品讀高考試題 提升核心素養
——以“遺傳的基本規律”為例

河北

復習課的教學是學習者在已有認知的基礎上“生長”的過程，是進一步提升學生的生物核心素養的過程。本文是筆者在2020 年2 月17 日、25 日唐山市空中課堂“遺傳類專題”的基礎上進一步整理的內容，從構建網絡析概念、品讀真題明方向、精選題組提素養三個角度對遺傳的基本規律專題進行分析，期望提升學生的問題解決能力、深化生物核心素養。

一、構建網絡析概念

概念是思維的細胞，因此加強對基本概念的理解是復習遺傳的基本規律的關鍵。在考前復習教學時，筆者引導學生抓住重要概念，整合相關生物學事實和微概念，并以概念圖和思維導圖為方法幫助學生逐步構建知識體系，實現概念的組織化、視覺化、層級化。

“遺傳的基本規律”類試題包含的次位概念繁多，概念之間易混淆且關系錯綜復雜。筆者在教學時采用的教學步驟如下。

1.“頭腦風暴”提碎片

要求學生將本專題涉及的微概念列舉出來。

2.梳理概念析層次

將相關的概念歸為一類，并引導學生回歸教材，提供1～2 個實例，培養學生的論證思維。師生將本專題的次位概念分成如下7 個概念組：①雜交類型（正反交、雜交、自交、測交、回交）；②性狀類型（性狀、相對性狀、不同性狀、顯性性狀、隱性性狀、性狀分離）；③基因類型（基因、等位基因、非等位基因、顯性基因、隱性基因、復等位基因）；④個體類型（純合子、雜合子、基因型、表現型）；⑤圖解類型（遺傳圖解、家系圖）；⑥思維方法（假說、演繹、類比、歸納）；⑦染色體類型（染色體、同源染色體、非同源染色體、常染色體、性染色體、X 染色體、Y 染色體）。

3.繪制成圖建聯系

采用概念圖、思維導圖的形式將概念之間、概念組之間的關系繪制成圖。如圖所示是師生共同構建的“基因-性狀”思維導圖。

“基因-性狀”思維導圖

二、品讀真題明方向

遺傳的基本規律類試題是考查學生理解能力、實驗探究能力、解決問題能力、創新能力等高考生物學科關鍵能力很好的載體，具有較高的區分度。如表1 為2017—2019 年全國卷“遺傳的基本規律”類試題分析。

表1

分析表1，可以看出全國卷“遺傳的基本規律”類試題具有如下幾個特點：

1.命題的核心術語是“遺傳方式”，命題方向分為“研究遺傳方式”和“應用遺傳方式”兩個維度。

2.“研究遺傳方式”要求學生解決“顯隱性性狀”“基因的位置”這兩個變量中的一個；“應用遺傳方式”要求學生基于已知的遺傳方式判斷親子代的基因型或子代某種表現型出現的概率。

三、精選題組提素養

（一）研究遺傳方式

目前高考主要考查學生對單基因遺傳方式的判斷，即控制某性狀基因的顯隱性（變量1）及其在細胞中的位置（變量2）。筆者在教學中采用先研究單一變量，然后解決雙變量的邏輯授課。

1.利用分離定律進行研究

【例1】（基因位置確定，研究顯隱性性狀）（2018 年，全國卷Ⅰ，第32 題節選）果蠅體細胞有4 對染色體，其中2、3、4 號為常染色體。已知控制長翅/殘翅性狀的基因位于2 號染色體上，控制灰體/黑檀體性狀的基因位于3 號染色體上。某小組用一只無眼灰體長翅雌蠅與一只有眼灰體長翅雄蠅雜交，雜交子代的表現型及其比例如表2：

表2

回答下列問題：

（1）若控制有眼/無眼性狀的基因位于X 染色體上，根據上述親本雜交組合和雜交結果判斷，顯性性狀是_______，判斷依據是_______________。（2）若控制有眼/無眼性狀的基因位于常染色體上，請用表2 中雜交子代果蠅為材料設計一個雜交實驗來確定無眼性狀的顯隱性（要求：寫出雜交組合和預期結果）。

【答案】（1）無眼 只有當無眼為顯性時，子代雌雄個體中才都會出現有眼與無眼性狀的分離 （2）雜交組合：無眼×無眼 預期結果：若子代中無眼∶有眼=3∶1，則無眼為顯性性狀；若子代全部為無眼，則無眼為隱性性狀。

【試題分析】（1）屬于演繹推理類，體現了學業質量水平“科學思維”維度的三級水平。這類問題的思維過程如下。

①根據情境信息明確論題

根據試題情境，學生應提出：論題1 有眼為顯性性狀和論題2 無眼為顯性性狀。

②借助邏輯工具論證論題

“遺傳的基本規律”類試題涉及的邏輯工具主要是間接論證中的反證法和演繹論證。

反證法是以論題1 為前提，利用邏輯方法（一般是演繹法）推出一個結論，然后通過否定該結論進而否定假說1，從而反向證明論題2 成立的方法。這種方法適合已知當中只有兩個或有限幾個可能論題的問題。

演繹論證是用一般原理來論證特殊事實的一種論證。在這種論證中，論據主要是一般性原理，論題是關于某種特殊事實的論斷。本問限定變量是“控制有眼/無眼性狀的基因位于X 染色體上”，因此涉及伴性遺傳。具體分析過程如下。

大前提：親代雄果蠅的X 染色體一定傳遞給子代雌果蠅。

小前提：（限定變量和論題1）親代雄果蠅的X 染色體是XA。

結論：子代雌果蠅一定有XA染色體，即子代雌果蠅（XAX-）一定表現為有眼性狀。

根據題目信息子代雌果蠅有無眼性狀，則論題1“有眼為顯性性狀”錯誤，因此論題2“無眼為顯性性狀”正確。

（2）屬于方案設計類，體現了學業質量水平“科學探究”維度的三級水平。這類問題的思維過程如下。

①列出備選方案

本問限定變量是“控制有眼/無眼性狀的基因位于常染色體上”。由題目信息“一只無眼雌蠅與一只有眼雄蠅雜交，子代果蠅中無眼∶有眼＝1∶1”及基因的分離定律可以得出：親代和子代均是一個為雜合子，一個為隱性純合子。根據題目信息“用雜交子代果蠅為材料”，因此學生可以列出如下備選方案。方案1：雜合子×雜合子；方案2：隱性純合子×隱性純合子；方案3：雜合子×隱性純合子。

②選擇可行方案

方案3 與題目提供的雜交方案一致，故可以直接否定。學生需要借助比較思維方法研究方案1 和方案2。兩個方案的相同點是子代同一表現型的果蠅相互雜交。兩個方案的不同點：方案1 是雜合子交配，子代發生性狀分離；方案2 是純合子交配，子代不發生性狀分離。經比較后，學生可以得出如下可行方案：從子代中選取具有相同性狀的雌雄果蠅進行交配。若子代發生性狀分離，說明雜交親本為雜合子，其所表現出的性狀為顯性性狀；若子代未發生性狀分離，說明雜交親本為隱性純合子，其所表現出的性狀為隱性性狀。

【例2】（顯隱性性狀已知，研究基因位置）已知果蠅的直毛和分叉毛是一對相對性狀，直毛對分叉毛為顯性。現有直毛和分叉毛雌雄果蠅若干，僅通過一個雜交組合實驗判斷：控制直毛、分叉毛的基因是位于常染色體上還是位于X 染色體上。

【答案】方案1：多對分叉毛（♀）×直毛（）方案2：多對直毛（♀）×直毛（）

【試題分析】本題屬于方案設計類，體現了學業質量水平“科學探究”維度的三級水平。本題思維過程如下。

①列出備選方案

根據題目信息“直毛對分叉毛是顯性、直毛和分叉毛雌雄果蠅若干”可知：直毛果蠅有純合子和雜合子兩種。因此學生可以列出如下備選方案。方案1：分叉毛（♀）×直毛（）；方案2：直毛（♀）×直毛（）；方案3：直毛（♀）×分叉毛（）；方案4：分叉毛（♀）×分叉毛（），每個方案選用多對果蠅。

②選擇可行方案

方案1 和方案2 根據子代果蠅表現型可以判斷控制直毛、分叉毛的基因位置；方案3 和方案4 兩種情況，控制直毛、分叉毛的基因無論是位于常染色體上還是位于X 染色體上，子代果蠅表現型一致，故無法判斷基因位置。

【例3】（基因的顯隱性性狀和在染色體上的位置均未知）從一個自然界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規律。請設計一個一代雜交方案，探究這對相對性狀的顯隱性關系和該對等位基因位于X 染色體上還是常染色體上。

【答案】方案1：

正交：灰色雌蠅×黃色雄蠅；反交：黃色雌蠅×灰色雄蠅，每個雜交組合選用多對果蠅。

方案2：

組合1：灰色雌蠅×灰色雄蠅；組合2：黃色雌蠅×黃色雄蠅，每個雜交組合選用多對果蠅。

【試題分析】本題屬于方案設計類，體現了學業質量水平“科學思維”維度的三級水平。分析思路與例1 的（2）、例2 一致，此處略。

2.利用自由組合定律進行研究

【例4】某小組利用某二倍體自花傳粉植物進行雜交實驗，雜交涉及的兩對相對性狀分別是圓形果（圓）與長形果（長），單一花序（單）與復狀花序（復），對應等位基因分別用A/a 和B/b 表示。實驗數據如表3。

表3

若控制果實形狀的基因位于Ⅳ號染色體上，根據表3 中的數據__________（填“能”或“不能”）得出控制花序類型的基因位于Ⅳ號染色體上，依據是_________________________________。

【答案】能 兩組雜交組合的F1圓單（AaBb）自交F2中每對相對性狀表現型的分離比都符合3∶1，而兩對相對性狀表現型分離比不符合9∶3∶3∶1

【試題分析】本題屬于演繹推理類，體現了學業質量水平“科學思維”維度的二級水平。

由“某二倍體自花傳粉植物”可知兩個雜交組合的親代均為純合子，F1表現“圓單”為顯性性狀，且基因型為AaBb。演繹論證過程如下。

大前提：所有滿足基因自由組合定律的AaBb 自交子代中4 種表現型的分離比符合9∶3∶3∶1。

小前提：兩組雜交組合的F1圓單（AaBb）自交F2中4 種表現型分離比不符合9∶3∶3∶1。

結論：兩對等位基因不遵循自由組合定律，即兩對等位基因（A/a、B/b）位于同一對同源染色體上。

由于控制果實形狀的基因（A/a）位于Ⅳ號染色體上，因此控制花序類型的基因（B/b）位于Ⅳ號染色體上。

3.利用染色體變異進行研究

目前用于基因定位研究的有染色體結構變異中的缺失、染色體數目變異中的單體和三體。

【例5】已知果蠅4 號染色體十分微小，該染色體少一條的個體均可存活并可育。果蠅有眼對無眼為顯性。一對純合無眼雄果蠅與純合有眼雌果蠅（4 號染色體少一條）雜交，觀察并記錄子代表現型（不考慮X、Y 同源區段和發生其他變異）。

若__________________________，則無眼基因位于4 號染色體上；若_________________________________，則無眼基因不在4 號染色體上。

【答案】F1中有眼∶無眼=1∶1 F1中均為有眼

【試題分析】本題屬于演繹推理類，體現了學業質量水平“科學思維”維度的二級水平。

【方法總結】根據上述分析，“研究遺傳方式”的試題解決方法是（1）方案設計類：學生根據題目信息列出可能的備選方案，利用假說-演繹法選擇可行方案；（2）演繹推理類：學生應用遺傳學規律，借助邏輯學工具加以論證。

（二）應用遺傳方式

近幾年全國卷遺傳類試題關于“應用遺傳方式”考查主要集中在“計算子代中表現型或基因型概率”。解決此類試題的關鍵是確定親子代的基因型以及獲取題目信息。筆者在進行復習時，從引導學生思考“在孟德爾所做的雜交實驗中，F2出現了3∶1 和9∶3∶3∶1 分離比例出現需要有特定的條件”入手，依次呈現符合所有特定條件、某一特定條件變化、兩個特定條件發生變化系列題目，然后總結問題的解決方法。

【例6】人群中某常染色體顯性遺傳病的發病率為19%，一對夫婦中妻子患病，丈夫正常，他們所生的子女患該病的概率是 （ ）

A.10/19 B.9/19 C.1/19 D.1/2

【答案】A

【試題分析】本題體現了學業質量水平“科學思維”維度的三級水平。

由“某常染色體顯性遺傳病”可知：丈夫基因型為aa，妻子基因型為AA 或Aa。本題聚焦點是妻子兩種基因型的比例。由“某常染色體顯性遺傳病的發病率為19%”可知：P（a a）=P（a）×P（a）=1-1 9%=8 1%，即P（a）=9/1 0，P（A）=1/10。妻子基因型P（AA）=（1/10）2；P（Aa）=2×（1/10）×（9/10）。因此妻子產生卵細胞：P（A）=10/19，P（a）=9/19；丈夫產生精子基因型為a。P（子女患病）=1-P（正常）=1-P（aa）=1-（9/19）×1=10/19。

此外2019 年全國卷Ⅰ第5 題屬于“雄配子不育”型；全國卷Ⅱ第32 題屬于非等位基因互作；全國卷Ⅲ第6 題屬于“某類合子不育”型，在此不再贅述。

【方法總結】對于求解概率試題，可以采用如下三步進行解決：分析親代的基因型及其比例；分析親代產生的可育配子及其比例；分析影響受精卵發育的因素。

總之，高三復習的后期，在強化生物學概念理解的基礎上，教師可通過選用典型例題精講精練，讓學生在問題解決中遷移運用所學知識，達到快速提高學生解決問題的能力，進一步深化學生的生物核心素養的目的。