高考遺傳試題中的“演繹推理”

趙 燕

(安徽省合肥市第一中學(xué))

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)提出以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為學(xué)科教學(xué)宗旨,核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維是運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。演繹推理能力是學(xué)生在高中生物學(xué)學(xué)習(xí)過程中發(fā)展邏輯思維能力的重要途徑,也是高考考查的重點(diǎn)之一。教師要明確培養(yǎng)學(xué)生演繹推理能力的重要性,并以此為目標(biāo)全面優(yōu)化教學(xué)模式。本文分析演繹推理在近6年全國卷和課標(biāo)卷遺傳基本規(guī)律試題中的應(yīng)用,為生物學(xué)備考提供參考依據(jù)。

遺傳基本規(guī)律試題以選擇題和非選擇題兩種形式出現(xiàn),相比其他考點(diǎn)的試題難度較大,考場上單位時(shí)間得分率較低。高考遺傳規(guī)律題常以下文六種考查模式呈現(xiàn)。

一、演繹推理在真題中的考查模式

(一)分離定律——復(fù)等位基因

(2023年全國甲卷6題)水稻的某病害是由某種真菌(有多個(gè)不同菌株)感染引起的。水稻中與該病害抗性有關(guān)的基因有3個(gè)(A1、A2、a);基因A1控制全抗性狀(抗所有菌株),基因A2控制抗性性狀(抗部分菌株),基因a控制易感性狀(不抗任何菌株),且A1對A2為顯性,A1對a為顯性、A2對a為顯性。現(xiàn)將不同表現(xiàn)型的水稻植株進(jìn)行雜交,子代可能會(huì)出現(xiàn)不同的表現(xiàn)型及其分離比。下列敘述錯(cuò)誤的是

(A)

A.全抗植株與抗性植株雜交,子代可能出現(xiàn)全抗∶抗性=3∶1

B.抗性植株與易感植株雜交,子代可能出現(xiàn)抗性∶易感=1∶1

C.全抗植株與易感植株雜交,子代可能出現(xiàn)全抗∶抗性=1∶1

D.全抗植株與抗性植株雜交,子代可能出現(xiàn)全抗∶抗性∶易感=2∶1∶1

【演繹推理】

【高考啟示】本題以復(fù)等位基因?yàn)檩d體,考查對分離定律的理解和應(yīng)用,考查內(nèi)容較為基礎(chǔ),學(xué)生利用演繹推理能力厘清基因和性狀的對應(yīng)關(guān)系即可解出。

(二)自由組合定律——9∶3∶3∶1變式

(2023年全國甲卷32題節(jié)選)乙烯是植物果實(shí)成熟所需的激素,阻斷乙烯的合成可使果實(shí)不能正常成熟,這一特點(diǎn)可以用于解決果實(shí)不耐儲(chǔ)存的問題,以達(dá)到增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。現(xiàn)有某種植物的3個(gè)純合子(甲、乙、丙),其中甲和乙表現(xiàn)為果實(shí)不能正常成熟(不成熟),丙表現(xiàn)為果實(shí)能正常成熟(成熟),用這3個(gè)純合子進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),F1自交得F2,結(jié)果如表。

實(shí)驗(yàn)雜交組合F1表現(xiàn)型F2表現(xiàn)型及分離比①甲×丙不成熟不成熟∶成熟=3∶1②乙×丙成熟成熟∶不成熟=3∶1③甲×乙不成熟不成熟∶成熟=13∶3

回答下列問題。

(2)從實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果可知,甲和乙的基因型不同,判斷的依據(jù)是________________。

(3)已知丙的基因型為aaBB,且B基因控制合成的酶能夠催化乙烯的合成,則甲、乙的基因型分別是________。實(shí)驗(yàn)③中,F2成熟個(gè)體的基因型是________,F2不成熟個(gè)體中純合子所占的比例為________。

【演繹推理】

【參考答案】(2)實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②的F1性狀不同,F2的性狀分離比不相同 (3)AABB、aabb aaBB和aaBb 3/13

(2023年新課標(biāo)卷5題)某研究小組從野生型高稈(顯性)玉米中獲得了2個(gè)矮稈突變體。為了研究這2個(gè)突變體的基因型,該小組讓這2個(gè)矮稈突變體(親本)雜交得F1,F1自交得F2,發(fā)現(xiàn)F2中表型及其比例是高稈∶矮稈∶極矮稈=9∶6∶1。若用A、B表示顯性基因,則下列相關(guān)推測錯(cuò)誤的是

(D)

A.親本的基因型為aaBB和AAbb,F1的基因型為AaBb

B.F2矮稈的基因型有aaBB、AAbb、aaBb、Aabb,共4種

C.基因型是AABB的個(gè)體為高稈,基因型是aabb的個(gè)體為極矮稈

D.F2矮稈中純合子所占比例為1/2,F2高稈中純合子所占比例為1/16

【演繹推理】

【高考啟示】這兩道題均為9∶3∶3∶1變式,考查點(diǎn)源自教材中的基本內(nèi)容,在求解概率時(shí)注意占比的范圍。

(三)自由組合定律——致死類型

1.個(gè)體致死

(2023年全國乙卷6題)某種植物的寬葉/窄葉由等位基因A/a控制,A基因控制寬葉性狀:高莖/矮莖由等位基因B/b控制,B基因控制高莖性狀。這2對等位基因獨(dú)立遺傳。為研究該種植物的基因致死情況,某研究小組進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)①:寬葉矮莖植株自交,子代中寬葉矮莖∶窄葉矮莖=2∶1;實(shí)驗(yàn)②:窄葉高莖植株自交,子代中窄葉高莖∶窄葉矮莖=2∶1。下列分析及推理中錯(cuò)誤的是

(D)

A.從實(shí)驗(yàn)①可判斷A基因純合致死,從實(shí)驗(yàn)②可判斷B基因純合致死

B.實(shí)驗(yàn)①中親本的基因型為Aabb,子代中寬葉矮莖的基因型也為Aabb

C.若發(fā)現(xiàn)該種植物中的某個(gè)植株表現(xiàn)為寬葉高莖,則其基因型為AaBb

D.將寬葉高莖植株進(jìn)行自交,所獲得子代植株中純合子所占比例為1/4

【演繹推理】

2.配子致死

(2022全國甲卷6題)某種自花傳粉植物的等位基因A/a和B/b位于非同源染色體上。A/a控制花粉育性,含A的花粉可育;含a的花粉50%可育、50%不育。B/b控制花色,紅花對白花為顯性。若基因型為AaBb的親本進(jìn)行自交,則下列敘述錯(cuò)誤的是

(B)

A.子一代中紅花植株數(shù)是白花植株數(shù)的3倍

B.子一代中基因型為aabb的個(gè)體所占比例是1/12

C.親本產(chǎn)生的可育雄配子數(shù)是不育雄配子數(shù)的3倍

D.親本產(chǎn)生的含B的可育雄配子數(shù)與含b的可育雄配子數(shù)相等

【演繹推理】

【高考啟示】遺傳致死題型首先明確是個(gè)體致死還是配子致死,其次需確認(rèn)致死的概率,再演繹推理中用數(shù)字比例呈現(xiàn)更易解答。

(四)自由組合定律和伴性遺傳

1.XY型

(2023年新課標(biāo)卷34題)果蠅常用作遺傳學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)材料。果蠅翅型的長翅和截翅是一對相對性狀,眼色的紅眼和紫眼是另一對相對性狀,翅型由等位基因T/t控制,眼色由等位基因R/r控制。某小組以長翅紅眼、截翅紫眼果蠅為親本進(jìn)行正反交實(shí)驗(yàn),雜交子代的表型及其比例分別為,長翅紅眼雌蠅∶長翅紅眼雄蠅=1∶1(雜交①的實(shí)驗(yàn)結(jié)果);長翅紅眼雌蠅∶截翅紅眼雄蠅=1∶1(雜交②的實(shí)驗(yàn)結(jié)果)。回答下列問題。

(1)根據(jù)雜交結(jié)果可以判斷,翅型的顯性性狀是________,判斷的依據(jù)是________________。

(2)根據(jù)雜交結(jié)果可以判斷,屬于伴性遺傳的性狀是________,判斷的依據(jù)是____________________。雜交①親本的基因型是________,雜交②親本的基因型是________。

(3)若雜交①子代中的長翅紅眼雌蠅與雜交②子代中的截翅紅眼雄蠅雜交,則子代翅型和眼色的表型及其比例為________________。

【演繹推理】

【參考答案】(1)長翅 親代是長翅和截翅果蠅,雜交①子代全是長翅 (2)翅型 翅型的正反交實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同 RRXTXT、rrXtY rrXtXt、RRXTY (3)紅眼長翅雌蠅∶紅眼截翅雌蠅∶紅眼長翅雄蠅∶紅眼截翅雄蠅∶紫眼長翅雌蠅∶紫眼截翅雌蠅∶紫眼長翅雄蠅∶紫眼截翅雄蠅=3∶3∶3∶3∶1∶1∶1∶1

2.ZW型

(2022全國乙卷6題)依據(jù)雞的某些遺傳性狀可以在早期區(qū)分雌雄,提高養(yǎng)雞場的經(jīng)濟(jì)效益。已知雞的羽毛性狀蘆花和非蘆花受1對等位基因控制。蘆花雞和非蘆花雞進(jìn)行雜交,正交子代中蘆花雞和非蘆花雞數(shù)目相同,反交子代均為蘆花雞。下列分析及推斷錯(cuò)誤的是

(C)

A.正交親本中雌雞為蘆花雞,雄雞為非蘆花雞

B.正交子代和反交子代中的蘆花雄雞均為雜合體

C.反交子代蘆花雞相互交配,所產(chǎn)雌雞均為蘆花雞

D.僅根據(jù)羽毛性狀蘆花和非蘆花即可區(qū)分正交子代性別

【演繹推理】用ZA、Za表示這對等位基因

【高考啟示】本題型在2021年全國甲卷、乙卷、2019年新課標(biāo)Ⅰ中均出現(xiàn)。在2022年全國乙卷中則以課本為基,考查了ZW型性別決定的遺傳方式。

(五)自由組合定律——融合酶和基因?qū)π誀畹目刂?/h3>

(2023年全國乙卷32題節(jié)選)某種觀賞植物的花色有紅色和白色兩種。花色主要是由花瓣中所含色素種類決定的,紅色色素是由白色底物經(jīng)兩步連續(xù)的酶促反應(yīng)形成的,第1步由酶1催化,第 2步由酶2催化,其中酶1的合成由A基因控制,酶2的合成由B基因控制。現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)不同的白花純合子,某研究小組分別取甲、乙的花瓣在緩沖液中研磨,得到了甲、乙花瓣的細(xì)胞研磨液,并用這些研磨液進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一:探究白花性狀是由A或B基因單獨(dú)突變還是共同突變引起的

①取甲、乙的細(xì)胞研磨液在室溫下靜置后發(fā)現(xiàn)均無顏色變化。

②在室溫下將兩種細(xì)胞研磨液充分混合,混合液變成紅色。

③將兩種細(xì)胞研磨液先加熱煮沸,冷卻后再混合,混合液顏色無變化。

實(shí)驗(yàn)二:確定甲和乙植株的基因型

將甲的細(xì)胞研磨液煮沸,冷卻后與乙的細(xì)胞研磨液混合,發(fā)現(xiàn)混合液變成了紅色。

(2)實(shí)驗(yàn)一②中,兩種細(xì)胞研磨液混合后變成了紅色,推測可能的原因是________________。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果可以推斷甲的基因型是________,乙的基因型是________;若只將乙的細(xì)胞研磨液煮沸,冷卻后與甲的細(xì)胞研磨液混合,則混合液呈現(xiàn)的顏色是________。

【演繹推理】

【參考答案】(2)甲乙均為單基因突變,且突變的基因不同,兩種植株的細(xì)胞分別含有酶1和酶2,混合前各缺少一種酶無法形成紅色色素,細(xì)胞研磨液混合后,白色底物在兩種酶的作用下形成紅色色素 (3)AAbb aaBB 白色

【高考啟示】本題以自由組合定律為依托,考查酶和基因?qū)π誀畹目刂?此題型在2022年全國乙卷、2020全國Ⅱ卷中也曾出現(xiàn)。學(xué)生需要根據(jù)題目線索厘清題干所述,梳理演繹推理過程。本題考查實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、結(jié)果預(yù)測等科學(xué)探究能力,對學(xué)生的科學(xué)思維能力要求較高。

(六)其他考查模式

1.自由組合定律——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

(2022全國甲卷32題節(jié)選)玉米是我國重要的糧食作物。玉米通常是雌雄同株異花植物(頂端長雄花序,葉腋長雌花序),但也有的是雌雄異株植物。玉米的性別受兩對獨(dú)立遺傳的等位基因控制,雌花花序由顯性基因B控制,雄花花序由顯性基因T控制,基因型bbtt個(gè)體為雌株。現(xiàn)有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4種純合體玉米植株。

(2)乙和丁雜交,F1全部表現(xiàn)為雌雄同株;F1自交,F2中雌株所占比例為________,F2中雄株的基因型是________;在F2的雌株中,與丙基因型相同的植株所占比例是________。

(3)已知玉米籽粒的糯和非糯是由1對等位基因控制的相對性狀。為了確定這對相對性狀的顯隱性,某研究人員將糯玉米純合體與非糯玉米純合體(兩種玉米均為雌雄同株)間行種植進(jìn)行實(shí)驗(yàn),果穗成熟后依據(jù)果穗上籽粒的性狀,可判斷糯與非糯的顯隱性。若糯是顯性,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是________________;若非糯是顯性,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是________________。

【演繹推理】

(2)

(3)

【參考答案】(2)1/4 bbTT、bbTt 1/4 (3)非糯玉米植株的果穗上有糯玉米的籽粒,糯玉米植株的果穗上全為糯玉米籽粒 糯玉米植株的果穗有非糯玉米的籽粒,非糯玉米植株的果穗上全部為非糯玉米的籽粒

【高考啟示】第(2)(3)小問重點(diǎn)考查演繹推理和科學(xué)思維。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的考查在2019新課標(biāo)Ⅲ卷、2020全國新課標(biāo)Ⅰ和2020全國新課標(biāo)Ⅲ卷的大題中均出現(xiàn)。

2.多對等位基因的推理

(2021全國乙卷6題)某種二倍體植物的n個(gè)不同性狀由n對獨(dú)立遺傳的基因控制(雜合子表現(xiàn)顯性性狀)。已知植株A的n對基因均雜合。理論上,下列說法錯(cuò)誤的是

(B)

A.植株A的測交子代會(huì)出現(xiàn)2n種不同表現(xiàn)型的個(gè)體

B.n越大,植株A測交子代中不同表現(xiàn)型個(gè)體數(shù)目彼此之間的差異越大

C.植株A測交子代中n對基因均雜合的個(gè)體數(shù)和純合子的個(gè)體數(shù)相等

D.n≥2時(shí),植株A的測交子代中雜合子的個(gè)體數(shù)多于純合子的個(gè)體數(shù)

【演繹推理】

【高考啟示】此類遺傳規(guī)律推理題在解答時(shí),學(xué)生必須明確此題需要從特殊到一般,用一對、兩對、三對基因的規(guī)律總結(jié)出n對基因的遺傳規(guī)律,從而快速破解問題設(shè)置。

3.基因位置的推理

(2020新課標(biāo)Ⅰ卷5題)已知果蠅的長翅和截翅由一對等位基因控制。多只長翅果蠅進(jìn)行單對交配(每個(gè)瓶中有1只雌果蠅和1只雄果蠅),子代果蠅中長翅∶截翅=3∶1。據(jù)此無法判斷的是

(C)

A.長翅是顯性性狀還是隱性性狀

B.親代雌蠅是雜合子還是純合子

C.該等位基因位于常染色體還是X染色體上

D.該等位基因在雌蠅體細(xì)胞中是否成對存在

【演繹推理】

【高考啟示】本題只涉及課本中出現(xiàn)的常染色體和僅位于X染色體上兩種情況,對于XY同源區(qū)并未涉及,難度不大。但高考備考需要對于基因在XY同源區(qū)的題目進(jìn)行拓展應(yīng)用。

4.遺傳定律實(shí)質(zhì)的推理

(2021全國甲卷32題)植物的性狀有的由1對基因控制,有的由多對基因控制。一種二倍體甜瓜的葉形有缺刻葉和全緣葉,果皮有齒皮和網(wǎng)皮。為了研究葉形和果皮這兩個(gè)性狀的遺傳特點(diǎn),某小組用基因型不同的甲乙丙丁4種甜瓜種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中甲和丙種植后均表現(xiàn)為缺刻葉網(wǎng)皮。雜交實(shí)驗(yàn)及結(jié)果見下表(實(shí)驗(yàn)②中F1自交得F2)。

實(shí)驗(yàn)親本F1F2①甲×乙1/4缺刻葉齒皮,1/4缺刻葉網(wǎng)皮,1/4全緣葉齒皮,1/4全緣葉網(wǎng)皮/②丙×丁缺刻葉齒皮9/16缺刻葉齒皮,3/16缺刻葉網(wǎng)皮,3/16全緣葉齒皮,1/16全緣葉網(wǎng)皮

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)①可判斷這2對相對性狀的遺傳均符合分離定律,判斷的依據(jù)是__________________________。根據(jù)實(shí)驗(yàn)②,可判斷這 2對相對性狀中的顯性性狀是________。

(2)甲乙丙丁中屬于雜合體的是________。

(3)實(shí)驗(yàn)②的F2中純合體所占的比例為__________________________。

(4)假如實(shí)驗(yàn)②的F2中缺刻葉齒皮∶缺刻葉網(wǎng)皮∶全緣葉齒皮∶全緣葉網(wǎng)皮不是9∶3∶3∶1,而是45∶15∶3∶1,則葉形和果皮這兩個(gè)性狀中由1對等位基因控制的是__________________,判斷的依據(jù)是__________________。

【演繹推理】

【參考答案】(1)實(shí)驗(yàn)①F1中缺刻葉∶全緣葉=1∶1,齒皮∶網(wǎng)皮=1∶1 缺刻葉、齒皮 (2)甲、乙 (3)1/4 (4)果皮 F2中缺刻葉∶全緣葉=15∶1,齒皮∶網(wǎng)皮=3∶1

【高考啟示】兩道高考題都涉及分離定律和自由組合定律實(shí)質(zhì)的考查,此類題型需要在備考中予以重視。2018新課標(biāo)Ⅰ卷的大題中也考查了該題型。

二、備考建議

高考對于遺傳規(guī)律的考查,常立足于生物學(xué)核心素養(yǎng),重視分離定律、自由組合定律和伴性遺傳的基本概念、基本原理,在復(fù)習(xí)中需要優(yōu)化課堂內(nèi)容、高效有序備考。

(一)回扣挖掘教材

近年高考生物試題在情境設(shè)計(jì)及解決問題方面的考查比例加大,但仍注重對教材的挖掘。在備考教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生演繹推理能力時(shí)要重視教材,有效使用教材可豐富學(xué)生演繹推演能力培養(yǎng)的途徑,同時(shí)培養(yǎng)其生物學(xué)核心素養(yǎng)。

(二)精練演繹推理

演繹推演能力一方面對學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)有較高的要求,另一方面也要求學(xué)生具備一定的邏輯推理素養(yǎng)。演繹推理能力的重要意義在于從一般到特殊,通過推理的方式挖掘前提和結(jié)論之間的必然聯(lián)系,有效提升學(xué)生對生物理論內(nèi)容的理解和記憶,完善其生物核心素養(yǎng)。

(三)厘清遺傳思路

高考試題中運(yùn)用遺傳規(guī)律解決相關(guān)問題,要求學(xué)生具有邏輯性和較高的生物學(xué)核心素養(yǎng)水平,從而發(fā)揮高考對教與學(xué)的導(dǎo)向作用。

(四)滲透核心素養(yǎng)