍反映该类题目的难度较大，综合性较强，在解题时难以理清思路。本文通过对知识点的梳理与整合，总结出一种解决遗传学简答题的基本分析框架与模式，并结合相关试题进行分析，希望能帮助同学们提高解答该类题目的能力。
　　
　　一、相关试题
　　
　　例1 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。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(Yv)、抗病(Rr)的马铃薯新品种。请分别设计小麦及马铃薯品种间杂交育种的程序。要求用遗传图解加以简要说明。(写出包括亲本在内的前三代即可)
　　例2　已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A和a控制。在自由放养多年的一群牛中(无角的基因频率与有角的基因频率相等)随机选出l头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
　　(1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状?若能，请简要说明推断过程。
　　(2)为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群(假设无基因突变发生)为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行?(简要写出杂交组合、预期结果、得出结论)
　　
　　二、解题思路的分析、
　　
　　遗传学简答题虽然给出的条件不一，求解的要求多样，但都离不开亲子代的遗传过程。想要明确亲子代的遗传过程，就必须抓住其关键――亲代的基因型与表现型，其中亲代基因型的确定尤为重要。亲代是连接条件、过程、结果的核心，只有抓住这个关键，才能突破解题瓶颈，正确解题。基本思路可见以下分析框架：
　　我们根据以上框架，对例1与例2两道高考题进行详细分析。
　　[例1分析]条件：已知：(1)两对相对性状；(2)明确了相对性状中的显性与隐性关系；(3)是细胞核遗传；(4)是常染色体遗传；(5)小麦亲本是纯合体，马铃薯亲本是杂合体。过程：杂交育种程序(这是题目要求回答的)。结果：选育的小麦新品种的表现型是矮秆抗病，基因型是aaBB；选育的马铃薯新品种的表现型是黄肉抗病，基因型是YyRr。所运用的遗传学基本原理是两对相对性状的自由组合遗传。 本题是已知条件与结果，要求同学们设计过程。解题时应首先抓住关键――确定亲本的基因型。在小麦品种的育种过程中，小麦亲本是纯合体的基因类型，应有AABB．aabb．AAbb、aaBB四种可能。其中aaBB型不需要进行育种，而AAbb型不管与AABB或aabb杂交，还是与AAbb自交均不可能得到aaBB型，所以得出亲代的基因型只能是AABB、aabb。有了亲代的基因型，写出育种过程就非常容易了。在马铃薯品种的育种中，同样也要先确定亲本的基因型。马铃薯亲本是杂合体的基因类型应有YyRr、YyRR、YYRr、Yyrr、yyRr五种。其中YyRr是要培育的对象，当然也就没必要成为亲本了。要保证黄肉抗病的后代的基因型只能是YyRr，就不能以YyRR、YYRr为亲本，因为它们产生的黄肉抗病的后代中会出现YY或RR的基因类型，不利于选育。因此亲本的基因型只能是Yvrr、vyRr。有了亲本的基因型，自然就能正确地写出育种过程。
　　
　　参考答案：
　　[例2分析]条件：已知：(1)一对相对性状，(2)是细胞核遗传，(3)是常染色体遗传；未知：未明确一对相对性状中的显隐性关系(这是题目要求回答的)。过程：(1)，1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，(2)写出新的杂交实验(这是题目要求回答的)。结果：(1)产生6头小牛中，3头有角，3头无角；(2)在新的杂交实验中进行预测(这是题目要求回答的)。
　　这道题是已知部分条件与一个情境下的杂交过程与结果，要求同学们尝试推测另一部分条件，并再设计一个新的杂交过程与结果，来合理推断这一部分条件。尤其是第(2)小题，“条件”不充分，“过程”与“结果”缺乏，题目的开放性很大。这就要求同学们能够充分运用所学的遗传学基本原理，做到举一反三。根据我们所学的遗传学基本原理，对于后代数量很少的高等动物，只能在“无中生有”或“有中生无”出现时才能进行相对性状的显隐性关系判定。也就是说，只有给出“无角双亲生出有角后代”的条件时才能判定无角为显性性状；只有给出“有角双亲生出无角后代”的条件时才能判定有角为显性性状。本题虽然给出了6个交配组合，但都是双亲中一个有角，另一个无角，这样的组合条件再多也还是无法判断出最后的结果。因此要重新设计一个验证显隐性关系的杂交实验，从“无中生有”或“有中生无”的思路着手，只有如此才能正确解题。
　　参考答案：(1)不能确定。①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2。但由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要具有Aa基因型的母牛头数大于或等于3头，那么后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。综上所述，不能确定有角为显性还是无角为显性。
　　(2)从牛群中选择多对有角牛进行杂交(有角牛×有角牛)。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。
　　
　　三、从思维角度看解题策略
　　
　　一道遗传学简答题的题于组成或问题表述虽然千变万化，但都离不开基本三要素，即条件、过程与结果。 条件即能够确定亲代基因型与表现型，并进行亲子代遗传分析所必须具备的基本条件。要确定亲代的基因型与表现型，至少应具备以下五个方面的条件：(1)几对相对性状；(2)何为显性，何为隐性；(3)是细胞核遗传还是细胞质遗传；(4)是常染色体遗传还是性染色体遗传；(5)是纯合体还是杂合体。五大条件中缺少任何一个都会对解题构成障碍，对“过程”与“结果”无法进行分析。当然，也有可能其中所缺少的条件需要借助后面的“过程”与“结果”来进行推断。
　　过程即亲代交配的遗传图解或育种程序。这是连接“条件”和“结果”的一个重要因素。如果上述五个方面的条件都具备，则亲代的基因型就容易判断，亲代交配就有明确的子代产生，那相应的遗传图解或育种程序就能很容易得到。
　　结果即有明确的子代，也就是子代的表现型与基因型分别是什么。综合“条件”和“过程”就可以得到“结果”。
　　条件、过程与结果这三者可形成如下的逻辑关系：
　　正向思维：由条件和过程得到结果。在各项条件都具备的情况下，任何一个交配过程都可得出相应的结果。这种思维方式符合同学们的心理与思维特点，解题难度相对较低，容易作答。如已知黄圆AABB杂交绿皱aabb，求子代。这种类型的题目，条件明显，亲代的基因型与表现型也都比较具体，过程和结果非常容易得到。
　　逆向思维：由过程和结果推测条件，或由条件和结果推测过程。这种思维方式在遗传题的解题过程中比较常见。如已知亲代为无角×无角，得出子代是有角，推断有角与无角何为显性，就是由过程和结果推测条件的类型；又比如已知亲代为AABBxaabb，要育出aaBB子代，推测遗传过程，就是由条件和结果推测过程的类型。这类题目的开放性如果不大，难度较低的话，同学们还是较容易解答的。但由于逆向思维不符合一般的思维习惯，一旦题目的开放性增大、逻辑性增强、难度增大的话，就很容易导致思维混乱，给解题带来一定的困难。
　　综合思维：正向思维与逆向思维的综合，即在解题过程中既用到正向思维又用到逆向思维。这类题是目前高考的命题热点，因其思维过程复杂，同学们若不能很好地理清思路，就很难正确解题。如本文例1，同学们先要通过逆向思维推出其亲本的基因型，然后再根据所推出的亲本基因型，经正向思维写出其育种过程。
　　对于思维关系相对较为复杂的综合思维以及难度较大的逆向思维，同学们如果一时很难把握思维逻辑，可以通过假设的方法，把逆向思维变为正向思维，然后通过结果是否成立来验证假设的成立与否，或以结果的成立来进行条件的判断。
　　当然，要正确解答遗传学问题，必须掌握遗传学的基本原理，这是解题的基础与知识背景。遗传学的基本原理主要有：基因的分离规律、基因的自由组合规律、显隐性状的判断、常染色体与性染色体遗传后代的不同特征等。同学们一定要做到熟练掌握，并能融会贯通。

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