張玉芳
(浙江省杭州市臨安區(qū)昌化中學(xué),浙江杭州 311321)
近幾年,高考遺傳學(xué)問題的設(shè)置傾向于用具體的情景來考查學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用以及邏輯推理能力。其中,合理的推理過程是解決該題的關(guān)鍵。對(duì)于那些信息量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的遺傳學(xué)問題,我們可以采用繪制演繹推理圖的方式,利用推理圖的清晰表述來分析與解決問題。
(2017年全國卷Ⅰ第32 題)某種羊的性別決定為XY 型,已知其有角和無角由位于常染色體上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛對(duì)白毛為顯性,回答下列問題:
(1)略;
(2)某同學(xué)為了確定M/m 是位于X 染色體上還是位于常染色體上,讓多對(duì)純合黑毛母羊與純合白毛公羊交配,結(jié)果子二代中黑毛∶白毛=3 ∶1。我們認(rèn)為,根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能確定M/m 是位于X 染色體上還是位于常染色體上,還需要補(bǔ)充數(shù)據(jù),如統(tǒng)計(jì)子二代中白毛個(gè)體的性別比例,若___________,則說明M/m 是位于X 染色體上;若___________,則說明M/m 是位于常染色體上。
分析:本題為高考常見的基因遺傳學(xué)問題,要求通過假設(shè)推理的方式來判斷基因位于何種染色體上。對(duì)此,我們可以利用演繹推理圖進(jìn)行分析,如表1 所示。黑毛對(duì)白毛為顯性,可據(jù)此來判斷親代的基因型,利用配子法可以確定配子產(chǎn)生的種類,依據(jù)遺傳規(guī)律則可以確定子一代的基因型,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自由交配,即可確定子二代的基因型及表現(xiàn)型,對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)即可得出結(jié)論。
表1
答案:(2)若白毛個(gè)體均為雌性,則說明M/m 是位于X染色體上;若白毛個(gè)體中雄性∶雌性=1 ∶1,則說明M/m 是位于常染色體上。
本題以某種羊的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)作為背景,是典型的遺傳學(xué)情景題,主要考查學(xué)生“基因分離定律”和“自由組合定律”以及信息獲取能力。分析過程采用繪制演繹推理圖的方式,對(duì)基因可能位于的染色體進(jìn)行分別分析,通過對(duì)題干信息的提取確定了親代的基因型,利用配子法結(jié)合遺傳規(guī)律來確定子代的基因型,最后通過表現(xiàn)型的統(tǒng)計(jì)、對(duì)比得出結(jié)論。繪制演繹推理圖是分析生物遺傳學(xué)問題的重要方式,對(duì)其進(jìn)行合理的使用可以有效確定遺傳方式、基因型、表現(xiàn)型及其概率[1]。
試題1:一個(gè)正常的女子與一個(gè)并指(Bb)的男子結(jié)婚,生了一個(gè)患白化病但手指正常的孩子。試分析:
(1)如若再生一個(gè)孩子,只出現(xiàn)并指的概率為___________。
(2)只患有白化病的概率為___________。
(3)生一個(gè)既患白化病又患并指的男孩的概率為___________。
(4)后代只患有一種病的概率為___________。
(5)后代患病的概率為___________。
分析:上述遺傳學(xué)問題涉及兩種性狀遺傳,其中,白化病的性狀由常染色體的隱性基因控制,而并指性狀遺傳屬于常染色體的顯性遺傳。對(duì)于相關(guān)問題的分析,我們可以采用繪制演繹推理圖的方式,首先假設(shè)白化病的控制基因?yàn)閍,則親代的基因型分別為Aabb、AaBb,據(jù)此繪制演繹推理圖,如表2 所示。
表2
答案:(1)3/8 (2)1/8 (3)1/16 (4)1/2 (5)5/8
試題2:(2016年浙江卷第32 題)若某研究小組用普通綿羊通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了轉(zhuǎn)基因綿羊甲和乙各一只,具體見表3。
表3
圖1
(1)略。
(2)為選育黑色細(xì)毛的綿羊,以綿羊甲、綿羊乙和普通綿羊?yàn)橛H本雜交獲得F1,選擇F1中表現(xiàn)型為_______的綿羊和______的綿羊雜交獲得F2。用遺傳圖解表示由F1雜交獲得F2的過程。
(3)為了獲得穩(wěn)定遺傳的黑色細(xì)毛綿羊,從F2中選出合適的一對(duì)個(gè)體雜交得到F3,再從F3中選出兩頭黑色細(xì)毛綿羊(丙、?。┎⒎治鯝+和B+基因的表達(dá)產(chǎn)物,結(jié)果如圖1所示。不考慮其他基因?qū)+和B+基因表達(dá)產(chǎn)物量的影響,推測綿羊丙的基因型是___________,理論上綿羊丁在F3中所占的比例是___________。
分析:已知條件和雜交對(duì)象,推導(dǎo)個(gè)體的基因型和表現(xiàn)型,可以利用演繹推理圖,首先需要根據(jù)表格判定親本的基因型,然后根據(jù)三種雜交組合的可能性來分析兩代雜交的基因型和表現(xiàn)型。
答案:(2)選擇F1中表現(xiàn)型為黑色粗毛的綿羊和白色細(xì)毛的綿羊雜交獲得F2。
(3)推測綿羊丙的基因型是A+A+B+B-,理論上綿羊丁在F3中所占的比例是1/16 。
解決遺傳學(xué)問題的關(guān)鍵是掌握一定的遺傳學(xué)概念、遺傳方式以及遺傳規(guī)律,即生物遺傳學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),這是學(xué)習(xí)生物學(xué)的核心,也是深入開展遺傳學(xué)問題推理的基本依據(jù)。例如,對(duì)于上述探究控制羊的毛色位于何種染色體上時(shí),我們必須理解遺傳的基本定律以及伴性遺傳的規(guī)律,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的思維推理才是科學(xué)合理的。
遺傳學(xué)問題的解決需要經(jīng)歷分析、比較和綜合的過程,這是邏輯推理充分應(yīng)用于生物學(xué)的體現(xiàn)。有效分析概念之間的關(guān)系,得出新的推斷,綜合各部分的聯(lián)系加以全方面的考查,進(jìn)而得出結(jié)論,這是邏輯推理的主要過程。
生物遺傳學(xué)問題是高中生物課程中的難點(diǎn),學(xué)生遇到此類題型大都不知從何下手。利用繪制演繹推理圖的方法來進(jìn)行推理運(yùn)算可以使學(xué)生的推理過程更加清晰、直觀,從而幫助其解決實(shí)際問題。因此,教師在平時(shí)的課堂教學(xué)中應(yīng)對(duì)其多加滲透,養(yǎng)成學(xué)生在做題時(shí)的繪圖習(xí)慣。