由2019年高考北京卷第30題引發的思考

安徽 王 米 方 楠

遺傳的基本規律在《普通高等學校招生全國統一考試大綱》中一直是Ⅱ級要求，即理解所列知識和其他相關知識之間的聯系和區別，并能在較復雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。此部分知識是每年高考的核心考點，常與變異、育種、進化等相關知識綜合考查，2019年高考北京卷第30題就是以育種作為背景，綜合考查這些知識。通過對這道題的分析，筆者提出一些一輪復習的備考策略。

一、真題分析

【示例】（2019年，北京卷，第30題）油菜是我國重要的油料作物，培育高產優質新品種意義重大。油菜的雜種一代會出現雜種優勢（產量等性狀優于雙親），但這種優勢無法在自交后代中保持。雜種優勢的利用可顯著提高油菜籽的產量。

（1）油菜具有兩性花，去雄是雜交的關鍵步驟，但人工去雄耗時費力，在生產上不具備可操作性。我國學者發現了油菜雄性不育突變株（雄蕊異常，肉眼可辨），利用該突變株進行的雜交實驗如圖1：

圖1

①由雜交一結果推測，育性正常與雄性不育性狀受_________對等位基因控制。在雜交二中，雄性不育為_________性性狀。

②雜交一與雜交二的F1表現型不同的原因是育性性狀由位于同源染色體相同位置上的3個基因（A1、A2、A3）決定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分別為A1A1、A2A2、A3A3。根據雜交一、二的結果，判斷A1、A2、A3之間的顯隱性關系是_________。

（2）利用上述基因間的關系，可大量制備兼具品系1、3優良性狀的油菜雜交種子（YF1），供農業生產使用，主要過程如下：

①經過圖1中虛線框內的雜交后，可將品系3的優良性狀與_________性狀整合在同一植株上，該植株所結種子的基因型及比例為_________。

②將上述種子種成母本行，將基因型為_________的品系種成父本行，用于制備YF1。

③為制備YF1，油菜剛開花時應拔除母本行中具有某一育性性狀的植株。否則，得到的種子給農戶種植后，會導致油菜籽減產，其原因是_________。

（3）上述辨別并拔除特定植株的操作只能在油菜剛開花時（散粉前）完成，供操作的時間短，還有因辨別失誤而漏拔的可能。有人設想：“利用某一直觀的相對性狀在油菜開花前推斷植株的育性”，請用控制該性狀的等位基因（E、e）及其與A基因在染色體上的位置關系展示這一設想。

【考點分布】考查雜交育種的操作、基因的分離定律、連鎖遺傳定律等。

【考查能力】考查學生科學思維能力、實驗設計能力、綜合實踐能力等。

【解析】（1）①由雜交一中F2的表現型出現3∶1的分離比，可推斷出該性狀受一對等位基因控制。在雜交二中，由F1均為雄性不育，可推斷出雄性不育對品系3的育性正常為顯性。②因為品系1、雄性不育株、品系3的基因型已知且都是純合子，很容易判斷F1出現的性狀是顯性性狀，據雜交一判斷出A1對A2為顯性，據雜交二判斷出A2對A3為顯性。因此根據雜交一、二的結果，綜合判斷A1、A2、A3之間的顯、隱性關系是A1對A2為顯性，A2對A3為顯性。（2）①將雜交二F2中的雄性不育株（A2A3）和品系3（A3A3）連續多次回交，會使得子代雄性不育株獲得品系3更多的優良性狀，從而把雄性不育性狀與品系3的優良性狀整合到同一植株上，該植株所結種子的基因型及比例為A2A3∶A3A3=1∶1。②根據題意，因為要制備的是兼具品系1和品系3優良性狀的YF1，且母本行選擇的是接近品系3的植株，所以父本行選擇的是品系1（基因型為A1A1）。③母本行里有雄性不育株（A2A3）和育性正常的植株（A3A3），其中A3A3會自交或與A2A3雜交產生基因型為A3A3的純合后代，與同時整合了品系1和品系3優良性狀的雜交種子相比，喪失了雜種優勢，且部分雄性不育（后代基因型為A2A3），導致油菜籽減產。

【答案】（1）①一 顯 ②A1對A2為顯性；A2對A3為顯性 （2）①雄性不育 A2A3∶A3A3=1∶1 ②A1A1③所得種子中混有A3A3自交產生的種子、A2A3與A3A3雜交所產生的種子，這些種子在生產上無雜種優勢且部分雄性不育 （3）如圖2所示

圖2

【疑問】1.大量制備兼具品系1和品系3優良性狀的油菜雜交種子（YF1），為什么不直接用品系1和品系3雜交？

答：據題干中的信息“油菜具有兩性花，去雄是雜交的關鍵步驟，但人工去雄耗時費力，在生產上不具備可操作性”，則可以排除直接用品系1和品系3雜交制備YF1的方式，因為不具備可操作性。

2.大量制備兼具品系1和品系3優良性狀的油菜雜交種子（YF1），為什么要借助雄性不育株？

答：用品系1和品系3雜交的可操作性差，原因是去雄、套袋等操作過程麻煩，而且因為油菜具有兩性花，有各自自交的可能性，得到雜交種的概率低，失去了育種的意義。但又想集中兩者的優良性狀，所以，如果能做到只讓它們雜交，且操作簡便，就能解決這個棘手的問題了，其中，題干中的“我國學者發現了油菜雄性不育突變株（雄蕊異常，肉眼可辨）”，這樣為后續的育種做好了鋪墊。

3.雄性不育株為什么要和品系3反復回交？

答：其實真正的目的是讓雄性不育株的遺傳物質越來越接近于品系3（除了雄性不育基因及其所在的染色體上的基因外），從而實現將品系3 的優良性狀和雄性不育性狀整合在同一植株上的目的（如圖3）。

圖3

以細胞核的遺傳物質為例，若雄性不育株的細胞核遺傳物質總量為M，品系3細胞核的遺傳物質總量為N，F1雄性不育株的基因型是A2A3，細胞核遺傳物質總量為（M+N）/2，然后該植株繼續與品系3回交（如圖4）。

圖4

F2雄性不育株的基因型仍然是A2A3，細胞核遺傳物質總量為（M+3N）/4，以此類推……隨著回交代數不斷增多，Fn雄性不育株的基因型仍然是A2A3，但其遺傳物質總量占品系3的比重越來越多（如圖5）。

圖5

4.為什么設置父本行、母本行以及母本行為什么要去掉育性正常植株？

答：雄性不育株Fn和品系1雜交，可以省去去雄、套袋等煩瑣步驟，但不能混種，因為品系1也可以自交，另外得到的雄性不育株Fn-1植株上收獲的是Fn的種子，種子種下去，等到開花的時候（據題干油菜雄性不育突變株，雄蕊異常，肉眼可辨）才能區分出該植株是雄性不育株還是雄性可育株，在撒種的時候兩者是混在一起撒種的，如果不拔掉雄性可育株，所得種子中混有A3A3自交產生的種子、A2A3與A3A3雜交所產生的種子，這些種子在生產上無雜種優勢且部分雄性不育。因為父本行的種子也可以自交，也有種子，所以父本行、母本行的種子必需單獨收獲，父本行的種子不能留種，不具備雜種優勢，是純種（A1A1），最后要的是母本行的種子。

5.收獲母本行的種子基因型既有A1A2，又有A1A3，還需要再次篩選嗎？

答：收獲的母本行的種子里，從控制育性正常和不育性基因型的角度分析，其基因型確實有A1A2和A1A3這兩種可能性，大約各占一半，但基因型為A1A2的種子也是可育的（A1對A2為顯性），另外除了這對基因以及所在的染色體上的基因與A1A3有所不同外，其余遺傳物質都接近于品系1和品系3的一半，所以無需再次篩選（如圖6）。

圖6

二、備考策略

通過對本題的分析，筆者提出一些關于遺傳的基本規律模塊的備考策略。

1.注重學生的讀題能力

部分學生在解答遺傳題時會出現讀不懂題目的情況，對于這個問題，教師應引導學生不要急于做題，首先需要做的是多讀幾遍題目。高考試題中的無效信息很少，多讀幾遍題目或許就會有不小的收獲。比如本題的小題干“油菜具有兩性花，去雄是雜交的關鍵步驟，但人工去雄耗時費力，在生產上不具備可操作性”就極其重要，是后續答題的關鍵。

2.注重對基礎知識的理解

如果學生對基礎知識把握準確，那么本題第一小問的作答基本就沒有問題。學生要想打好扎實的基礎，就要注重細節，全面整合知識，關注教材所有細節，包括旁欄思考、小字部分等。除此之外，還要進行大量的鞏固練習，以此促進對知識的理解和應用。

3.注重聯系生產實際

學生在掌握基礎知識的基礎上，要注重聯系實際，聚焦生物科技，如本題與袁隆平的三系法培育雜交水稻很相似，若平時留意生物科技等相關內容，作答本題可能會更輕松。學習知識最終的目的還是應用，所以教學不能只是局限于學習知識，還要學會應用，這也是教育的最終目的之一。

4.注重理性思維能力的培養

高考題一般都是按照學生的認知一步步深化的，學生要按照問題的設置一步步深入，挖掘題目的深意，一步步分析問題，循序漸進，最終解決問題。這種思維能力的培養是在教師的教學過程中和學生的學習過程中慢慢積累的，這個題目的最后幾個空都是考查這種能力。當然這個過程不是一朝一夕可以完成的，所以教師在教學中應注意對學生這方面能力的培養。同時教師要提高自己的實戰能力，把題目講透；充分備課，適當引導；拒絕“填鴨式”教學，多讓學生思考，效果會更好。