尚莉萍

（廣東省廣州市南武中學(xué) 廣東廣州 510220）

遺傳題是高中生物教學(xué)和高考考查題型中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其理論基礎(chǔ)為“孟德?tīng)栠z傳定律”?？疾轭}型的情景和形式多樣化，常以遺傳圖解、數(shù)據(jù)表格為載體，考查基因型或表現(xiàn)型的推斷、概率的計(jì)算、遺傳設(shè)計(jì)等。但不難發(fā)現(xiàn)，各種考查方向的突破口基本上均在于“推導(dǎo)親本基因型”這個(gè)關(guān)隘上。學(xué)生在解題過(guò)程中，一旦解決了“親本基因型”這個(gè)解題關(guān)隘，其他推理過(guò)程便可迎刃而解。

“孟德?tīng)栠z傳定律”是適用于進(jìn)行有性生殖的真核生物位于染色體上的核基因的遺傳規(guī)律，其細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)為“減數(shù)分裂”。若已知親本的基因型及基因在染色體上的位置關(guān)系，由于“基因在染色體上”，減數(shù)分裂過(guò)程中染色體便會(huì)攜帶著其上的基因，產(chǎn)生不同類(lèi)型的配子，再加上雌雄配子隨機(jī)結(jié)合（“棋盤(pán)”應(yīng)用），導(dǎo)致后代中有著不同種類(lèi)的基因型，最終呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)型及其比例。在這個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)生配子是必然，也更是關(guān)鍵。反之，如果已知了遺傳實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的表現(xiàn)型及其比例，也可以通過(guò)“構(gòu)建棋盤(pán)”反推得知親本所產(chǎn)生的配子及其比例，進(jìn)而結(jié)合“減數(shù)分裂”這個(gè)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，直接逆向推導(dǎo)出親本的基因型。

基于此，下面通過(guò)2017年全國(guó)Ⅱ卷的一道選擇題及其變式訓(xùn)練等實(shí)例，加以課堂診斷，具體而深入地分析如何巧用“配子法”逆向推導(dǎo)親本基因型，迅速突破遺傳題解題關(guān)隘的思路和方法。

1 思路對(duì)比，課堂診斷

【例1】（2017·全國(guó)Ⅱ卷）若某哺乳動(dòng)物毛色由3對(duì)位于常染色體上的、獨(dú)立分配的等位基因決定，其中：A基因編碼的酶可使黃色素轉(zhuǎn)化為褐色素；B基因編碼的酶可使該褐色素轉(zhuǎn)化為黑色素；D基因的表達(dá)產(chǎn)物能完全抑制A基因的表達(dá)；相應(yīng)的隱性等位基因a、b、d的表達(dá)產(chǎn)物沒(méi)有上述功能。若用兩個(gè)純合黃色品種的動(dòng)物作為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1均為黃色，F(xiàn)2中毛色表現(xiàn)型出現(xiàn)了黃∶褐∶黑=52∶3∶9的數(shù)量比，則雜交親本的組合是 （ ）

A.AABBDD×aaBBdd或AAbbDD×aabbdd

B.aaBBDD×aabbdd或AAbbDD×aaBBDD

C.aabbDD×aabbdd或AAbbDD×aabbdd

D.AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd

一般解題思路：欲判斷雜交親本組合的基因型，其關(guān)鍵在于推導(dǎo)出F1的基因型，再根據(jù)各個(gè)選項(xiàng)給出的答案驗(yàn)證即可得知。由于題干就該哺乳動(dòng)物毛色的性狀用了大量篇幅闡述了“基因如何通過(guò)控制酶的合成控制細(xì)胞的代謝進(jìn)程進(jìn)而控制生物性狀”，所以學(xué)生遇到此題一般會(huì)將題干中的文字信息轉(zhuǎn)化為“基因間接控制性狀”的線路圖（圖1），由此寫(xiě)出各種毛色的基因型：黃色為A_D___或aa____；褐色為A_bbdd；黑色為A_B_dd。因?yàn)?對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳，便以褐色毛或黑色毛為切入點(diǎn)，將比例52∶3∶9轉(zhuǎn)化為褐色毛為3/64或黑色毛為9/64的概率，利用“乘法原理拆分法”拆分為褐色毛3/64=（3/4）×（1/4）×（1/4）或黑色毛9/64=（3/4）×（3/4）×（1/4）。根據(jù)每對(duì)等位基因與概率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即可推導(dǎo)出F1的基因型為AaBbDd，從而定位正確選項(xiàng)。總結(jié)以上解題思路為：明確基因在染色體上的位置關(guān)系→獲取并轉(zhuǎn)換題干信息→基因填充→數(shù)據(jù)處理（化“比例”為“概率”）→乘法原理拆分“概率”數(shù)值→確定基因型。

圖1 基因間接控制生物的性狀

“配子法”逆推解題思路：學(xué)生的一般解題思路充分利用了題干背景中的已知信息，步步相連，可以達(dá)到解題目的，但過(guò)程繁多，容易在中間步驟出錯(cuò)，并且缺少技巧性。在高考的選擇題中，若如此解題，實(shí)則花費(fèi)了大量時(shí)間。盡管此題的背景篇幅較長(zhǎng)，但解題的關(guān)鍵其實(shí)是如何巧妙處理數(shù)據(jù)。對(duì)于“黃∶褐∶黑=52∶3∶9”這個(gè)比例，也可另辟蹊徑，處理為“52+3+9=64；64=8×8”。64代表的是“雌雄配子隨機(jī)結(jié)合的各種方式的總和”，也即“棋盤(pán)法”的本質(zhì)用意。由于本題不涉及“基因致死”考點(diǎn)的考查，所以“64”的棋盤(pán)一定是n2，也即“8×8”的棋盤(pán)?！?”代表的即是F1產(chǎn)生配子的類(lèi)型共有8種。又知三對(duì)等位基因相互獨(dú)立，結(jié)合減數(shù)分裂的過(guò)程，倒推則可得知，只有基因型為AaBbDd（含三對(duì)等位基因）的F1才能產(chǎn)生8種配子?？偨Y(jié)該解題思路為：明確基因在染色體上的位置關(guān)系→數(shù)據(jù)處理（“還原棋盤(pán)”倒推配子）→確定基因型。這樣一來(lái)，便可達(dá)到化繁為簡(jiǎn)，“重思維而輕計(jì)算”的精準(zhǔn)而快速的解題目的。

2 方法演繹，觸類(lèi)旁通

【變式訓(xùn)練1】（2018·廣州市調(diào)研考試·節(jié)選）某兩性花植物有早花和晚花兩種表現(xiàn)型，受兩對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因（A、a和B、b）控制，同時(shí)含基因A、B的幼苗經(jīng)低溫處理后，成熟時(shí)開(kāi)晚花，若不經(jīng)低溫處理則開(kāi)早花，其他基因型的不論是否經(jīng)低溫處理均開(kāi)早花。用植株甲與植株乙雜交，收獲其種子（F1）并播種，幼苗經(jīng)低溫處理后得到的晚花植株∶早花植株=3∶5?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）兩親本的基因型分別是_______，開(kāi)早花的F1植株中，純合子的基因型有_______種。

（2）開(kāi)晚花的F1植株自交所得種子（F2）在常溫下種植，開(kāi)早花的植株占_______。含基因A、B的植株經(jīng)低溫處理后才開(kāi)晚花，這說(shuō)明基因和性狀的關(guān)系是_______ 。

參考答案：（1）Aabb×AaBb或aaBb×AaBb 2

（2）100% 生物的性狀是基因與環(huán)境共同作用的結(jié)果。

“配子法”逆推解題思路：由題干信息，分析可知該題中基因與性狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系，見(jiàn)表1。

表1 基因與性狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系

就本題的第一空詳細(xì)分析：欲求得植株甲和乙這兩個(gè)親本的基因型，以題干中“F1中晚花植株∶早花植株=3∶5”這個(gè)條件為切入點(diǎn)，比例“3∶5”則可以處理為“3+5=8”?！?”為兩親本產(chǎn)生的雌雄配子隨機(jī)結(jié)合的各種方式的總和。將“8”進(jìn)行數(shù)據(jù)拆分，可分為“8=1×8”和“8=2×4”兩種處理方案?；氐筋}干中，由于該兩性花植物關(guān)于早花/晚花的性狀由兩對(duì)相互獨(dú)立的等位基因控制，所以親本不可能產(chǎn)生8種配子，所以舍棄“8=1×8”這種處理方案。因此“8=2×4”，則表示，雙親中一方產(chǎn)生兩種配子，另一方則產(chǎn)生四種配子。由減數(shù)分裂的過(guò)程推導(dǎo)，便可以從眾多的基因型中直接定位：能產(chǎn)生兩種配子的親本的基因型為Aabb或aaBb，而能產(chǎn)生四種配子的親本的基因型為AaBb。接著，將推導(dǎo)得到的基因型代入題干進(jìn)行驗(yàn)證的過(guò)程中，便可水到渠成地得到其他小題的答案。該解題思路的過(guò)程中，尤其要注意“棋盤(pán)法”的靈活運(yùn)用和解題過(guò)程中思維訓(xùn)練的嚴(yán)謹(jǐn)性。

【變式訓(xùn)練2】（2019·安徽合肥考試）水稻的高稈（D）對(duì)矮稈（d）為顯性，抗瘟?。≧）對(duì)易染?。╮）為顯性?，F(xiàn)有一高稈抗病的親本水稻和矮稈易染病的親本水稻雜交，產(chǎn)生的F1再和隱性類(lèi)型進(jìn)行測(cè)交，結(jié)果如圖2所示（兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上），請(qǐng)問(wèn)F1的基因型為 （ ）

圖2 測(cè)交結(jié)果示意圖

A.DdRR和ddRr B.DdRr和ddRr

C.DdRr和Ddrr D.ddRr

參考答案：C

“配子法”逆推解題思路：由題干得知，2對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳，便可分開(kāi)2對(duì)相對(duì)性狀，單獨(dú)研究之。整合坐標(biāo)系中柱形圖的數(shù)據(jù)，子代性狀中高桿∶矮桿=1∶1；抗瘟病∶易染病=1∶3，需注意到，此為F1和隱性個(gè)體測(cè)交的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。測(cè)交實(shí)驗(yàn)中，已知隱性個(gè)體（矮桿易感?。┑幕蛐捅貫閐drr，只能產(chǎn)生dr一種配子，所以“測(cè)交”實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上“測(cè)”的即為F1所產(chǎn)生的配子種類(lèi)及其比例。即“子代性狀中高桿∶矮桿=1∶1，抗瘟病∶易染病=1∶3”的數(shù)據(jù)實(shí)則表示F1能產(chǎn)生配子D和d，且比例為1∶1；能產(chǎn)生配子R和r，且比例為1∶3?；刂粮鱾€(gè)選項(xiàng)，勿需計(jì)算驗(yàn)證，便可迅速精準(zhǔn)定位正確選項(xiàng)C（F1的基因型為DdRr和Ddrr）。該題解題思路過(guò)程中，需注意到，測(cè)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中的棋盤(pán)必然是“1×n”的棋盤(pán)，而“子代的表現(xiàn)型種類(lèi)及其比例”代表的就是另一個(gè)未知親本所產(chǎn)生的“配子的種類(lèi)及其比例”，也即n的含義。

3 把握本質(zhì)，反思提升

推導(dǎo)親本基因型是攻克遺傳題的必經(jīng)“關(guān)隘”。通過(guò)上述3道典例分析可知，利用“配子法”逆向推導(dǎo)，其整體思路可總結(jié)為：明確基因位置→進(jìn)行數(shù)據(jù)處理（如“比例”相加）→逆向倒推“棋盤(pán)”→得出配子種類(lèi)→定位親本基因型，達(dá)到“重思維而輕計(jì)算”的精準(zhǔn)而快速的解題目的。

在遺傳題中，教師利用該方法培養(yǎng)并發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)，要注意：①要求學(xué)生對(duì)于“減數(shù)分裂過(guò)程”的基本功要扎實(shí)而牢固，能夠抓住“產(chǎn)生配子的種類(lèi)”這一突破點(diǎn)，利用好基因在染色體上的位置關(guān)系，反推出親本的基因型。②訓(xùn)練學(xué)生要善于透過(guò)形式多變的題干背景，抓住本質(zhì)，使學(xué)生明白“子代表現(xiàn)型的種類(lèi)及其比例”的數(shù)據(jù)，實(shí)則為雌雄配子（及其比例）隨機(jī)結(jié)合后產(chǎn)生的基因型，再“合并同類(lèi)項(xiàng)”呈現(xiàn)的結(jié)果。而其中的“雌雄配子的隨機(jī)結(jié)合”，就是“棋盤(pán)法”。繼而，教師利用多種變式訓(xùn)練，讓學(xué)生觸類(lèi)旁通，進(jìn)一步領(lǐng)悟到“棋牌法”在具體的探索情景中是靈活多變的，是要做到活學(xué)活用的，而絕非僅僅是書(shū)本上的經(jīng)典比例“9∶3∶3∶1”才應(yīng)用到了“棋盤(pán)法”。

遺傳題中，巧用“配子法”逆向推導(dǎo)親本基因型，實(shí)用而巧妙，把握住了“減數(shù)分裂”這一關(guān)鍵知識(shí)和遺傳題的本質(zhì)聯(lián)系，在訓(xùn)練提升、領(lǐng)悟本質(zhì)規(guī)律的過(guò)程中，有力培養(yǎng)了學(xué)生們思維品質(zhì)的深刻性和靈活性。