2016年北京高考理綜第30題的分析及備考教學(xué)建議

魏鳳國

(遼寧省實驗中學(xué)東戴河分校 125208)

高考理科綜合考試中的大題通常是全面考查學(xué)生高中階段所學(xué)習(xí)的全部內(nèi)容，每一道題都透射多個知識點，既考查學(xué)生的基本知識掌握水平，又考查學(xué)生多方面的綜合能力。2016年高考理科綜合考試中北京卷的第30題就是這種類型題的典范。

1 原題呈現(xiàn)

研究植物激素作用機(jī)制常使用突變體作為實驗材料，通過化學(xué)方法處理萌動的擬南芥種子可獲得大量突變體。

(1)若誘變后某植株出現(xiàn)一個新性狀，可通過________交判斷該性狀是否可以遺傳，如果子代仍出現(xiàn)該突變性狀，則說明該植株可能攜帶________性突變基因，根據(jù)子代________，可判斷該突變是否為單基因突變。

(2)經(jīng)大量研究，探明了野生型擬南芥中乙烯的作用途徑(圖1)。由圖1可知，R蛋白具有結(jié)合乙烯和調(diào)節(jié)酶T活性兩種功能，乙烯與________結(jié)合后，酶T的活性________，不能催化E蛋白磷酸化，導(dǎo)致E蛋白被剪切，剪切產(chǎn)物進(jìn)入細(xì)胞核，可調(diào)節(jié)乙烯響應(yīng)基因的表達(dá)，植株表現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng)。

(3)酶T活性喪失的純合突變體(1#)在無乙烯的條件下出現(xiàn)________(填“有”或“無”)乙烯生理反應(yīng)的表現(xiàn)型，1#與野生型雜交，在無乙烯的條件下，F(xiàn)1的表現(xiàn)型與野生型相同。請結(jié)合圖1從分子水平解釋F1出現(xiàn)這種表現(xiàn)型的原因：________________。

(4)R蛋白上乙烯結(jié)合位點突變的純合體(2#)僅喪失了與乙烯結(jié)合的功能。請判斷在有乙烯的條件下，該突變基因相對于野生型基因的顯隱性，并結(jié)合乙烯作用途徑陳述理由： ________。

(5)番茄中也存在與擬南芥相似的乙烯作用途徑，若番茄R蛋白發(fā)生了與2#相同的突變，則這種植株的果實成熟期會________。

參考答案：(1)自 顯 表現(xiàn)型的分離比 (2)R蛋白 被抑制 (3)有 雜合子有野生型基因，可產(chǎn)生有活性的酶T，最終阻斷乙烯作用途徑 (4)2#與野生型雜交，F(xiàn)1中突變基因表達(dá)的R蛋白不能與乙烯結(jié)合，導(dǎo)致酶T持續(xù)有活性，阻斷乙烯作用途徑，表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng)，其表現(xiàn)型與2#一致，因此突變基因為顯性 (5)推遲。

2 命題分析

圖1 乙烯的作用途徑

2.1 問題設(shè)計具有層次性和啟發(fā)性 該題設(shè)置5個問題。第(1)問相對獨立。第(2)問考查了學(xué)生的基本識圖能力，為第(3)問和第(4)問的作答做鋪墊。第(3)問設(shè)置了兩個問題，第1個問題為第2個問題做鋪墊。該題如果去除第(2)問以及第(3)問的第一個空，則學(xué)生將沒有思路，該題將無法解。

2.2 內(nèi)容源于教材，體現(xiàn)“一題多點” 該題在內(nèi)容上，以乙烯的調(diào)節(jié)為載體，考查了多個知識點，橫跨3冊教材，覆蓋面廣。第(1)問考查的內(nèi)容為必修2第5章第1節(jié)中的基因突變，第(2)問考查的內(nèi)容為必修3第3章第3節(jié)中的植物激素的調(diào)節(jié)機(jī)制，第(3)問考查的內(nèi)容為必修1第5章第1節(jié)中的酶活性的影響因素，第(4)問考查的內(nèi)容為必修2第1章中的顯性和隱性性狀的概念，第(5)問考查的內(nèi)容為必修3第3章第3節(jié)中乙烯的功能。一道題考查這么多內(nèi)容，且許多內(nèi)容都跨教材，這就要求考生熟悉教材，并能順利將各章節(jié)、各教材之間的知識建立聯(lián)系，進(jìn)行思維的遷移。

2.3 凸顯能力要求的考查 該題在能力上，凸顯了考綱對學(xué)生實驗設(shè)計能力、識圖能力、準(zhǔn)確獲取信息能力、邏輯推理能力、思維遷移能力、綜合應(yīng)用能力和分析能力以及準(zhǔn)確的語言表達(dá)能力等的要求。第(1)問以變異類型的判斷為命題出發(fā)點，考查學(xué)生的實驗設(shè)計能力以及突變類型的綜合判斷能力，難度中等。第(3)、(4)問的信息量大，著重考查學(xué)生獲取信息、處理信息、思維遷移能力、邏輯推理及應(yīng)用信息的能力，難度較大。

3 解題分析

(1)若要判斷該突變性狀是否可遺傳，可設(shè)計一個雜交方案進(jìn)行判斷。雜交方案有多種，雜交、測交、自交等。是否可遺傳，關(guān)鍵看遺傳物質(zhì)有沒有改變。從第1問信息可知，該突變是基因突變，所以有兩種可能：①隱性突變，設(shè)基因用A或a來表示，則是AA→aa；②顯性突變，則是aa→Aa或AA。首先排除測交，因為不知道是顯性突變還是隱性突變，所以不知道隱性純合子是什么類型，無法選擇。其次排除雜交，如果將突變個體與野生型個體雜交，若為隱性突變，則AA×aa→Aa，后代表現(xiàn)為野生型。如果遺傳物質(zhì)沒有改變，其性狀雖然改變，但基因型沒有改變，仍為AA，則AA×AA→AA，后代表現(xiàn)為野生型。這樣就沒有辦法區(qū)分該突變性狀是否可以遺傳了。若采用自交方案，如果遺傳物質(zhì)沒有改變，則后代表現(xiàn)為野生型；如果遺傳物質(zhì)改變，不論是顯性突變還是隱性突變，自交后代都會出現(xiàn)該突變性狀。所以自交方案可行。自交后代若全部都是突變性狀，則該突變植株的基因型為AA或aa，若自交后代既有野生型性狀，也有突變性狀，則該植株的基因型為Aa。所以該個體攜帶顯性突變基因的概率更大，即該突變植株更可能是顯性突變個體，攜帶顯性突變基因。若為單基因突變，則后代表現(xiàn)型的分離比是3∶1。所以根據(jù)后代表現(xiàn)型的分離比可以確定是否是單基因突變個體。

(2)據(jù)圖1可知，乙烯與R蛋白結(jié)合后，酶T活性受到抑制(這里不可以寫成降低或減弱，因為酶活性降低或減弱仍然有活性，只是到達(dá)反應(yīng)終點所需的時間延長而已，不是不能反應(yīng))。酶T活性喪失的純合突變體(1#)在無乙烯的條件下，酶T沒有活性，E蛋白不能被磷酸化，則能被酶剪切，從而是乙烯響應(yīng)基因表達(dá)而表現(xiàn)出有乙烯生理反應(yīng)。1#與野生型雜交得F1，F(xiàn)1體細(xì)胞中既有突變基因，也有野生型基因，這兩個基因是獨立進(jìn)行表達(dá)的，并不是隱性基因不能表達(dá)。所以在F1體細(xì)胞中同時存在正常的酶T和突變致使活性喪失的酶T。因此，在無乙烯的條件下，F(xiàn)1細(xì)胞中正常的酶T有活性，E蛋白被磷酸化而不能被酶剪切，從而阻斷乙烯作用途徑，表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng)，所以F1的表現(xiàn)型與野生型相同。

(3)題干中，突變體和野生型都是純合子，所以判斷顯隱性的方法是雜交。F1表現(xiàn)誰的性狀，誰的性狀就是顯性。將2#與野生型雜交得F1,F1一定是雜合子，突變基因和野生型基因在體細(xì)胞中都能獨立表達(dá)，在細(xì)胞中會同時存在兩種受體，即正常的R蛋白和功能異常的R蛋白。在有乙烯的條件下，乙烯與部分正常的R蛋白結(jié)合，細(xì)胞中的這部分酶T活性受到抑制，乙烯與部分異常的R蛋白結(jié)合，細(xì)胞中的這部分酶T有活性。在整個細(xì)胞中兩種狀態(tài)的酶T同時存在，應(yīng)按酶T有活性處理。因此，E蛋白磷酸化，不能被酶剪切，從而阻斷乙烯途徑，使F1表現(xiàn)為無乙烯生理反應(yīng)，即突變性狀。所以在有乙烯的條件下，突變基因相對于野生型基因為顯性。

(4)番茄中也存在與擬南芥相似的乙烯作用途徑，若番茄R蛋白發(fā)生了與2#相同的突變，則這種植株不論是否在有無乙烯的條件下，都會發(fā)生無乙烯的生理反應(yīng)，因此這種植株的果實成熟期會推遲。

4 解題技巧

該題的典型特點是圖的信息量大、關(guān)系錯綜復(fù)雜，很容易發(fā)生邏輯關(guān)系混亂，學(xué)生在分析時容易作出錯誤的判斷。

因此做這類題時，厘清其中復(fù)雜的關(guān)系尤為重要?？稍诮獯祟悊栴}時，用直觀的概念圖來厘清圖中的信息脈絡(luò)，以防止混亂。

圖2 概念圖

梳理后，將受體、酶T與最終性狀建立起相應(yīng)的關(guān)系，如2圖所示，很容易就看出兩者之間的關(guān)系，一目了然。受體與性狀呈正向平行關(guān)系，酶T與性狀呈反向平行關(guān)系。不論考查受體與性狀的邏輯關(guān)系，還是考查酶T與性狀的邏輯關(guān)系，學(xué)生都可以準(zhǔn)確把握。

5 教學(xué)建議

5.1 備考復(fù)習(xí)時要研讀考綱，回歸教材 首先，高考題的命制是嚴(yán)格依據(jù)考綱進(jìn)行的。在高考復(fù)習(xí)時，教師要認(rèn)真研讀考綱，才能把握高考的命題方向，才能對大量的試題進(jìn)行有針對性的選擇，避免復(fù)習(xí)的盲目性。其次，復(fù)習(xí)時不能脫離教材。高考題的命制素材可能源于教材，也可能源于新的研究發(fā)現(xiàn)，但考查的落腳點會回到教材上。所以復(fù)習(xí)時，要依綱據(jù)本，跳出題海。

5.2 培養(yǎng)學(xué)生的信息轉(zhuǎn)化和思維遷移能力 在教學(xué)中，教師要培養(yǎng)學(xué)生善于運(yùn)用概念圖對題目中的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將題目中復(fù)雜的、抽象的信息轉(zhuǎn)化為形象、直觀的信息，有助于學(xué)生對題意的理解。

在教學(xué)中，教師要善于建立知識網(wǎng)絡(luò)圖，使知識點之間建立起前后聯(lián)系，潛移默化地培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的思維遷移能力。如解決這道題，學(xué)生在理解細(xì)胞中同時存在兩種狀態(tài)的酶T時，就產(chǎn)生一種矛盾的結(jié)果，即兩種生理狀態(tài)同時存在。對到底有無乙烯生理反應(yīng)把握不準(zhǔn)，容易作出錯誤的判斷。有酶抑制劑是影響酶活性因素之一，其中非競爭性抑制劑對酶活性的影響相當(dāng)于降低了反應(yīng)體系中酶的濃度，延長了反應(yīng)到達(dá)終點的時間，并不是使反應(yīng)停止。如果學(xué)生能將知識點遷移到這里，就不會做出錯誤的判斷了。