2013年高考理科综合考试已尘埃落定,在生物学试题部分,遗传学知识以其注重思维训练和逻辑推理的特点,依然为大多数省市高考试卷的“压轴”热点。俱数2013年全国各卷可发现,试题在秉承知识承载能力,立足于考查学生对基本概念掌握情况的同时,更加关注对学生分析推理能力和实验设计能力的考查。试题大致可分为两种题型:(1)推断—计算类试题;(2)假设—推理类试题。其中,题型(1)是突破题型(2)的基础,题型(2)则是题型(1)的综合。本文以真题示例,尝试探寻两类试题的命制规律及思维突破策略。
一、“推断-计算类”遗传学题型解法
该类试题又可细分为表格推断型、图解推断型和文字推断型。试题设问呈现阶梯式,每个小问由易到难逐渐递进,前一小题的作答往往为后一小题的解决奠定思维基础。题干常以模式生物(人、动物、植物等)为依托,描述其表现型及比例或者揭示表现型与基因型之间的关系,要求考生有效提取关键信息来定位基因所处位置,推断特定雌性或雄性个体的基因型或种类,进而运用数学原理(加法定律、乘法定律)求解不同个体表现型在一定范围内所占比例。
【思维建模】以表格、图解或文字形式出现的三类题型,其解题思维有律可循。其思维过程大致为:根据题干文字或图表信息确定亲子代关系→根据亲子代关系判定遗传方式→依据对应个体的表现型书写基因型→依据设问要求进行概率求解。解题的重心要放在有效信息的获取和严谨的逻辑关系递推上,注意知识的迁移运用,在计算概率时一定要审清题意,确定求解范围之后再进行计算。
1.表格推断型
【命题立意】试题以“果蝇眼色的遗传学实验”为背景,通过表格呈示实验过程,突出考查基因的自由组合定律、伴性遗传等相关知识,意在考查考生获取信息、分析推理和计算的能力。
二、“假设-推理类”遗传学题型解法
该类试题主要以实验设计为依托,以纯文字或配以图解的形式呈现信息,描述多对基因对多对性状或一对性状的控制。这类试题综合性很强,可分为半开放推理型和全开放推理型两类试题。前者往往通过图示或部分实验步骤作为提示来减小难度,常以符号、数字或简单明晰的陈述性句式作答;而后者的实验思路和步骤都是未知的,因此需要考生更具条理化、严谨性的逻辑表述。它们共同的特点是情景新颖、题干中隐含信息量大,需要适当的挖掘与整合,需要具有细致、严谨和灵活的思维品质。
【思维建模】这两类题型的分析思路和求解策略有章可循,都是对假说-演绎法的灵活运用。其思维过程大致为:根据题目要求,找准实验目的→依据实验目的,提出各种假设→根据各种假设,写出基因型→通过杂交推理,演绎各种假设对应的不同结果。其中,假设的提出需要结合题干中的关键信息提示,并力求思维的严密性,避免以偏概全,同时,图示或括号中的信息提示往往需要准确利用,这对问题的解决必不可少,不要忽略。
1.半开放式推理型
【命题立意】试题以“植物不同基因对不同性状的控制”为情景,综合考查基因的自由组合定律、减数分裂及假说-演绎法在分析设计实验中的应用,意在考查考生获取信息的能力、分析问题的能力及设计实验的能力。
【解析】本题是运用假说-演绎法进行思维突破的典型实例,可先从关键信息入手确定假设。题中给出“只有各种缺失一条染色体的植株可供选择”,那么从图示可知,应选择缺失一条2号染色体的植株,其表现型及对应基因型有四种类型:a.窄叶白花植株(mr);b.窄叶红花植株(mR);c.宽叶白花植株(Mr);d.宽叶红花植株(MR)。且题中又有隐含的关键信息“请设计一步杂交实验”,而且“控制某一性状的基因都缺失时,幼胚死亡”。也就是说,供选植株的类型分别同该宽叶红花突变体(图甲、乙、丙中的一种)进行杂交,根据其后代的表现型及比例即可推知符合图中所示的该种情况,就为供选方案;反之,则不符合题目要求。从供选植株的类型上看,可有以下四种方案进行比较。
①该实验的思路。
②预期的实验结果及结论。
【命题立意】试题以“植物花色的多基因控制”为情景,设置多重信息,考查基因的分离定律和自由组合定律,意在考查考生从复杂信息情景中获取有效信息的能力、规避错误的能力、推理判断的能力和设计杂交实验的能力。
【解析】依据题意,“在大量种植该紫花品系时,偶然发现了1株白花植株”可用基因突变予以解释。但有两种可能的情况:(1)该突变基因可能是突变为原来就已经出现过的5个白花品系中的某一对隐性基因,或者说是相当于原先5个品系中的5对突变的隐性基因之一;(2)也可能是一种该紫花品系中另外的一对新的等位基因的突变,这次的突变与原先5个品系中的5对突变来说相当于是第6对隐性突变,是一个全新的突变。那么,如何运用假说-演绎法进行分析呢?
无非是选择两种方案,一是选择该白花植物的后代与显性纯合子紫花品系杂交;二是选择该白花植物后代与上述5个白花品系杂交。如何选择杂交对象呢?若选择该白花植物的后代与显性纯合子紫花品系杂交,后代则只有1种全为紫花,不足以说明基因突变是原5个品系之一的突变,还是另外新基因的突变。因此,只有选择上述5个白花品系与白花植物后代杂交,即方案二。具体分析过程如下。
假设一:若该白花植株属于这5个白花品系之一,通过演绎推理可知,该白花植株一定与前5个白花品系之一具有相同的隐性纯合基因,那么,用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交,则在5个杂交组合中,会有4个组合的子代为紫花,1个组合的子代为白花,这就说明该白花植株属于5个白花品系之一。
假设二:若该白花植株是由新的等位基因突变造成的,通过演绎推理可知,该白花植株一定与前5个白花品系不会具有相同的隐性纯合基因,那么,用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交,则在5个杂交组合中,子代应该全为紫花,这就说明该白花植株是新等位基因突变造成的。
综上可见,用该白花植株的后代分别与5个白花品系杂交,观察子代花色即可确定白花植株的产生原因。