積累素材 興會(huì)神到
——一道原創(chuàng)題的命制過(guò)程

廣東 黃春云

一、試題及答案

（原創(chuàng)題）果蠅的X染色體和Y染色體大小、形態(tài)不完全相同，但存在著同源區(qū)段（Ⅱ）和非同源區(qū)段（Ⅰ、Ⅲ），如圖所示，請(qǐng)分析回答以下問(wèn)題：

（1）黑腹果蠅的突變型具有短而細(xì)的截毛（a），野生型具有長(zhǎng)而粗的剛毛（A），這對(duì)相對(duì)性狀的等位基因位于XY染色體的同源區(qū)段，則這對(duì)相對(duì)性狀的基因型有_______種。

（2）當(dāng)雄果蠅的基因型為_(kāi)________時(shí)，其后代所表現(xiàn)出的遺傳特點(diǎn)和常染色體上的基因遺傳表現(xiàn)完全一樣，子代的基因型與表現(xiàn)型均與性別無(wú)關(guān)。

（3）人類(lèi)的抗維生素D佝僂病是由X染色體上的非同源區(qū)段上的一個(gè)顯性基因控制的人類(lèi)遺傳病，該病在女性群體中的發(fā)病率高于男性，請(qǐng)嘗試用建立數(shù)學(xué)模型的方式解釋該現(xiàn)象。（假設(shè)該病不受自然選擇、突變、遷移和出生、死亡等的影響）

【答案】（1）7 （2）XAYA或XaYa（3）設(shè)致病基因XD的基因頻率為p（0＜p＜1），則女性群體中，患病（XDX-）的概率為p2+2p（1－p）=（2－p）p，男性群體中，患病（XDY）的概率只有p，所以女性群體中發(fā)病率高于男性。

二、命題說(shuō)明

1.涉及考點(diǎn)

伴性遺傳、基因頻率、數(shù)學(xué)模型的建立

2.題目的設(shè)計(jì)靈感

題目的設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于2017年河北正定中學(xué)高三復(fù)習(xí)《伴性遺傳》課中，教師引導(dǎo)學(xué)生分析位于性染色體上基因的遺傳特點(diǎn)時(shí)運(yùn)用了數(shù)學(xué)方法。而2016年高考全國(guó)卷Ⅰ第6題又考到了伴性遺傳病發(fā)病率和基因頻率的關(guān)系。素材來(lái)源于佛山圖書(shū)館的數(shù)字資源。

3.題干的設(shè)計(jì)

通過(guò)文字和圖示很好地揭示了X染色體和Y染色體在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，為學(xué)生答題提供了必要的信息，文字簡(jiǎn)練、圖像清晰。

4.問(wèn)題的設(shè)計(jì)

三個(gè)問(wèn)題的設(shè)置由簡(jiǎn)到難。第（1）問(wèn)和第（2）問(wèn)具有很好的承接性，第（1）問(wèn)的設(shè)計(jì)實(shí)際上是為第（2）問(wèn)設(shè)置了一個(gè)臺(tái)階，使學(xué)生能從雙親的12種雜交組合中分析子代的基因型和表現(xiàn)型。第（3）問(wèn)是一個(gè)較難的題目，應(yīng)該具有很好的區(qū)分度。在這個(gè)問(wèn)題中特別指出了“嘗試用建立數(shù)學(xué)模型的方式解釋該現(xiàn)象”，并且在題后注明“假設(shè)該病不受自然選擇等的影響”，這兩個(gè)地方都提示了學(xué)生運(yùn)用基因頻率分析基因型頻率的方法來(lái)進(jìn)行解答。

5.試題的亮點(diǎn)

（1）充分體現(xiàn)了生物學(xué)的核心素養(yǎng)之一：理性思維

通過(guò)2016年全國(guó)卷Ⅰ的研究，我們可以看出高考題的設(shè)問(wèn)不是很多，第29～31題都是三問(wèn)，第32題只有兩問(wèn)，但是每一題都考查了學(xué)生的知識(shí)遷移能力和推理能力以及表達(dá)能力。例如第29題考查dATP，學(xué)生可以通過(guò)ATP的知識(shí)進(jìn)行遷移、推理。本題的設(shè)計(jì)同樣也秉持著這樣的理念，XY染色體上同源區(qū)段上基因的遺傳特點(diǎn)雖然不是課堂要求講的內(nèi)容，但是學(xué)生可以通過(guò)已有知識(shí)進(jìn)行遷移和推理。

（2）有新意

本題第（3）問(wèn)，要求學(xué)生用數(shù)學(xué)建模的方式對(duì)生物現(xiàn)象進(jìn)行解釋分析，這個(gè)考點(diǎn)在平時(shí)的試題中較少涉及，很好地考查了學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。

（3）能力立意

教學(xué)中理解比記憶更重要，方法比知識(shí)更重要。本題重點(diǎn)考查的是學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

三、參考資料

1.（2016年全國(guó)卷Ⅰ·第6題）理論上，下列關(guān)于人類(lèi)單基因遺傳病的敘述，正確的是 （ ）

A.常染色體隱性遺傳病在男性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率

B.常染色體顯性遺傳病在女性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率

C.X染色體顯性遺傳病在女性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率

D.X染色體隱性遺傳病在男性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率

【答案】D

2.（2016年全國(guó)卷Ⅰ·第29題）在有關(guān)DNA分子的研究中，常用32P來(lái)標(biāo)記DNA分子，用α、β、γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個(gè)磷酸基團(tuán)所處的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。回答下列問(wèn)題：

（1）某種酶可以催化ATP的一個(gè)磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時(shí)產(chǎn)生ADP。若要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的____（填“α”“β”或“γ”）位上。

（2）若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的____________（填“α”、“β”或“γ”）位上。

（3）將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個(gè)）并釋放，則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n，原因是__________________。

【答案】（1）γ （2）α （3）一個(gè)含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后，標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個(gè)噬菌體中只有2個(gè)帶有標(biāo)記