2016年北京高考理綜第30題的分析及備考教學建議

魏鳳國

(遼寧省實驗中學東戴河分校 125208)

高考理科綜合考試中的大題通常是全面考查學生高中階段所學習的全部內容，每一道題都透射多個知識點，既考查學生的基本知識掌握水平，又考查學生多方面的綜合能力。2016年高考理科綜合考試中北京卷的第30題就是這種類型題的典范。

1 原題呈現

研究植物激素作用機制常使用突變體作為實驗材料，通過化學方法處理萌動的擬南芥種子可獲得大量突變體。

(1)若誘變后某植株出現一個新性狀，可通過________交判斷該性狀是否可以遺傳，如果子代仍出現該突變性狀，則說明該植株可能攜帶________性突變基因，根據子代________，可判斷該突變是否為單基因突變。

(2)經大量研究，探明了野生型擬南芥中乙烯的作用途徑(圖1)。由圖1可知，R蛋白具有結合乙烯和調節酶T活性兩種功能，乙烯與________結合后，酶T的活性________，不能催化E蛋白磷酸化，導致E蛋白被剪切，剪切產物進入細胞核，可調節乙烯響應基因的表達，植株表現有乙烯生理反應。

(3)酶T活性喪失的純合突變體(1#)在無乙烯的條件下出現________(填“有”或“無”)乙烯生理反應的表現型，1#與野生型雜交，在無乙烯的條件下，F1的表現型與野生型相同。請結合圖1從分子水平解釋F1出現這種表現型的原因：________________。

(4)R蛋白上乙烯結合位點突變的純合體(2#)僅喪失了與乙烯結合的功能。請判斷在有乙烯的條件下，該突變基因相對于野生型基因的顯隱性，并結合乙烯作用途徑陳述理由： ________。

(5)番茄中也存在與擬南芥相似的乙烯作用途徑，若番茄R蛋白發生了與2#相同的突變，則這種植株的果實成熟期會________。

參考答案：(1)自 顯 表現型的分離比 (2)R蛋白 被抑制 (3)有 雜合子有野生型基因，可產生有活性的酶T，最終阻斷乙烯作用途徑 (4)2#與野生型雜交，F1中突變基因表達的R蛋白不能與乙烯結合，導致酶T持續有活性，阻斷乙烯作用途徑，表現為無乙烯生理反應，其表現型與2#一致，因此突變基因為顯性 (5)推遲。

2 命題分析

圖1 乙烯的作用途徑

2.1 問題設計具有層次性和啟發性 該題設置5個問題。第(1)問相對獨立。第(2)問考查了學生的基本識圖能力，為第(3)問和第(4)問的作答做鋪墊。第(3)問設置了兩個問題，第1個問題為第2個問題做鋪墊。該題如果去除第(2)問以及第(3)問的第一個空，則學生將沒有思路，該題將無法解。

2.2 內容源于教材，體現“一題多點” 該題在內容上，以乙烯的調節為載體，考查了多個知識點，橫跨3冊教材，覆蓋面廣。第(1)問考查的內容為必修2第5章第1節中的基因突變，第(2)問考查的內容為必修3第3章第3節中的植物激素的調節機制，第(3)問考查的內容為必修1第5章第1節中的酶活性的影響因素，第(4)問考查的內容為必修2第1章中的顯性和隱性性狀的概念，第(5)問考查的內容為必修3第3章第3節中乙烯的功能。一道題考查這么多內容，且許多內容都跨教材，這就要求考生熟悉教材，并能順利將各章節、各教材之間的知識建立聯系，進行思維的遷移。

2.3 凸顯能力要求的考查 該題在能力上，凸顯了考綱對學生實驗設計能力、識圖能力、準確獲取信息能力、邏輯推理能力、思維遷移能力、綜合應用能力和分析能力以及準確的語言表達能力等的要求。第(1)問以變異類型的判斷為命題出發點，考查學生的實驗設計能力以及突變類型的綜合判斷能力，難度中等。第(3)、(4)問的信息量大，著重考查學生獲取信息、處理信息、思維遷移能力、邏輯推理及應用信息的能力，難度較大。

3 解題分析

(1)若要判斷該突變性狀是否可遺傳，可設計一個雜交方案進行判斷。雜交方案有多種，雜交、測交、自交等。是否可遺傳，關鍵看遺傳物質有沒有改變。從第1問信息可知，該突變是基因突變，所以有兩種可能：①隱性突變，設基因用A或a來表示，則是AA→aa；②顯性突變，則是aa→Aa或AA。首先排除測交，因為不知道是顯性突變還是隱性突變，所以不知道隱性純合子是什么類型，無法選擇。其次排除雜交，如果將突變個體與野生型個體雜交，若為隱性突變，則AA×aa→Aa，后代表現為野生型。如果遺傳物質沒有改變，其性狀雖然改變，但基因型沒有改變，仍為AA，則AA×AA→AA，后代表現為野生型。這樣就沒有辦法區分該突變性狀是否可以遺傳了。若采用自交方案，如果遺傳物質沒有改變，則后代表現為野生型；如果遺傳物質改變，不論是顯性突變還是隱性突變，自交后代都會出現該突變性狀。所以自交方案可行。自交后代若全部都是突變性狀，則該突變植株的基因型為AA或aa，若自交后代既有野生型性狀，也有突變性狀，則該植株的基因型為Aa。所以該個體攜帶顯性突變基因的概率更大，即該突變植株更可能是顯性突變個體，攜帶顯性突變基因。若為單基因突變，則后代表現型的分離比是3∶1。所以根據后代表現型的分離比可以確定是否是單基因突變個體。

(2)據圖1可知，乙烯與R蛋白結合后，酶T活性受到抑制(這里不可以寫成降低或減弱，因為酶活性降低或減弱仍然有活性，只是到達反應終點所需的時間延長而已，不是不能反應)。酶T活性喪失的純合突變體(1#)在無乙烯的條件下，酶T沒有活性，E蛋白不能被磷酸化，則能被酶剪切，從而是乙烯響應基因表達而表現出有乙烯生理反應。1#與野生型雜交得F1，F1體細胞中既有突變基因，也有野生型基因，這兩個基因是獨立進行表達的，并不是隱性基因不能表達。所以在F1體細胞中同時存在正常的酶T和突變致使活性喪失的酶T。因此，在無乙烯的條件下，F1細胞中正常的酶T有活性，E蛋白被磷酸化而不能被酶剪切，從而阻斷乙烯作用途徑，表現為無乙烯生理反應，所以F1的表現型與野生型相同。

(3)題干中，突變體和野生型都是純合子，所以判斷顯隱性的方法是雜交。F1表現誰的性狀，誰的性狀就是顯性。將2#與野生型雜交得F1,F1一定是雜合子，突變基因和野生型基因在體細胞中都能獨立表達，在細胞中會同時存在兩種受體，即正常的R蛋白和功能異常的R蛋白。在有乙烯的條件下，乙烯與部分正常的R蛋白結合，細胞中的這部分酶T活性受到抑制，乙烯與部分異常的R蛋白結合，細胞中的這部分酶T有活性。在整個細胞中兩種狀態的酶T同時存在，應按酶T有活性處理。因此，E蛋白磷酸化，不能被酶剪切，從而阻斷乙烯途徑，使F1表現為無乙烯生理反應，即突變性狀。所以在有乙烯的條件下，突變基因相對于野生型基因為顯性。

(4)番茄中也存在與擬南芥相似的乙烯作用途徑，若番茄R蛋白發生了與2#相同的突變，則這種植株不論是否在有無乙烯的條件下，都會發生無乙烯的生理反應，因此這種植株的果實成熟期會推遲。

4 解題技巧

該題的典型特點是圖的信息量大、關系錯綜復雜，很容易發生邏輯關系混亂，學生在分析時容易作出錯誤的判斷。

因此做這類題時，厘清其中復雜的關系尤為重要。可在解此類問題時，用直觀的概念圖來厘清圖中的信息脈絡，以防止混亂。

圖2 概念圖

梳理后，將受體、酶T與最終性狀建立起相應的關系，如2圖所示，很容易就看出兩者之間的關系，一目了然。受體與性狀呈正向平行關系，酶T與性狀呈反向平行關系。不論考查受體與性狀的邏輯關系，還是考查酶T與性狀的邏輯關系，學生都可以準確把握。

5 教學建議

5.1 備考復習時要研讀考綱，回歸教材 首先，高考題的命制是嚴格依據考綱進行的。在高考復習時，教師要認真研讀考綱，才能把握高考的命題方向，才能對大量的試題進行有針對性的選擇，避免復習的盲目性。其次，復習時不能脫離教材。高考題的命制素材可能源于教材，也可能源于新的研究發現，但考查的落腳點會回到教材上。所以復習時，要依綱據本，跳出題海。

5.2 培養學生的信息轉化和思維遷移能力 在教學中，教師要培養學生善于運用概念圖對題目中的信息進行轉化，將題目中復雜的、抽象的信息轉化為形象、直觀的信息，有助于學生對題意的理解。

在教學中，教師要善于建立知識網絡圖，使知識點之間建立起前后聯系，潛移默化地培養和訓練學生的思維遷移能力。如解決這道題，學生在理解細胞中同時存在兩種狀態的酶T時，就產生一種矛盾的結果，即兩種生理狀態同時存在。對到底有無乙烯生理反應把握不準，容易作出錯誤的判斷。有酶抑制劑是影響酶活性因素之一，其中非競爭性抑制劑對酶活性的影響相當于降低了反應體系中酶的濃度，延長了反應到達終點的時間，并不是使反應停止。如果學生能將知識點遷移到這里，就不會做出錯誤的判斷了。