淺談科學探究型遺傳題的解題對策

淺談科學探究型遺傳題的解題對策

探究性遺傳題與一般實驗設計題相類似也包括三個部分：實驗步驟、實驗結果和實驗結論，出題方向靈活多變，可能是針對其中某一個環節也可能是整個方案，現仍以遺傳方式判定題為例來分析幾種常見的類型：

3.1分析推斷型

已知實驗現象和結果，要求學生通過分析得出正確的結論，旨在考查學生對實驗數據進行分析比較、推理歸納的能力。這類遺傳題比較常見，不過以往只是寫出結論，而在近幾年高考題中更加重視和突出學生的表達能力，也就是不僅要寫出結論，並且要說明是如何得出結論的，要求學生在認真分析數據、確定變數之間關係的基礎上，根據已有認知結構做出評價並進行科學的解釋。

例1（2005理綜全國卷一）已知牛的有角與無角為一對相對性狀，由常染色體上的等位基因A與a控制。在自由放養多年的一群牛中（無角的基因頻率與有角的基因頻率相等），隨機選出1頭無角公牛和6頭有角母牛分別交配，每頭母牛隻產了1頭小牛。在6頭小牛中，3頭有角，3頭無角。

（1）根據上述結果能否確定這對相對性狀中的顯性性狀？請簡要說明推斷過程。

【分析】相對性狀親本雜交，當子代都表現一種性狀時，才能得出結論，在這道題中顯然是無法判斷。得結論容易解釋難，學生對於推斷過程的寫法往往是不明確不具體，最後是三言兩語簡單了事，無法形成完整的、環環相扣的因果鎖鏈。轉換一下問題，把推斷題變成證明題，在這道題中要想說明「不能確定顯性」，其實就是去證明有角和無角都有可能為顯性，親本或子代基因型怎樣才能符合題目中所述情況？結合題目中具體條件，不難得出答案。

【答案】（1)不能確定。①假設無角為顯性，則公牛的基因型為Aa,6頭母牛的基因型都為aa，每個交配組合的後代或為有角或為無角，概率各佔1/2，6個組合後代合計會出現3頭無角小牛，3頭有角小牛。②假設有角為顯性，則公牛的基因型為aa,6頭母牛可能有兩種基因型，即AA和Aa。AA的後代均為有角。Aa的後代或為無角或為有角，概率各佔1/2，由於配子的隨機結合及後代數量少，實際分離比例可能偏離1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的頭數大於或等於3頭，那麼6個組合後代合計也會出現3頭無角小牛，3頭有角小牛。綜合上述分析，不能確定有角為顯性，還是無角為顯性。

3.2預測結果型

已知親本的基因型、表現型以及交配情況，要求學生預測可能出現的子代結果並推斷相應的結論。這類似於一般的探究性實驗題中的預測結果類型，但又有所不同，因為一般的探究性實驗中結論比較明顯，結果也相對簡單，而遺傳實驗中子代的遺傳情況比較複雜，再加上多種結論，紛繁複雜綜合性較強，要求學生必須具備很高的綜合分析能力。

例2(2006年理綜全國卷二)從一個自然果蠅種群中選出一部分未交配過的灰色和黃色兩種體色的果蠅，這兩種體色的果蠅數量相等，每種體色的果蠅雌雄各半。已知灰色和黃色這對相對性狀受一對等位基因控制，所有果蠅均能正常生活，性狀的分離符合遺傳的基本定律。請回答問題：（前三道題略）

（4）現用兩個雜交組合：灰色雌蠅×黃色雄蠅、黃色雌蠅×灰色雄蠅，只做一代雜交試驗，每個雜交組合選用多對果蠅。推測兩個雜交組合的子一代可能出現的性狀，並以此為依據，對哪一種體色為顯性性狀，以及控制體色的基因位於 X染色休上還是常染色體上這兩個問題，做出相應的推斷（要求只寫出子一代的性狀表現和相應推斷的結論）。

【分析】題中涉及到顯隱關係和是否伴性等多個遺傳問題，再加上親本的基因型不能確定，若是按題目所說先預測結果，再由結果得出結論，就會千頭萬緒，理不清思路。遇到這樣的題目，不妨換一下順序，先討論可能存在的結論，再分析相應出現的結果。該題中就要先將問題合併，那麼可能的結論有四個：灰色為顯性且是常染色體遺傳、黃色為顯色且常染色體遺傳、灰色為顯性且伴性遺傳、黃色為顯性且伴性遺傳；然後將四個結論「代入」到具體的雜交實驗，利用顯隱關係及伴性遺傳的判斷方法的有關知識，再考慮到顯性個體的基因型可能純合或者雜合，就可以寫出與結論相對應的子代結果。

【答案】（4）如果兩個雜交組合的子一代中都是黃色個體多於灰色個體，並且體色的遺傳與性別無關，則黃色為顯性，基因位於常染色體上。如果兩個雜交組合的子一代中都是灰色個體多於黃色個體，並且體色的遺傳與性別無關，則灰色為顯性，基因位於常染色體上。如果在雜交組合灰色雌蠅×黃色雄蠅中，子一代中的雄性全部表現灰色，雌性全部表現黃色；在雜交組合黃色雌蠅×灰色雄蠅中，子一代中的黃色個體多於灰色個體，則黃色為顯性，基因位於X染色體上。如果在雜交組合黃色雌蠅×灰色雄蠅中，子一代中的雄性全部表現黃色，雌性全部表現灰色；在雜交組合灰色雌蠅×黃色雄蠅中，子一代中的灰色個體多於黃色個體，則灰色為顯性，基因位於X染色體上。

3.3綜合型

此類試題要求學生能在一定的探究情景下，利用相關材料設計出一個整體的實驗方案，不僅要設計實驗步驟，還要預測可能的結果及相應的結論，旨在考查學生實驗設計的綜合能力。

例3果蠅是遺傳學研究中重要的實驗材料，請回答有關問題：

（1）已知果蠅的直毛和非直毛是一對等位基因。若實驗室有純合的直毛和非直毛雌、雄果蠅親本，你能否通過一代雜交實驗確定這對等位基因是位於常染色體上還是X染色體上？請說明實驗過程。

（2）若已知果蠅的直毛和非直毛是位於X染色體上的一對等位基因。但實驗室只有從自然界捕獲的、有繁殖能力的直毛雌、雄果蠅各一隻和非直毛雌、雄果蠅各一隻，你能否通過一次雜交實驗確定這對相對性狀中的顯性性狀，請用遺傳圖解表示並加以說明和推導。

【分析】針對這一類題，首先要明確目的，然後再研究實驗材料和要求，因為它們不僅是限定實驗方案的框架，其實更是提示思路的線索。在第（1）題中，實驗材料是持相對性狀的純合體，那麼採用的方法只能是雜交，又要求通過一代雜交實驗，也就是可以將親本多次雜交，那常染色體遺傳與伴Ｘ遺傳通過雜交子代有何區別呢，不難發現伴性遺傳的正反交結果不一致。在第（2）題中，已知為伴Ｘ遺傳但基因型可能純合或者雜合，若是讓相同性狀的雌雄親本雜交，一次雜交未必能判出結果，那隻能是相對性狀個體雜交，親本基因型分X^AX^A和 X^aY 、 X^aX^a 和X^AY 、X^AX^a 和 X^aY三種情況進行討論。

【答案】（1）能；取直毛雌雄果蠅與非直毛雌雄果蠅，進行正交和反交，若正反交後代性狀表現一致，則該等位基因位於常染色體上，若正反交後代性狀表現不一致，則該等位基因位於X染色體上。(2)能； 任取兩隻不同性狀的雌雄果蠅雜交，結果可能有：X^AX^A×X^aY →X^AX^a，X^AY ；X^aX^a×X^AY →X^AX^a ，X^aY ；X^AX^a×X^aY →X^AX^a ，X^aX^a，X^AY ，X^aY。若後代只出現一種性狀，則該雜交組合中的雄果蠅代表的性狀為隱性；若後代果蠅雌雄各為一種性狀，則該雜交組合中雄果蠅代表的性狀為顯性；若後代中雌雄果均含有兩種不同的性狀且各佔1/2，則該雜交組合中雄果蠅性狀為隱性。

科學的本質是探索真理和發現真理，因此，傳授給學生最有生命力的價值應是探索和發現的能力。高考理綜卷中的探究性遺傳題正是從量化的角度評價了學生探究學習遺傳學的方法和能力，相信在這種有效導向下，將促使我們在遺傳學的教學實踐中更加重視學生的探究性學習，在科學探究活動中培養學生的創新意識，提高學生的綜合能力。