由一道高考試題談基因等位性的檢測(cè)

卜祥通

摘 要 以2013年高考全國(guó)卷理綜第31題為研究對(duì)象，分析了造成試題難度過(guò)高的原因，討論正確的解題思路，總結(jié)出基因等位性的檢測(cè)方法，并對(duì)試題中存在的信息不足缺陷提出修改意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞 生物高考 基因 基因的等位性

中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

1 2013年高考全國(guó)卷（乙卷）理綜第31題

1.1 題目與答案

一對(duì)相對(duì)性狀可受多對(duì)等位基因控制，如某種植物花的紫色（顯性）和白色（隱性）這對(duì)相對(duì)性狀就受多對(duì)等位基因控制?？茖W(xué)家已從該種植物的一個(gè)紫花品系中選育出了5個(gè)基因型不同的白花品系，且這5個(gè)白花品系與該紫花品系都只有一對(duì)等位基因存在差異。某同學(xué)在大量種植該紫花品系時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了1株白花植株，將其自交，后代均表現(xiàn)為白花。

回答下列問(wèn)題：

（1） 假設(shè)上述植物花的紫色（顯性）和白色（隱性）這對(duì)相對(duì)性狀受8對(duì)等位基因控制，顯性基因分別用A、B、C、D、E、F、G、H表示，則紫花品系的基因型為 ；上述5個(gè)白花品系之一的基因型可能為 （寫(xiě)出其中一種基因型即可）。

（2） 假設(shè)該白花植株與紫花品系也只有一對(duì)等位基因存在差異，若要通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)來(lái)確定該白花植株是一個(gè)新等位基因突變?cè)斐傻?，還是屬于上述5個(gè)白花品系中的一個(gè)，則：

該實(shí)驗(yàn)的思路：____________。

預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：____________。

標(biāo)準(zhǔn)答案：（1）AABBCCDDEEFFGGHH（答案符合即可） aaBBCCDDEEFFGGHH（答案符合即可） （2） ① 用該白花植株的后代分別與五個(gè)白花品系雜交，觀察子代花色 ② 在5個(gè)雜交組合中，如果子代全部為紫花，說(shuō)明該白花植株是新等位基因突變?cè)斐傻模辉?個(gè)雜交組合中，如果4個(gè)雜交組合的子代為紫花，1個(gè)雜交組合的子代為白花，說(shuō)明該白花植株屬于這五個(gè)白花品系之一

1.2 主要解題思路

本題的難點(diǎn)主要集中在根據(jù)題干給出的信息，對(duì)由多對(duì)等位基因控制的一對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行遺傳分析，找出確定新的隱性基因突變的方法?；镜慕忸}策略是：仔細(xì)閱讀題目→找出題干中的關(guān)鍵信息→根據(jù)遺傳學(xué)基本定律進(jìn)行邏輯推理和綜合分析→規(guī)范地書(shū)寫(xiě)答案。

第（1）小題：由于紫花品系的基因型為AABBCCDDEEFFGGHH，5個(gè)白花品系的基因型不同，每個(gè)品系與紫花品系都只有一對(duì)等位基因存在差異，因此，第（1）題第2空最簡(jiǎn)單的填寫(xiě)方法就是將8對(duì)字母（代表等位基因）的中任意1對(duì)小寫(xiě)，剩余7對(duì)大寫(xiě)。

第（2）小題：要確定新發(fā)現(xiàn)的1株純合白花植株是屬于上述5個(gè)白花品系之一，還是一個(gè)新等位基因突變?cè)斐傻?，妨先假?個(gè)白花品系的基因型分別aaBBCCDDEEFFGGHH、AAbbCCDDEEFFGGHH、AABBccDDEEFFGGHH、AABBCCddEEFFGGHH、AABBCCDDeeFFGGHH。如果新發(fā)現(xiàn)了純合白花植株是一個(gè)新等位基因突變?cè)斐傻模ㄈ鏏ABBCCDDEEffGGHH），那么，該白花植株基因型與已有的5個(gè)白花品系都有兩對(duì)等位基因存在差異。用該白花植株的后代分別與五個(gè)白花品系雜交，則每個(gè)雜交組合中，子代全部為紫花；如果新發(fā)現(xiàn)的白花植株屬于已有的5個(gè)白花品系中的一個(gè)（如aaBBCCDDEEFFGGHH），那么白花植株的基因型就與上述5個(gè)白花品系中的一個(gè)相同，而與其余4個(gè)白花品系都存在一對(duì)等位基因的差異。用該白花植株的后代分別與五個(gè)白花品系雜交，則在5個(gè)雜交組合中，1個(gè)雜交組合的子代為白花，其余4個(gè)雜交組合的子代為紫花。

1.3 學(xué)生失分原因分析

本題總分12分，抽樣統(tǒng)計(jì)難度為0.130，平均得分不足2分，可以稱(chēng)得上是課標(biāo)高考以來(lái)最難的一道生物試題。造成學(xué)生答題失分的主要原因有：

（1） 解答題目要求的能力較高，是對(duì)考試大綱規(guī)定的理解能力、獲取信息能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力以及綜合運(yùn)用能力的全方位考查。

（2） 花色由8對(duì)基因控制，等位基因多，不少學(xué)生做題時(shí)認(rèn)為遇到了難題，從而引發(fā)出畏難心理情緒。

（3） 從邏輯推理的角度看，由題目所給的全部信息，并不能確定出紫花品系的基因型為AABBCCDDEEFFGGHH，換言之，題目并沒(méi)有給出推出紫花品系基因型為AABBCCDDEEFFGGHH的充分信息。由于試題信息不完整，在第一個(gè)留空就讓大部分考生“卡殼”，后面的問(wèn)題即使不難，也會(huì)在學(xué)生解題的猶豫不決中使難度值大大下降。

（4） 本題的第（2）小題，是個(gè)基因等位性檢測(cè)問(wèn)題，解答題目所用的知識(shí)主要集中在基因的分離定律和自由組合定律上，但由于題目新穎，學(xué)生從未見(jiàn)過(guò)此種題型，難度值也就自然下降。

在上述4個(gè)方面中，最后兩個(gè)原因?qū)W(xué)生答題失分更為重要。如果題目給足解題信息，考生考前重視解題方法的訓(xùn)練和總結(jié)，筆者有理由相信，多數(shù)考生在此題上的得分會(huì)有很大的提高。

2 關(guān)于試題存在的問(wèn)題的討論

2.1 試題信息不完整——高考試題命制的一類(lèi)常見(jiàn)問(wèn)題

獲取信息能力是生物高考考核目標(biāo)的一項(xiàng)重要能力要求。高考試題要求全面考查新課標(biāo)要求的“知識(shí)”、“能力”、“情感態(tài)度與價(jià)值觀”，要求試題信息要完整、充分、合理，包括顯性信息與隱性信息。如果所給信息殘缺不全或含糊不清，必然會(huì)導(dǎo)致考生對(duì)試題的考查意圖出現(xiàn)錯(cuò)誤的判斷。

2.2 試題命制提供完整信息的策略

如何做到試題信息完整、充分、合理，可以從以下幾個(gè)步驟著手：① 根據(jù)題目答案逆推出邏輯推導(dǎo)過(guò)程所需的充分條件。② 剖析已經(jīng)命制出的試題中所包含的合理有效的信息。③ 依據(jù)試題答案所需的條件和試題所提供的條件信息的差異，補(bǔ)充必要的其他信息。如本題中可以在題干中補(bǔ)充“8對(duì)基因中任意一對(duì)隱性純合都會(huì)使花色表現(xiàn)為白色”這一信息。

2.3 對(duì)原試題的修正

原試題所給信息的不完整已經(jīng)構(gòu)成了試題的一大“硬傷”，也是造成試題難度過(guò)高的主要原因，必定對(duì)試題的區(qū)分度和效度產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，試題還存在第（2）小題括號(hào)中解釋信息重復(fù)等問(wèn)題。可以通過(guò)以修正使試題更加完善：

某種植物花的紫色（顯性）和白色（隱性）受8對(duì)等位基因（A和a，B和b，C和c，D和d，E和e，F(xiàn)和f，G和g，H和h）控制，8對(duì)基因中任意一對(duì)隱性純合都會(huì)使花色表現(xiàn)為白色?？茖W(xué)家已從該種植物的一個(gè)紫花品系中選育出5個(gè)基因型不同的白花品系，這5個(gè)白花品系與紫花品系都只有一對(duì)等位基因存在差異。

回答下列問(wèn)題：

（1） 紫花品系的基因型為_(kāi)___________；上述5個(gè)白花品系之一的基因型可能為_(kāi)___________（寫(xiě)出其中一種基因型即可）。

（2） 某同學(xué)在大量種植該紫花品系時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了1株白花植株。該白花植株自交，后代均表現(xiàn)為白花。假設(shè)該白花植株與紫花品系也只有一對(duì)等位基因存在差異，若要通過(guò)雜交實(shí)驗(yàn)來(lái)確定該白花植株是一個(gè)新等位基因突變?cè)斐傻?，還是屬于上述5個(gè)白花品系中的一個(gè)，則：

該實(shí)驗(yàn)的思路：____________。

預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：____________。

3 等位基因與基因等位性的檢測(cè)

3.1 等位基因與復(fù)等位基因

等位基因是指在同源染色體上占居同一基因座、但以不同狀態(tài)影響同一單位性狀的兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因。如基因A和基因a互為等位基因，而A和A或a和a，它們雖分別處于一對(duì)同源染色體的相等位置上，但仍是同一種基因，稱(chēng)作一對(duì)基因AA或一對(duì)基因aa。等位基因由基因突變產(chǎn)生，沒(méi)有突變，就沒(méi)有等位基因，也就沒(méi)有相對(duì)性狀。

在同一個(gè)基因座上由突變產(chǎn)生的在狀態(tài)上不同的系列等位基因，稱(chēng)為復(fù)等位基因。例如基因A可突變成a1、a2、a3…an，其中的任一個(gè)等位基因可以由A突變而來(lái)，也可以由該系列中任一個(gè)等位基因突變產(chǎn)生。但在二倍體的同一品種（系）、同一個(gè)體中，僅有復(fù)等位系列中的兩個(gè)成員，如a1a1、a1a2、a2a3、A1a2等。

3.2 基因的等位性及其檢測(cè)

基因的等位性則是指基因間的等位關(guān)系，可定義為兩個(gè)或兩個(gè)以上狀態(tài)的基因共處于同源染色體上同一基因座的現(xiàn)象。

通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)驗(yàn)就能鑒別某個(gè)新的隱性突變屬于哪個(gè)基因的等位基因。鑒定的過(guò)程是通過(guò)雜交將新的隱性突變與已知基因的隱性突變結(jié)合在一起。如果雜交后代顯示突變的表現(xiàn)型，那么新突變與測(cè)試突變涉及的基因是同一基因的等位基因。如果后代顯示野生型表現(xiàn)型，那么新突變與測(cè)試突變涉及的基因就不是同一基因的等位基因（表1）。

例如：在野生型果蠅中，眼色都是暗紅的?，F(xiàn)有兩個(gè)突變品系——朱砂眼和猩紅眼，眼色均為亮紅色。我們想知道朱砂眼和猩紅眼的突變基因是否存在等位基因關(guān)系，用兩種突變的純合子品系相互雜交以產(chǎn)生雜交后代，結(jié)果雜交后代的復(fù)眼是暗紅色的，所以朱砂眼和猩紅眼突變基因不是同一基因的等位基因，而是兩個(gè)不同的基因。當(dāng)檢測(cè)第三個(gè)突變朱砂眼-2與朱砂眼和猩紅眼突變的等位性時(shí)，發(fā)現(xiàn)朱砂眼與朱砂眼-2品系雜交組合的后代是突變表型（亮紅眼色），而朱砂眼-2和猩紅眼突變雜交的后代則是野生型的表型（暗紅眼色）。這些結(jié)果說(shuō)明朱砂眼和朱砂眼-2的突變基因是一個(gè)眼色決定基因的等位基因，而猩紅眼突變則不是該基因的等位基因。