江蘇高中生物“小高考”屬標準參照測驗(水平性測試),測試難度并不高。但受高一學生尚未選科,高二學生選科后教師兼教必修、選修等因素影響,教學中常出現方法、難度等把握不準的情況,影響了教學有效性。要提高教學效率,參照“課程標準”、“教學要求”、“測試說明”是必須的,而分析歷年小高考考查情況也是極其重要的輔助手段。鑒于全面分析的工作量巨大,首先嘗試就遺傳系譜圖題展開分析。
1 基本情況
江蘇近7年小高考生物卷試題中,考查遺傳系譜圖的共6題,僅2013年沒有出現。其中2007、2008、2010年為選擇題,其余為非選擇題,共占24分。
所涉遺傳系譜圖都對應單基因遺傳病,其中2007、2009年為常染色體遺傳病,2008年為伴性遺傳病,而2010、2011、2012年為常染色體或伴性遺傳病。此外,2011、2012年還用文字方式引入了另一種遺傳,體現了難度上升。
2 考查方向
遺傳系譜圖考查方向按難度升序分三種:① 遺傳方式推斷,5年有考查,共占9分;② 基因型推斷,4年有考查,共占8分;③ 概率計算,4年有考查,共占7分。
在選擇題中,三種考查方向一般出現一到兩種,而在非選擇題中,三種考查方向按難度升序依次出現。
3 全息例題
全部呈現近7年小高考中的6個遺傳系譜圖題所占篇幅過大,因此引入“全息例題”這個原創概念,意指包含三種考查方向、各種考查方法的一個例題,以便直觀理解下文分析,同時也為教學中例題或訓練題的組編提供一種模型。
全息例題:圖1為某單基因遺傳病待完善系譜圖。請據圖及假設回答(顯、隱性基因分別用A、a表示):
(1) 根據假設推斷遺傳方式。
① 假設一:若只有Ⅰ-1為患者,則該病的遺傳方式 (能/不能)確定。
② 假設二:若只有Ⅱ-3為患者,則該病的遺傳方式為 , (能/不能)表示紅綠色盲遺傳。
③ 假設三:若只有Ⅲ3為患者,則該病的遺傳方式為 。
④ 假設四:若Ⅰ-1、Ⅱ-3、Ⅲ-3、Ⅲ-4均為患者,其余個體正常,且Ⅱ-4不攜帶該遺傳病的致病基因,則該病的遺傳方式為 。
(2) 根據假設推斷基因型。
① 按(1)中假設四,Ⅲ-1的基因型是 ;若該病是多指,且Ⅰ-2也是患者,則Ⅲ-3的基因型是 ,Ⅱ-3的基因型是 。
② 按(1)中假設三,若Ⅱ-1、Ⅲ-1也是患者,則Ⅰ-1的基因型是 。
③ 按(1)中假設四,且該病是多指,色覺正常的Ⅲ3與一個“正常女性”婚配,生了一個正常女兒和一個患紅綠色盲(顯、隱性基因分別用B、b表示)的兒子,則該“正常女性”的基因型是 。
(3) 根據假設計算概率:
① 按(1)中假設三,且Ⅱ-1、Ⅲ-1也是患者,若Ⅱ-2攜帶該遺傳病的致病基因,則Ⅲ-2與Ⅲ-4個體基因型相同的概率是 ,Ⅲ-4和一個表現型正常的女性攜帶者結婚,則他們生一個患病男孩的概率是 。
② 接上題,若Ⅱ-2不攜帶該遺傳病的致病基因,且Ⅲ-4及其配偶都為表現型正常的白化病基因攜帶者,則Ⅲ-4及其配偶生一個只患一種病的孩子的概率是 。
答案:(1) ① 不能 ② 常染色體隱性遺傳;不能 ③ 常或X染色體隱性遺傳 ④ 常或X染色體顯性遺傳 (2) ① aa或XaY;Aa;AA或Aa ② AA或Aa或XAXa ③ aaXBXb (3) ① 2/3 1/12 ② 5/16
4 考查方法
4.1 遺傳方式推斷
此方向上考查的方法按難度升序分四種,一是由“特殊家庭”(如雙親正常,生有病女孩等)直接推斷出唯一遺傳方式,出現于08、09年,共賦4分;二是由“特殊家庭”推斷出雙可能遺傳方式(如常隱或X隱),出現于12年,賦2分;三是由“特殊個體”(如某個體攜帶致病基因等)推斷出雙可能遺傳方式,出現于11年,賦2分;四是無特殊家庭和個體時遺傳方式的多可能推斷,出現于10年,賦1分(17題選項A、B,按選擇題賦分折半計1分)。
從單因子角度也可發現難度升序。條件角度是“特殊”個體數從多到少再到無;結果角度是“可能性”從唯一到雙可能再到多可能。從賦分值可發現考查集中于前三種,約為中等難度。難度高的第四種雖有涉及,也因選擇題可用排除法而降低至約中等難度。
4.2 基因型推斷
此方向上考查的方法按難度升序分4種。① “單基因、唯一遺傳方式”下“正推、反推或正反推(由親代表現型推斷子代基因型稱正推,由子代推親代稱反推)”“唯一或不唯一基因型(如AA或Aa)”,出現于2007、2009年,共占5分[2009年37題(3)在概率計算中涉及基因型推斷,按此小題賦分折半計1分]。② “單基因、雙可能遺傳方式”下“直推(由表現型直接推斷)”“不唯一基因型(如AA或XAY)”,出現于2011年,賦1分。③ “單基因、雙可能遺傳方式”下“反推”“不唯一基因型”,出現于2012年,占1分。④ 用文字引入另一種遺傳病,變為“兩對基因(常+性)、唯一遺傳方式”下“反推”“唯一基因型”,出現于11年,占1分。
從單因子角度也可發現難度升序。條件角度,是從單基因到兩對基因,從唯一到雙可能遺傳方式;推導路徑方面是從“直推”到“正或反推”再到“正和反推”;結果角度是從唯一到雙可能基因型。從賦分值可發現考查集中在第一種,約為中偏難難度,其余三種雖有涉及,但賦分少。
4.3 概率計算
在此方向上考查的方法按難度升序分3種。① “單基因遺傳、已有個體”中“兩個體基因型異同”的概率計算,最多一者基因型不確定,最多涉及二次概率計算,出現于2010、2011、2012年,共占3分(2010年17題選項C、D,按選擇題賦分折半計1分)。② “常染色體單基因遺傳、待生育個體”中“某性別、某表現型個體”的概率計算,涉及雙親之一的基因型、子代基因型、性別概率三次計算,出現于2009年,占1分[37題(3)先推斷基因型再計算概率,按此題賦分折半計1分]。③ 用文字引入另一種遺傳病,變成“常、性染色體兩對基因遺傳、待生育個體”中“特定表現型個體(如只患一種病)”的概率計算,涉及三次以上計算,出現于2011、2012年,共占3分。
從單因子角度也可發現難度升序。條件角度,是從已有個體到待生育個體,從單基因遺傳到常、性染色體兩對基因遺傳;推算路徑角度是概率計算次數逐漸增加;結果角度是從基因型異同到生育特定表現型個體概率。從賦分值可發現,約為中偏難的第一種和難的第二、三種賦分接近,后兩種賦分不低體現控制A等級數量意圖。
5 小結與建議
綜上,遺傳系譜圖考查是通過三種考查方向的合理組合,通過各方向上條件、路徑、結果角度各單因子的合理組合來進行的。針對小高考水平性測試這一特點,各角度都體現了一定的難度上限。
由此,此內容應圍繞單基因遺傳病系譜圖,以“設置特殊個體條件下遺傳方式的雙可能推斷”,以“雙可能遺傳方式下正反向多可能推斷基因型”,以“引入另一種遺傳,按自由組合進行約三次概率計算”為難度上限,展開教學。
實際教學中,使用處于臨近難度上限左右的訓練題常態化訓練學生,并不一定是高效做法,建議根據學生水平層次靈活選用。