论文部分内容阅读
纵观近年的高考题,出现了不少创新型试题。这类试题新颖别致,构思巧妙,“起点高,落点也高”,要求学生在准确、完整地解读试题信息的基础上,调动解决问题的知识,这些知识不仅仅是来自课堂习得的、已知的、固定的“确定性知识”,还包括考生根据题干中的材料信息与教材中的相关知识进行推理,进而生成具有试题特定要求的“书本之外的某一知识要点”。甚至有的题型往往以实验事实推翻了某一结论性的论題,再引领性地设问作答。因此,创新题靠“题海”解决不了问题,它特别能反映被测试者的学科素养。这类试题极富思考性和挑战性,同时解法更灵活,考查更全面,思维更广阔,给人耳目一新的感觉。教师只有多方着力,寻求转化与突破,方能“会当凌绝顶,一览众山小”。为此本文就这类创新型试题进行透视剖析,探索解决问题的规律与方法。
命题与解题是既对立、又统一的,从命题和解题2个不同的角度来剖析生物创新题,可以帮助学生准确把握命题者的命题意图,提高审题的目标意识,快速形成解题思路。从创新题中关键条件给出形式分析,可得出以下几种有效的解题策略。
1 命题者“拆桥”,解题者“搭桥”
生物创新题有许多是取材于生理过程、实验步骤等,命题者在编制这类题时,常常把其中某一步(或几步)关键步骤模糊化,好像是拆了桥却留下桥墩,要解题者根据题中所给出的新信息,用这些新信息搭起桥,走到彼岸。
【例1】 安哥拉兔的长毛和短毛是由一对基因控制的性状。用纯种安哥拉兔进行杂交实验,产生大量的F1和F2个体,杂交亲本及实验结果见表1。
请回答:
(1) 安哥拉兔的控制长毛和短毛的基因位于
(常/X)染色体上。在 (雌/雄)兔中,长毛为显性性状。
(2) 用多只纯种短毛雌兔与F2长毛雄兔杂交,子代性状和比例为 。
(3) 安哥拉兔的长毛和短毛性状既与 有关,又与 有关。
(4) 如果用A1和A2分别表示长毛基因和短毛基因,请画出实验二的遗传图解。
解析:本题以安哥拉兔的控制长毛和短毛这一相对性状为切入点,题中给了杂交后F1和F2的表现型结果(这是命题者提供给解题者搭桥用的材料),没有告诉第一代杂交亲本、第二代杂交亲本的基因型(被命题人拆断了桥)。解答时,要用学过的知识和题中新给的信息来搭好这座桥,即由子二代的结果,推知第二代亲本的基因型,再推出第一代。
(1) 假设控制安哥拉兔的长毛和短毛基因位于X染色体上,用A和a表示,则若亲本基因型为XaY和XAXA,F1中雌、雄兔表现型应一致,不合题意。若亲本基因型为XAY和XaXa,F1的雌免基因型为XAXa,雄兔基因型为XaY,符合实验一,F1的雌、雄个体交配,后代基因型为XAXa、XaXa、XAY、XaY且比例为1∶1∶1∶1,雄兔中长毛∶短毛=1∶1,雌兔中长毛∶短毛=1∶1,不符合实验二的结果。假设控制安哥拉兔的长毛和短毛基因位于常染色体上,用A和a表示,则亲本基因型为AA和aa,F1的雌兔和雄兔基因型均为Aa,基因的表达受性别影响,基因型为Aa的雄兔表现为长毛,基因型为Aa的雌兔表现为短毛。F1的雌、雄个体交配即Aa×Aa,后代基因型及其比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,F2雄兔中长毛∶短毛=3∶1,F2雌兔中长毛∶短毛=1∶3,符合实验结果。
(2) 假设长毛对短毛为显性性状,则多只纯种短毛雌兔基因型为aa,与F2中的长毛雄兔AA(1/3)、Aa(2/3)杂交,后代基因型为Aa(2/3)、aa(1/3),表现型对于雌兔全为短毛,对于雄兔既有长毛又有短毛,且比例为2∶1。同理,若短毛对长毛为显性性状,后代表现型与上述假设相同。
(3) 根据以上推断,安哥拉兔的长毛和短毛性状既受基因型的控制,又与体内环境(性别)有关。安哥拉兔的长毛和短毛是从性遗传,由于受到性激素的作用,“杂合子基因型在不同性别中的表现型是不同的”。
(4) 实验二中F1雌、雄安哥拉兔的基因型均为A1A2,产生的配子为A1、A2,比例为1∶1,子代无论雌雄,安哥拉兔的基因型均为A1A1∶A1A2∶A2A2=1∶2∶1,F2雄兔中长毛∶短毛=3∶1,雌兔中长毛∶短毛=1∶3。
答案:(1) 常 雄
(2) 雌兔全为短毛,雄兔有长毛有短毛且比例为2∶1
(3) 基因型 性别(或体内环境,答案合理即可)
(4) 如图1所示
2 命题者“给剑”,解题者“斩麻”
从给予知识型的信息到给予方法型的新信息。创新题中给出的新信息大多是学生陌生的知识内容。有的试题中给出的新信息除了一些新知识内容外,也给出了某种思考方法、新的解题思路,要求解题者现场自学并快速掌握新方法的要点,进而解决新问题。突破方法是,先阅读文字和图表,然后,将概念抽象出来,以此为支点,构建新知与未知的桥梁,从而解决新问题。
【例2】 (2014年江苏省高考题改编)ClB测定法可用于测定果蝇染色体上的隐性突变,有一果蝇品系,其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用 XClB表示)。B基因表现显性棒眼性状;1基因的纯合子在胚胎期死亡(XClBXClB与XClBY不能存活);ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇X染色体无ClB区段(用X 表示)。
图2是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图,请回答下列问题:
(1) 图中F1雌性果蝇基因型最多有 种,
(填“能”或“不能”)判断雌性果蝇不同基因型的比例。
(2) 为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变,需用正常眼雄果蝇与F1中 果蝇杂交,X染色体的诱变类型能在其杂交后代 果蝇中直接显现出来,且能计算出隐性突变频率,合理的解释是 ;如果用正常眼雄果蝇与F1中 果蝇杂交,不能准确计算出隐性突变频率,合理的解释是 。 (3) 控制果蝇灰身(D)和黑身(d)的一对等位基因位于常染色体上,基因型为DdXClB X 和Dd X Y的一对亲本杂交,其子代中灰身正常眼的个体所占比例为 。
解析:本题要从ClB测定法这个新概念出发,联系已学知识推导解答。(1) 因诱变后,部分X 可能突变为隐性基因X-,故图中F1的雌果蝇基因型可能为X X 、XClB X 、XClB X-、X X-,共四种,因突变率不知,故不能确定不同基因型的比例。
(2) P:XCIBX ×X?Y→F1:雌性XCIBX?、X?X ;雄性X Y、XCIBY(死亡)。F1中雌果蝇为正常眼X?X 和棒眼XCIBX?,正常眼雄果蝇的基因型为X Y,由于ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换,故XCIB X?不会交叉互换,X?X 可能会发生交叉互换。又由于杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雌果蝇,Y染色体无对应的等位基因,故隐性突变可以在子代雄性中显性出来,所以选择F1棒眼雌性XCIBX?与正常眼雄性X Y交配,后代雄性将会出现三种情况:死亡(XCIBY),正常眼和隐性突变体。可以根据子代隐性突变个体在正常眼和突变体中所占的比例计算出该隐性突变的突变率;如果选择F1雌性正常眼X?X 与正常眼雄性X Y交配,则雌性X染色体有可能存在交叉互换,故不能准确计算出隐性突变频率。
(3) DdXClB X 和Dd X Y杂交,后代灰身的比例为3/4,因为子代中基因型为XCIBY的个体死亡,故子代中正常眼的概率为2/3,可知子代灰身正常眼的概率为3/4×2/3=1/2。
答案:(1) 4 不能
(2) 棒眼雌性 雄性 杂交后代中雄果蝇 X 染色体来源于亲代雌果蝇,且X染色体间未发生交换,Y染色体无对应的等位基因 正常眼雌性 X 染色体间可能发生了交换
(3) 1/2
3 命题者“举一”,解题者“反三”
许多生物创新题,就其解决过程中所用到的思维活动分析,主要是举一反三(命题者给一个简明的例子,解题者要用类似的规律解决一些更复杂的问题)、演绎扩展(命题者给一个概括性较强的规律,解题者将在具体情景中进行演绎扩展),实际上是一种有限的模仿创新过程。
【例3】 人类中存在一种染色体变异,如图3 I2的一条异常染色体是由一条13号和一条21号染色体相互连接形成的(如图4,细胞内基因结构和种类未变化,因此表现型正常),其减数分裂时异常染色体的联会如图5,配对的三条染色体中,任意两条染色体分离时,第三条染色体随机移向细胞一极。
(1) 若不考虑其他染色体,在减数分裂时,图3 I2理论上产生的精子类型有 种,该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为 ,表现型正常的孩子的概率为 。
(2) 参照Ⅱ4个体的染色体组成情况,在图中画出Ⅱ3号个体的染色体组成。
解析:本题考查了减数分裂中染色体的行为变化等知识,学生对此并不陌生。但本题给出了新的信息:“一条异常染色体是由一条13号和一条21号染色体相互连接形成的(如图4,细胞内基因结构和种类未变化,因此表现型正常),减数分裂时异常染色体可以联会,配对的三条染色体中,任意两条染色体分离时,第三条染色体随机移向细胞一极”。试题的解答必须基于该信息的举一反三,这样I2就会产生以下6种比例相等的配子:仅具有13号染色体、同时有异常染色体和21号染色体、仅具有异常染色体、同时有13号和21号染色体、仅具有21号染色体、同时有13号和异常染色体。只有具有13号和21号染色体的配子,才是染色体正常的配子,占1/6。因为异常染色体上同时含有13号和21号染色体上的所有基因,所以只含异常染色体的配子与同时含有13号和21号染色体正常配子结合后产生的后代表现正常。
(2) 由Ⅱ4个体的染色体多了一条21号染色体,推知Ⅱ3,13号三体多了一条13号染色体。其中一条是13号染色体和一条21号染色体相互连接形成。
答案:(1) 6 1/6 1/3
(2)
4 命题者“设景”,解题者“探幽”
从命题形式上看,命题者在试题中设置了一个全新的问题情景,让解题者去分析、研究。从解题过程分析,有的试题实质上只是要求解题者用已掌握的知识、规律,去解决新的问题。但是,更多的试題很难从已学知识入手去寻找解题思路,考生只有分析题给的新信息,从新信息中确定解题的思维起点。解答时要根据新信息所提示的思维起点,展开思维,确定思路。要注意的是,命题者虽把解题的思维起点在新信息中作了提示,但这种提示往往是隐性的,要靠解题者自己去破译,破译后还要靠自己灵活运用。
【例4】 核孔是具有选择性的核质交换通道,亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。图6为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验,下列相关叙述正确的是( )
A. 亲核蛋白进入细胞核由头部决定
B. 亲核蛋白进入细胞核不需要载体
C. 亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量
D. 亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同
解析:命题者通过亲核蛋白进入细胞的一系列实验过程与结果,设置了一个全新的问题情景。由于高中学生对物质跨膜运输方式这一知识非常熟悉,深知蛋白质等大分子跨膜运输的方式为胞吞或胞吐。而本题以实验事实推翻了这一结论,很好地考查了学生的创新能力。由图6可知,放射性尾部能够从细胞质通过核孔进入细胞核中,但放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中,可见亲核蛋白进入细胞核是由尾部决定的。头部和尾部分开后,头部分子量变小,结构变小,反而不能进入细胞核。再由题干信息“核孔是具有选择性的核质交换通道”,可见核孔可以选择性地转运核内外物质,即亲核蛋白进入细胞核是个主动运输过程,需要载体和能量。
答案:C
命题与解题既对立又统一,命题者必定要给解题者以提示,但又不一定让解题者轻松地获得这种提示,明确了这一点,就可确定有效的解题策略,以积极的心态去面对超难信息迁移题。
命题与解题是既对立、又统一的,从命题和解题2个不同的角度来剖析生物创新题,可以帮助学生准确把握命题者的命题意图,提高审题的目标意识,快速形成解题思路。从创新题中关键条件给出形式分析,可得出以下几种有效的解题策略。
1 命题者“拆桥”,解题者“搭桥”
生物创新题有许多是取材于生理过程、实验步骤等,命题者在编制这类题时,常常把其中某一步(或几步)关键步骤模糊化,好像是拆了桥却留下桥墩,要解题者根据题中所给出的新信息,用这些新信息搭起桥,走到彼岸。
【例1】 安哥拉兔的长毛和短毛是由一对基因控制的性状。用纯种安哥拉兔进行杂交实验,产生大量的F1和F2个体,杂交亲本及实验结果见表1。
请回答:
(1) 安哥拉兔的控制长毛和短毛的基因位于
(常/X)染色体上。在 (雌/雄)兔中,长毛为显性性状。
(2) 用多只纯种短毛雌兔与F2长毛雄兔杂交,子代性状和比例为 。
(3) 安哥拉兔的长毛和短毛性状既与 有关,又与 有关。
(4) 如果用A1和A2分别表示长毛基因和短毛基因,请画出实验二的遗传图解。
解析:本题以安哥拉兔的控制长毛和短毛这一相对性状为切入点,题中给了杂交后F1和F2的表现型结果(这是命题者提供给解题者搭桥用的材料),没有告诉第一代杂交亲本、第二代杂交亲本的基因型(被命题人拆断了桥)。解答时,要用学过的知识和题中新给的信息来搭好这座桥,即由子二代的结果,推知第二代亲本的基因型,再推出第一代。
(1) 假设控制安哥拉兔的长毛和短毛基因位于X染色体上,用A和a表示,则若亲本基因型为XaY和XAXA,F1中雌、雄兔表现型应一致,不合题意。若亲本基因型为XAY和XaXa,F1的雌免基因型为XAXa,雄兔基因型为XaY,符合实验一,F1的雌、雄个体交配,后代基因型为XAXa、XaXa、XAY、XaY且比例为1∶1∶1∶1,雄兔中长毛∶短毛=1∶1,雌兔中长毛∶短毛=1∶1,不符合实验二的结果。假设控制安哥拉兔的长毛和短毛基因位于常染色体上,用A和a表示,则亲本基因型为AA和aa,F1的雌兔和雄兔基因型均为Aa,基因的表达受性别影响,基因型为Aa的雄兔表现为长毛,基因型为Aa的雌兔表现为短毛。F1的雌、雄个体交配即Aa×Aa,后代基因型及其比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,F2雄兔中长毛∶短毛=3∶1,F2雌兔中长毛∶短毛=1∶3,符合实验结果。
(2) 假设长毛对短毛为显性性状,则多只纯种短毛雌兔基因型为aa,与F2中的长毛雄兔AA(1/3)、Aa(2/3)杂交,后代基因型为Aa(2/3)、aa(1/3),表现型对于雌兔全为短毛,对于雄兔既有长毛又有短毛,且比例为2∶1。同理,若短毛对长毛为显性性状,后代表现型与上述假设相同。
(3) 根据以上推断,安哥拉兔的长毛和短毛性状既受基因型的控制,又与体内环境(性别)有关。安哥拉兔的长毛和短毛是从性遗传,由于受到性激素的作用,“杂合子基因型在不同性别中的表现型是不同的”。
(4) 实验二中F1雌、雄安哥拉兔的基因型均为A1A2,产生的配子为A1、A2,比例为1∶1,子代无论雌雄,安哥拉兔的基因型均为A1A1∶A1A2∶A2A2=1∶2∶1,F2雄兔中长毛∶短毛=3∶1,雌兔中长毛∶短毛=1∶3。
答案:(1) 常 雄
(2) 雌兔全为短毛,雄兔有长毛有短毛且比例为2∶1
(3) 基因型 性别(或体内环境,答案合理即可)
(4) 如图1所示
2 命题者“给剑”,解题者“斩麻”
从给予知识型的信息到给予方法型的新信息。创新题中给出的新信息大多是学生陌生的知识内容。有的试题中给出的新信息除了一些新知识内容外,也给出了某种思考方法、新的解题思路,要求解题者现场自学并快速掌握新方法的要点,进而解决新问题。突破方法是,先阅读文字和图表,然后,将概念抽象出来,以此为支点,构建新知与未知的桥梁,从而解决新问题。
【例2】 (2014年江苏省高考题改编)ClB测定法可用于测定果蝇染色体上的隐性突变,有一果蝇品系,其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用 XClB表示)。B基因表现显性棒眼性状;1基因的纯合子在胚胎期死亡(XClBXClB与XClBY不能存活);ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换;正常果蝇X染色体无ClB区段(用X 表示)。
图2是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图,请回答下列问题:
(1) 图中F1雌性果蝇基因型最多有 种,
(填“能”或“不能”)判断雌性果蝇不同基因型的比例。
(2) 为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变,需用正常眼雄果蝇与F1中 果蝇杂交,X染色体的诱变类型能在其杂交后代 果蝇中直接显现出来,且能计算出隐性突变频率,合理的解释是 ;如果用正常眼雄果蝇与F1中 果蝇杂交,不能准确计算出隐性突变频率,合理的解释是 。 (3) 控制果蝇灰身(D)和黑身(d)的一对等位基因位于常染色体上,基因型为DdXClB X 和Dd X Y的一对亲本杂交,其子代中灰身正常眼的个体所占比例为 。
解析:本题要从ClB测定法这个新概念出发,联系已学知识推导解答。(1) 因诱变后,部分X 可能突变为隐性基因X-,故图中F1的雌果蝇基因型可能为X X 、XClB X 、XClB X-、X X-,共四种,因突变率不知,故不能确定不同基因型的比例。
(2) P:XCIBX ×X?Y→F1:雌性XCIBX?、X?X ;雄性X Y、XCIBY(死亡)。F1中雌果蝇为正常眼X?X 和棒眼XCIBX?,正常眼雄果蝇的基因型为X Y,由于ClB存在时,X染色体间非姐妹染色单体不发生交换,故XCIB X?不会交叉互换,X?X 可能会发生交叉互换。又由于杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雌果蝇,Y染色体无对应的等位基因,故隐性突变可以在子代雄性中显性出来,所以选择F1棒眼雌性XCIBX?与正常眼雄性X Y交配,后代雄性将会出现三种情况:死亡(XCIBY),正常眼和隐性突变体。可以根据子代隐性突变个体在正常眼和突变体中所占的比例计算出该隐性突变的突变率;如果选择F1雌性正常眼X?X 与正常眼雄性X Y交配,则雌性X染色体有可能存在交叉互换,故不能准确计算出隐性突变频率。
(3) DdXClB X 和Dd X Y杂交,后代灰身的比例为3/4,因为子代中基因型为XCIBY的个体死亡,故子代中正常眼的概率为2/3,可知子代灰身正常眼的概率为3/4×2/3=1/2。
答案:(1) 4 不能
(2) 棒眼雌性 雄性 杂交后代中雄果蝇 X 染色体来源于亲代雌果蝇,且X染色体间未发生交换,Y染色体无对应的等位基因 正常眼雌性 X 染色体间可能发生了交换
(3) 1/2
3 命题者“举一”,解题者“反三”
许多生物创新题,就其解决过程中所用到的思维活动分析,主要是举一反三(命题者给一个简明的例子,解题者要用类似的规律解决一些更复杂的问题)、演绎扩展(命题者给一个概括性较强的规律,解题者将在具体情景中进行演绎扩展),实际上是一种有限的模仿创新过程。
【例3】 人类中存在一种染色体变异,如图3 I2的一条异常染色体是由一条13号和一条21号染色体相互连接形成的(如图4,细胞内基因结构和种类未变化,因此表现型正常),其减数分裂时异常染色体的联会如图5,配对的三条染色体中,任意两条染色体分离时,第三条染色体随机移向细胞一极。
(1) 若不考虑其他染色体,在减数分裂时,图3 I2理论上产生的精子类型有 种,该夫妇生出正常染色体组成的孩子的概率为 ,表现型正常的孩子的概率为 。
(2) 参照Ⅱ4个体的染色体组成情况,在图中画出Ⅱ3号个体的染色体组成。
解析:本题考查了减数分裂中染色体的行为变化等知识,学生对此并不陌生。但本题给出了新的信息:“一条异常染色体是由一条13号和一条21号染色体相互连接形成的(如图4,细胞内基因结构和种类未变化,因此表现型正常),减数分裂时异常染色体可以联会,配对的三条染色体中,任意两条染色体分离时,第三条染色体随机移向细胞一极”。试题的解答必须基于该信息的举一反三,这样I2就会产生以下6种比例相等的配子:仅具有13号染色体、同时有异常染色体和21号染色体、仅具有异常染色体、同时有13号和21号染色体、仅具有21号染色体、同时有13号和异常染色体。只有具有13号和21号染色体的配子,才是染色体正常的配子,占1/6。因为异常染色体上同时含有13号和21号染色体上的所有基因,所以只含异常染色体的配子与同时含有13号和21号染色体正常配子结合后产生的后代表现正常。
(2) 由Ⅱ4个体的染色体多了一条21号染色体,推知Ⅱ3,13号三体多了一条13号染色体。其中一条是13号染色体和一条21号染色体相互连接形成。
答案:(1) 6 1/6 1/3
(2)
4 命题者“设景”,解题者“探幽”
从命题形式上看,命题者在试题中设置了一个全新的问题情景,让解题者去分析、研究。从解题过程分析,有的试题实质上只是要求解题者用已掌握的知识、规律,去解决新的问题。但是,更多的试題很难从已学知识入手去寻找解题思路,考生只有分析题给的新信息,从新信息中确定解题的思维起点。解答时要根据新信息所提示的思维起点,展开思维,确定思路。要注意的是,命题者虽把解题的思维起点在新信息中作了提示,但这种提示往往是隐性的,要靠解题者自己去破译,破译后还要靠自己灵活运用。
【例4】 核孔是具有选择性的核质交换通道,亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。图6为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验,下列相关叙述正确的是( )
A. 亲核蛋白进入细胞核由头部决定
B. 亲核蛋白进入细胞核不需要载体
C. 亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量
D. 亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同
解析:命题者通过亲核蛋白进入细胞的一系列实验过程与结果,设置了一个全新的问题情景。由于高中学生对物质跨膜运输方式这一知识非常熟悉,深知蛋白质等大分子跨膜运输的方式为胞吞或胞吐。而本题以实验事实推翻了这一结论,很好地考查了学生的创新能力。由图6可知,放射性尾部能够从细胞质通过核孔进入细胞核中,但放射性头部却不能从细胞质通过核孔进入细胞核中,可见亲核蛋白进入细胞核是由尾部决定的。头部和尾部分开后,头部分子量变小,结构变小,反而不能进入细胞核。再由题干信息“核孔是具有选择性的核质交换通道”,可见核孔可以选择性地转运核内外物质,即亲核蛋白进入细胞核是个主动运输过程,需要载体和能量。
答案:C
命题与解题既对立又统一,命题者必定要给解题者以提示,但又不一定让解题者轻松地获得这种提示,明确了这一点,就可确定有效的解题策略,以积极的心态去面对超难信息迁移题。