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——一道原創題的命制過程

廣東 黃春云

一、試題及答案

（原創題）果蠅的X染色體和Y染色體大小、形態不完全相同，但存在著同源區段（Ⅱ）和非同源區段（Ⅰ、Ⅲ），如圖所示，請分析回答以下問題：

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

（2）當雄果蠅的基因型為_________時，其后代所表現出的遺傳特點和常染色體上的基因遺傳表現完全一樣，子代的基因型與表現型均與性別無關。

（3）人類的抗維生素D佝僂病是由X染色體上的非同源區段上的一個顯性基因控制的人類遺傳病，該病在女性群體中的發病率高于男性，請嘗試用建立數學模型的方式解釋該現象。（假設該病不受自然選擇、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，所以女性群體中發病率高于男性。

二、命題說明

1.涉及考點

伴性遺傳、基因頻率、數學模型的建立

2.題目的設計靈感

題目的設計靈感來源于2017年河北正定中學高三復習《伴性遺傳》課中，教師引導學生分析位于性染色體上基因的遺傳特點時運用了數學方法。而2016年高考全國卷Ⅰ第6題又考到了伴性遺傳病發病率和基因頻率的關系。素材來源于佛山圖書館的數字資源。

3.題干的設計

通過文字和圖示很好地揭示了X染色體和Y染色體在結構上的聯系，為學生答題提供了必要的信息，文字簡練、圖像清晰。

4.問題的設計

三個問題的設置由簡到難。第（1）問和第（2）問具有很好的承接性，第（1）問的設計實際上是為第（2）問設置了一個臺階，使學生能從雙親的12種雜交組合中分析子代的基因型和表現型。第（3）問是一個較難的題目，應該具有很好的區分度。在這個問題中特別指出了“嘗試用建立數學模型的方式解釋該現象”，并且在題后注明“假設該病不受自然選擇等的影響”，這兩個地方都提示了學生運用基因頻率分析基因型頻率的方法來進行解答。

5.試題的亮點

（1）充分體現了生物學的核心素養之一：理性思維

通過2016年全國卷Ⅰ的研究，我們可以看出高考題的設問不是很多，第29～31題都是三問，第32題只有兩問，但是每一題都考查了學生的知識遷移能力和推理能力以及表達能力。例如第29題考查dATP，學生可以通過ATP的知識進行遷移、推理。本題的設計同樣也秉持著這樣的理念，XY染色體上同源區段上基因的遺傳特點雖然不是課堂要求講的內容，但是學生可以通過已有知識進行遷移和推理。

（2）有新意

本題第（3）問，要求學生用數學建模的方式對生物現象進行解釋分析，這個考點在平時的試題中較少涉及，很好地考查了學生的綜合運用能力。

（3）能力立意

教學中理解比記憶更重要，方法比知識更重要。本題重點考查的是學生的分析問題、解決問題的能力。

三、參考資料

1.（2016年全國卷Ⅰ·第6題）理論上，下列關于人類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病率等于該病致病基因的基因頻率

【答案】D

2.（2016年全國卷Ⅰ·第29題）在有關DNA分子的研究中，常用32P來標記DNA分子，用α、β、γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團所處的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ）。回答下列問題：

（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上，同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團應在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標記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團應在dATP的____________（填“α”、“β”或“γ”）位上。

（3）將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有32P的培養基中培養一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個）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）一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記