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遗传类题目是高考生物的重点和难点,是考生拉开差距的重要题型。在过去,很多常规的遗传类题目具有固定的解题思路,通过训练典型题就可以很好地掌握解题方法,提高解题能力。但是随着高考命题的发展,高考中出现了不少摒弃常规的命题套路,以提供更丰富信息、结合更多知识点为特点的新题好题。要正确解答这类题目,考生需要具有更扎实的基础知识和更强的理解分析能力。如何应对遗传类题目的新趋势呢?在本文中,笔者通过三个角度帮助同学们提高解题能力。
一、题目信息角度
高考生物对考生的要求不再只是掌握课本知识,而是要在课本的基础之上,学会研究和分析的方法。这一要求在遗传类题目中的体现就是把常规题目变成探究式命题,通过提供信息,让考生获取信息、分析信息。题目信息增多已成为生物遗传类题目命题的趋势。要顺利解答这类题,考生需要发掘题目文字中的关键点,摘取重点信息,结合课本知识和方法进行解题。
【例1】(2021·北京)如图为某遗传病的家系图,已知致病基因位于X染色体。对该家系分析正确的是( )
A.此病为隐性遗传病
B.Ⅲ-1和Ⅲ-4可能携带该致病基因
C.Ⅱ-3再生儿子必为患者
D.Ⅱ-7不会向后代传递该致病基因
【解析】这道题的系谱图中,所有患者家系都不符合常规口诀,无法直接用常规口诀判断,但题目有个关键信息:“已知致病基因位于X染色体”,所以只能是伴X染色体显性遗传或伴X染色体隐性遗传。由于患者Ⅲ-3的父亲Ⅱ-1没患病,因此排除了伴X染色体隐性遗传,则此病只能是伴X染色体显性遗传疾病。
由以上分析可知,该病为显性遗传病,A错误;该病为伴X染色体显性遗传病,Ⅲ-1和Ⅲ-4都正常,是隐性纯合子,不可能携带该致病基因,B错误;Ⅱ-3为杂合子,其再生儿子有一半的概率为患者,C错误;Ⅱ-7正常,其不含致病基因,因此不会向后代传递该致病基因,D正确。可知答案为D。
二、综合性角度
遗传类题目的综合性增强也是命题趋势之一。除单独的考点以外,题目还经常结合综合系谱图、遗传平衡、致死、基因互作等多个考点,这就进一步增加了题目难度。这里我们以遗传平衡为例,看综合性遗传类题目的快速解题方法。
【例2】(2020·浙江)如图为甲、乙两种单基因遗传病的遗传家系图,其中一种遗传病为伴性遗传。人群中乙病的发病率为1/256,下列叙述正确的是( )
A.甲病是伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ-3和Ⅲ-6的基因型不同
C.若Ⅲ-1与某正常男性结婚,所生正常孩子的概率为25/51
D.若Ⅲ-3和Ⅲ-4再生一个孩子,同时患两种病的概率为1/17
【解析】这个题目有两个关键信息,一是“其中一种遗传病为伴性遗传”,二是“人群中乙病的发病率为1/256”,其中第二个信息就是利用遗传平衡解题的基础。
首先需要判断遗传方式:根据Ⅱ-2和Ⅱ-3不患乙病,但Ⅲ-3为患乙病的女性可知,乙病为常染色体隐性遗传病,设相关的基因为A/a。此时我们做遗传平衡的简单计算:患病aa的概率为1/256,则a的概率为对1/256取开方,即a基因频率为1/16,A的基因频率为15/16。又根据“其中一种遗传病为伴性遗传”可知,甲病为伴性遗传病,图中存在甲病女患者,故为伴X遗传病;又因为Ⅲ-3患甲病,而Ⅳ-1正常,故可以确定甲病不属于伴X隐性遗传,应为伴X显性遗传病,设相关的基因为B/b。
C项中,Ⅲ-1与某正常男性结婚,在乙病的判断中,Ⅲ-1基因型概率为AA=1/3或Aa=2/3,但正常男性的基因型可以是AA或Aa,要求后代患病率,需要知道其AA和Aa的概率,此时可以有以下求解过程:
AA和Aa中Aa的概率===
这里就得到一个常用的二级结论:遗传平衡的群体中,显性个体中的杂合子比例为。
由此可以快速解题:甲病为伴X染色体显性遗传,而乙病为常染色体隐性遗传,A错误;Ⅲ-3患甲病和乙病,基因型为aaXBXb,Ⅱ-3的基因型为AaXbXb,Ⅱ-4患乙病,其基因型为aaXbY,则Ⅲ-6为AaXbXb,故Ⅱ-3和Ⅲ-6的基因型相同,B错误;Ⅲ-1为1/3AAXBXb或2/3AaXBXb,正常男性关于乙病的基因型为AA或Aa,根据上述分析可知,其中Aa的概率为2q/(p+2q)=2/17,二者婚配的后代患乙病的概率为2/3×2/17×1/4=1/51,不患乙病的概率为50/51,不患甲病的概率为1/2,可知不患病的概率为50/51×1/2=25/51,C正确;Ⅲ-3的基因型为aaXBXb,Ⅲ-4甲病的基因型为XbY,乙病相关的基因型为Aa的概率为2/17,后代患乙病的概率为2/17×1/2=1/17,患甲病的概率为1/2,所以二者再生一个孩子同时患两种病的概率为1/17×1/2=1/34,D错误。
三、知识拓展角度
高考遗传题的命题信息一定是有实验依据的。近年来,科学史上的许多重要实验,越来越多地出现在题目的背景中。了解一些实验的拓展知识,不仅能拓展自己的视野,增加知识的理解深度,也能在遇到相关题目的时候,更快更深入地理解题意,提高解题效率和准确度。
【例3】(2021·辽宁)雌性小鼠在胚胎发育至4—6天时,细胞中两条X染色体会有一條随机失活,经细胞分裂形成子细胞,子细胞中此条染色体仍是失活的。雄性小鼠不存在X染色体失活现象。现有两只转荧光蛋白基因的小鼠,甲为发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY),乙为发绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)。甲乙杂交产生F1,F1雌雄个体随机交配,产生F2。若不发生突变,下列有关叙述正确的是( )
A. F1中发红色荧光的个体均为雌性
B. F1中同时发出红绿荧光的个体所占的比例为1/4
C. F1中只发红色荧光的个体,发光细胞在身体中分布情况相同
D. F2中只发一种荧光的个体出现的概率是11/16
【解析】这个题的信息实际上来自一种特殊的染色体:巴氏小体。巴氏小体指在哺乳动物体细胞核中,除一条X染色体外,其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体。1949年,加拿大学者巴尔(M.L.Barr)等发现雌猫的神经细胞间期核中有一个深染的小体而雄猫却没有。在人类中,男性细胞核中很少或根本没有巴氏小体,而女性则有1个。X染色体的失活是随机的,失活后的染色体基因不能表达,这就使具有XX染色体的雌性个体具有特殊的性状表现。
甲乙杂交产生的F1的基因型是XRX、XY、XRXG、XGY,F1随机交配,雌配子产生的种类及比例是XR∶XG∶X=2∶1∶1,雄配子产生的种类及比例为X∶XG∶Y=1∶1∶2。
由分析可知,F1中雄性个体的基因型是XGY和XY,不存在红色荧光,即F1中发红色荧光的个体均为雌性,A正确;F1的基因型及其比例为XRX∶XY∶XRXG∶XGY= 1∶1∶1∶1,则同时发出红绿荧光的个体(XRXG)所占的比例为1/4,B正确;F1中只发红光的个体的基因型是XRX,由于存在一条X染色体随机失活,则发光细胞在身体中分布情况不相同,C错误;F2中只发一种荧光的个体包括XRX、XRY、XGX、XGY、XGXG,所占的比例2/4×1/4+2/4×2/4+1/4×1/4+1/4×2/4+1/4×1/4+1/4×1/4=11/16,D正确。所以答案就是ABD。
遗传类题目是高分考生必须拿下的题型,是实现领先的关键。同学们在学习的时候,不要过于追求经典题目的套路,老的解法很可能无法应用于新的题目,深入理解基本原理、掌握解题方法、挖掘题目信息才是新高考的解题核心。
一、题目信息角度
高考生物对考生的要求不再只是掌握课本知识,而是要在课本的基础之上,学会研究和分析的方法。这一要求在遗传类题目中的体现就是把常规题目变成探究式命题,通过提供信息,让考生获取信息、分析信息。题目信息增多已成为生物遗传类题目命题的趋势。要顺利解答这类题,考生需要发掘题目文字中的关键点,摘取重点信息,结合课本知识和方法进行解题。
【例1】(2021·北京)如图为某遗传病的家系图,已知致病基因位于X染色体。对该家系分析正确的是( )
A.此病为隐性遗传病
B.Ⅲ-1和Ⅲ-4可能携带该致病基因
C.Ⅱ-3再生儿子必为患者
D.Ⅱ-7不会向后代传递该致病基因
【解析】这道题的系谱图中,所有患者家系都不符合常规口诀,无法直接用常规口诀判断,但题目有个关键信息:“已知致病基因位于X染色体”,所以只能是伴X染色体显性遗传或伴X染色体隐性遗传。由于患者Ⅲ-3的父亲Ⅱ-1没患病,因此排除了伴X染色体隐性遗传,则此病只能是伴X染色体显性遗传疾病。
由以上分析可知,该病为显性遗传病,A错误;该病为伴X染色体显性遗传病,Ⅲ-1和Ⅲ-4都正常,是隐性纯合子,不可能携带该致病基因,B错误;Ⅱ-3为杂合子,其再生儿子有一半的概率为患者,C错误;Ⅱ-7正常,其不含致病基因,因此不会向后代传递该致病基因,D正确。可知答案为D。
二、综合性角度
遗传类题目的综合性增强也是命题趋势之一。除单独的考点以外,题目还经常结合综合系谱图、遗传平衡、致死、基因互作等多个考点,这就进一步增加了题目难度。这里我们以遗传平衡为例,看综合性遗传类题目的快速解题方法。
【例2】(2020·浙江)如图为甲、乙两种单基因遗传病的遗传家系图,其中一种遗传病为伴性遗传。人群中乙病的发病率为1/256,下列叙述正确的是( )
A.甲病是伴X染色体隐性遗传病
B.Ⅱ-3和Ⅲ-6的基因型不同
C.若Ⅲ-1与某正常男性结婚,所生正常孩子的概率为25/51
D.若Ⅲ-3和Ⅲ-4再生一个孩子,同时患两种病的概率为1/17
【解析】这个题目有两个关键信息,一是“其中一种遗传病为伴性遗传”,二是“人群中乙病的发病率为1/256”,其中第二个信息就是利用遗传平衡解题的基础。
首先需要判断遗传方式:根据Ⅱ-2和Ⅱ-3不患乙病,但Ⅲ-3为患乙病的女性可知,乙病为常染色体隐性遗传病,设相关的基因为A/a。此时我们做遗传平衡的简单计算:患病aa的概率为1/256,则a的概率为对1/256取开方,即a基因频率为1/16,A的基因频率为15/16。又根据“其中一种遗传病为伴性遗传”可知,甲病为伴性遗传病,图中存在甲病女患者,故为伴X遗传病;又因为Ⅲ-3患甲病,而Ⅳ-1正常,故可以确定甲病不属于伴X隐性遗传,应为伴X显性遗传病,设相关的基因为B/b。
C项中,Ⅲ-1与某正常男性结婚,在乙病的判断中,Ⅲ-1基因型概率为AA=1/3或Aa=2/3,但正常男性的基因型可以是AA或Aa,要求后代患病率,需要知道其AA和Aa的概率,此时可以有以下求解过程:
AA和Aa中Aa的概率===
这里就得到一个常用的二级结论:遗传平衡的群体中,显性个体中的杂合子比例为。
由此可以快速解题:甲病为伴X染色体显性遗传,而乙病为常染色体隐性遗传,A错误;Ⅲ-3患甲病和乙病,基因型为aaXBXb,Ⅱ-3的基因型为AaXbXb,Ⅱ-4患乙病,其基因型为aaXbY,则Ⅲ-6为AaXbXb,故Ⅱ-3和Ⅲ-6的基因型相同,B错误;Ⅲ-1为1/3AAXBXb或2/3AaXBXb,正常男性关于乙病的基因型为AA或Aa,根据上述分析可知,其中Aa的概率为2q/(p+2q)=2/17,二者婚配的后代患乙病的概率为2/3×2/17×1/4=1/51,不患乙病的概率为50/51,不患甲病的概率为1/2,可知不患病的概率为50/51×1/2=25/51,C正确;Ⅲ-3的基因型为aaXBXb,Ⅲ-4甲病的基因型为XbY,乙病相关的基因型为Aa的概率为2/17,后代患乙病的概率为2/17×1/2=1/17,患甲病的概率为1/2,所以二者再生一个孩子同时患两种病的概率为1/17×1/2=1/34,D错误。
三、知识拓展角度
高考遗传题的命题信息一定是有实验依据的。近年来,科学史上的许多重要实验,越来越多地出现在题目的背景中。了解一些实验的拓展知识,不仅能拓展自己的视野,增加知识的理解深度,也能在遇到相关题目的时候,更快更深入地理解题意,提高解题效率和准确度。
【例3】(2021·辽宁)雌性小鼠在胚胎发育至4—6天时,细胞中两条X染色体会有一條随机失活,经细胞分裂形成子细胞,子细胞中此条染色体仍是失活的。雄性小鼠不存在X染色体失活现象。现有两只转荧光蛋白基因的小鼠,甲为发红色荧光的雄鼠(基因型为XRY),乙为发绿色荧光的雌鼠(基因型为XGX)。甲乙杂交产生F1,F1雌雄个体随机交配,产生F2。若不发生突变,下列有关叙述正确的是( )
A. F1中发红色荧光的个体均为雌性
B. F1中同时发出红绿荧光的个体所占的比例为1/4
C. F1中只发红色荧光的个体,发光细胞在身体中分布情况相同
D. F2中只发一种荧光的个体出现的概率是11/16
【解析】这个题的信息实际上来自一种特殊的染色体:巴氏小体。巴氏小体指在哺乳动物体细胞核中,除一条X染色体外,其余的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体。1949年,加拿大学者巴尔(M.L.Barr)等发现雌猫的神经细胞间期核中有一个深染的小体而雄猫却没有。在人类中,男性细胞核中很少或根本没有巴氏小体,而女性则有1个。X染色体的失活是随机的,失活后的染色体基因不能表达,这就使具有XX染色体的雌性个体具有特殊的性状表现。
甲乙杂交产生的F1的基因型是XRX、XY、XRXG、XGY,F1随机交配,雌配子产生的种类及比例是XR∶XG∶X=2∶1∶1,雄配子产生的种类及比例为X∶XG∶Y=1∶1∶2。
由分析可知,F1中雄性个体的基因型是XGY和XY,不存在红色荧光,即F1中发红色荧光的个体均为雌性,A正确;F1的基因型及其比例为XRX∶XY∶XRXG∶XGY= 1∶1∶1∶1,则同时发出红绿荧光的个体(XRXG)所占的比例为1/4,B正确;F1中只发红光的个体的基因型是XRX,由于存在一条X染色体随机失活,则发光细胞在身体中分布情况不相同,C错误;F2中只发一种荧光的个体包括XRX、XRY、XGX、XGY、XGXG,所占的比例2/4×1/4+2/4×2/4+1/4×1/4+1/4×2/4+1/4×1/4+1/4×1/4=11/16,D正确。所以答案就是ABD。
遗传类题目是高分考生必须拿下的题型,是实现领先的关键。同学们在学习的时候,不要过于追求经典题目的套路,老的解法很可能无法应用于新的题目,深入理解基本原理、掌握解题方法、挖掘题目信息才是新高考的解题核心。