田奇林 王定星 劉江洲
本文就如何通過總結(jié)規(guī)律、建構(gòu)模板科學解答遺傳學規(guī)律類、遺傳判斷實驗設(shè)計和常規(guī)實驗設(shè)計等具備壓軸功能的試題做一探討。
一、遺傳學規(guī)律類試題
1. 配子頻率法解題
【答案】B
【解題模板】(1)如果只有男性患者,且患病男性的父親和兒子都是患者,則屬于伴Y染色體遺傳。
(2)如果具有“無中生有”、“隔代相傳”的特征,則屬于隱性遺傳??;如果具有“有中生無”、“代代相傳”的特征,則屬于顯性遺傳病。
(3)如果是顯性遺傳病,且符合“男病母女皆病,女正父兒皆正”,則屬于X染色體上顯性遺傳病,否則屬于常染色體顯性遺傳病。如果是隱性遺傳病,且符合“男病正女皆正,女病父兒皆病”,則屬于X染色體上隱性遺傳病,否則屬于常染色體上隱性遺傳病。
(4)雜交后代概率的計算:假設(shè)兩個親本出現(xiàn)的概率分別為c和d,在把親本出現(xiàn)的概率當作1時求出的雜交后代中某一基因型或表現(xiàn)型出現(xiàn)的概率為e,則雜交后代中某一基因型或表現(xiàn)型的個體出現(xiàn)的概率為e×c×d。
(5)自交后代概率的計算:假設(shè)某親本出現(xiàn)的概率為a,在把親本出現(xiàn)的概率當作1時求出自交后代中某一基因型或表現(xiàn)型出現(xiàn)的概率為b,則自交后代中某一基因型或表現(xiàn)型的個體出現(xiàn)的概率為b×a。
二、遺傳判斷實驗設(shè)計題
1. 細胞質(zhì)遺傳與細胞核遺傳判斷性實驗題模板
【例4】有人發(fā)現(xiàn)某種植物的果實有長果和圓果2種表現(xiàn)型。請你設(shè)計一個實驗探究果型的遺傳是細胞質(zhì)遺傳還是細胞核遺傳。用圖解和簡潔語言回答。
【答案】正交P :長果♀×圓果♂→F1:反交P: 白花♀×圓果♂→F1。若正交與反交產(chǎn)生的F1的性狀表現(xiàn)都與母本相同,則該果型的遺傳為細胞質(zhì)遺傳;若正交與反交產(chǎn)生的F1 的性狀表現(xiàn)都與母本無關(guān),表現(xiàn)為長果或白花的一種,則該果型的遺傳為細胞核遺傳。
【解題模板】(1)無論正交還是反交,雌雄配子異型生物的細胞質(zhì)遺傳的特點都是:母系遺傳;后代分離不會出現(xiàn)一定的分離比。在細胞核常染色體上基因的遺傳中,正交、反交的后代表現(xiàn)型一致。
(2)通過觀察正交和反交結(jié)果,進行生物遺傳類型的判斷。若正交和反交后代表現(xiàn)不一致,都只與母本性狀相同,則為細胞質(zhì)遺傳;若正交和反交的后代的表現(xiàn)型相同(與母本性狀無關(guān))且比例一致,則是細胞核常染色體上基因的遺傳;若正交和反交的后代的表現(xiàn)型與性別相關(guān)聯(lián),則是性染色體上基因的遺傳。
(3)細胞質(zhì)遺傳與伴性遺傳的區(qū)別:雖然正交、反交結(jié)果不同,但伴性遺傳仍然符合孟德爾的遺傳規(guī)律,后代有一定的分離比,且具有一定的規(guī)律;細胞質(zhì)遺傳在雌雄配子同型的生物中不表現(xiàn)為母系遺傳;不適用于性狀受環(huán)境因素的影響、果皮和種皮性狀表現(xiàn)延遲以及胚乳遺傳性狀等問題。
2. 相對性狀中的顯性與隱性判斷性實驗設(shè)計模板
【例5】已知皮特蘭豬的黑斑與棕斑點為1對相對性狀,由常染色體上的等位基因A與a控制。在自由放養(yǎng)多年的一群豬中(棕斑的基因頻率與黑斑的基因頻率相等),隨機選出1頭棕斑雄豬和6頭黑斑雌豬,分別交配,每頭雌豬產(chǎn)10頭小豬。在60頭小豬中,30頭黑斑,30頭棕斑。為了確定黑斑與棕斑這對相對性狀的顯、隱性關(guān)系,用上述自由放養(yǎng)的豬群(假設(shè)無突變發(fā)生)為實驗材料,再進行新的雜交實驗,應(yīng)該怎樣進行?簡要寫出雜交組合、預期結(jié)果并得出結(jié)論。
【答案】從豬群中選擇多對黑斑豬與黑斑豬雜交(黑斑豬×黑斑豬),如果后代出現(xiàn)棕斑小豬,則黑斑為顯性,棕斑為隱性;如果后代全部為黑斑小豬,則棕斑為顯性,黑斑為隱性。同理,可選擇多對棕斑豬與棕斑豬雜交,如果后代出現(xiàn)黑斑小豬,則棕斑為顯性,黑斑為隱性;如果后代全部為棕斑小豬,則黑斑為顯性,棕斑為隱性。
【例8】已知果蠅的紅眼和白眼是一對相對性狀(紅眼W,白眼w),且雌雄果蠅均有紅眼和白眼類型?,F(xiàn)有若干紅眼和白眼果蠅,某實驗小組欲用一次性交配實驗證明這對基因位于何種染色體上。下列相關(guān)敘述中錯誤的是( )
A.若子代雌雄果蠅全部為紅眼,則這對基因位于常染色體或X、Y染色體的同源區(qū)段上
B.若子代雌果蠅全部為紅眼,雄果蠅全部為白眼,則這對基因位于X染色體的非同源區(qū)段上
C.若子代雌雄果蠅均既有紅眼又有白眼,則這對基因位于常染色體上
D.這對基因也可能只位于Y染色體上
【答案】D
【解題模板】(1)常染色體上的基因控制的性狀遺傳,雌雄個體表現(xiàn)型是一致的,與性別無關(guān);性染色體上的基因控制的性狀遺傳,雌雄個體表現(xiàn)型存在差異,與性別相關(guān)聯(lián)。
(2)選取2親本進行正交、反交實驗,若雌雄后代的分離比相同,則位于常染色體上;若雌雄后代有時結(jié)果不一樣,則位于性染色體上。
(3)找準同一種生物的同一性別群體,看其患者中雌性與雄性之間的比例是否為1∶1。若是,則最可能是常染色體上的基因控制的遺傳;若不是,則最可能是性染色體上的基因控制的遺傳。
(4)對于只存在于Y染色體上的基因控制的性狀,則僅限雄性遺傳。
(5)純合隱性雌性個體與純合顯性雄性個體雜交,若子代雌雄性全為顯性,則基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上;若子代雌性全為顯性,雄性全為隱性,則基因只位于X染色體的非同源區(qū)段上。
5. 顯性突變與隱性突變的判斷性實驗設(shè)計模板
【例9】石刀板是一種名貴蔬菜,為XY型性別決定雌、雄異株植物。野生型石刀板葉窄,產(chǎn)量低?,F(xiàn)有幾株闊葉石刀板(有雌株、雄株),雄株的產(chǎn)量高于雌株。若已證實闊葉為基因突變所致,請你設(shè)計一個簡單實驗方案判定該突變是顯性突變還是隱性突變。
【答案】選用多株闊葉突變型石刀板雌、雄相交,若雜交后代出現(xiàn)了野生型,則為顯性突變所致;若雜交后代僅出現(xiàn)突變型,則為隱性突變所致。
【解題模板】(1)顯性突變是由隱性基因突變成顯性基因,突變一旦完成,則立即表現(xiàn)出顯性性狀,選取具有突變性狀的親本進行雜交,子代會表現(xiàn)出原有性狀。
(2)隱性突變是由顯性基因突變成隱性基因,性狀往往不會立即表現(xiàn),直到出現(xiàn)隱性純合子為止。若選取具有突變性狀的親本進行雜交,則后代只表現(xiàn)出突變性狀。
6. 環(huán)境因素影響與基因控制性狀的判斷性實驗設(shè)計模板
【解題模板】(1)實驗原理一般由“自變量和因變量之間的關(guān)系(目的原理)+實驗具體過程的描述(操作原理或書本原理)+自變量的觀察指標(檢測原理)”組成。如“為了驗證胰島素具有降低血糖的作用,以小鼠的活動狀態(tài)為觀測指標”的實驗原理可描述為:胰島素具有降低血糖的作用(自變量和因變量之間的關(guān)系)。體內(nèi)胰島素含量過高時,引起血糖水平下降,機體出現(xiàn)活動減少,甚至昏迷等低血糖癥狀(自變量的觀察指標),此癥狀可通過補充葡萄糖溶液得到緩解(實驗具體過程的描述)。
(2)驗證性實驗標題的模板:驗證(或證明)……(自變量)對……(因變量)的影響;驗證(或證明)……(自變量)與……(因變量)之間的關(guān)系。
(3)對照組是指保持原有狀態(tài)(未做處理)或已知影響因素所造成結(jié)果的一組實驗。實驗組是人為改變條件(人為特別處理)或未知實驗結(jié)果的一組實驗。加法原理:與常態(tài)相比,人為增加某種影響因素的原理。如探究不同酸堿度對唾液淀粉酶的影響實驗,加酸和加堿的一組為實驗組。減法原理:與常態(tài)相比,人為去除某種因素即減法原理。如驗證光合作用產(chǎn)生淀粉的實驗,施加人為因素的一組,即遮光組為實驗組。值得說明的是鑒定性實驗及遺傳規(guī)律實驗可以不設(shè)置對照。
2. 探究性實驗的解題模板
【例12】現(xiàn)有一種植物的種子,已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度、和氧氣的影響,但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)。為探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響,請你依據(jù)所給材料和用具設(shè)計實驗步驟,寫出可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果,以及相應(yīng)的結(jié)論。
材料和用具: 數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無菌水、表面消毒過的種子等。
(2)看材料用具:生物學材料選擇是否得當,實驗器材選擇是否合理,藥劑選擇、使用、用量是否準確。
(3)看條件:是否需要攪拌、加熱等,實驗所需的溫度、光照等條件是否合理。
(4)看步驟:步驟的順序是否合理,步驟是否完整,具體操作是否違反生物學基本原理。
(5)看結(jié)果:實驗結(jié)果的驗證目標是否準確,實驗結(jié)果的驗證方法是否得當。
值得一提的是:歷年的高考試題具有典型性、示范性和深刻性,蘊含豐富的知識和技能,留下了廣闊的思維空間和探究空間。在高考沖刺的時間里,我們要充分利用近年來的高考壓軸題進行訓練,通過不斷地總結(jié)規(guī)律,建構(gòu)模板等學習反思的系列活動強化解題技巧、總結(jié)解題規(guī)律。