摘要：《考試大綱》中明確提出學生要具有“用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式準確描述生物學方面內容”的能力。教學過程中要針對這項能力要求進行適應性訓練。本文通過一道高考題的解法探究，提出了教學中應注意的問題。

 

關鍵詞：高考  解題技巧  教學啟示

 

2013年高考理綜試題（山東卷）生物科的第6題是選擇題的壓軸題，考查遺傳學分離定律的應用，涉及到基因頻率和基因型頻率的計算，信息量和計算量均較大，思考的空間也很大，會用掉考生較多的時間，對考生獲取信息能力、圖文轉換能力、綜合分析問題的能力要求較高。但仔細分析來看，依然是考查了最基本的知識點，掌握這一類題目的解題技巧，可以節(jié)約時間，下面就本題解題方法總結如下，供中學生物教師教學中參考。

 

題目：用基因型為Aa的小麥分別進行連續(xù)自交、隨機交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體、隨機交配并逐代淘汰隱性個體，根據各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖，下列分析錯誤的是

 

 

A．曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0．4

 

B．曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0．4

 

C．曲線Ⅳ的Fn中純合體的比例比上一代增加（1/2）n+1

 

D．曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等

 

該題為坐標曲線題，實際上是借助數學方法來分析生命現(xiàn)象，從而揭示其基本規(guī)律。解答本題要抓住坐標曲線的關鍵要素（坐標、關鍵點、線走勢），掌握正確的分析方法，就會化繁為簡，化難為易。

 

1．明確概念。

 

自交──指基因型相同的個體之間的交配。雜合體連續(xù)自交時，在無選擇因素的情況下，基因頻率不變，但后代的基因型頻率會發(fā)生改變，表現(xiàn)為純合子的概率不斷增大，雜合子的概率不斷減小。

 

隨機交配──指各種基因型的個體自由交配，個體之間交配機會均等。在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同、無選擇因素時，會遵循遺傳平衡定律，逐代保持基因頻率及基因型頻率不變。

 

2．識圖析圖。

 

關鍵是三看，即識標、明點、析線。

 

識標──理解坐標圖中縱、橫坐標的含義，找出縱、橫坐標的關系。本題橫坐標為交配代數，縱坐標為Aa基因型頻率，表示的是子代Aa基因型頻率隨著交配代數的增加而出現(xiàn)的變化情況。

 

明點──明確曲線中的關鍵點（起點、終點、轉折點、交叉點）所表示的生物學意義。本題涉及四種交配模式：“連續(xù)自交”“隨機交配”“連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體”“隨機交配并逐代淘汰隱性個體”。根據題意可以知道四條曲線的起點值均為1，這很重要。F1代中，曲線Ⅰ和Ⅳ的值均為0．5，說明交配后沒有淘汰隱性個體，與“連續(xù)自交”和“隨機交配”相符；而曲線Ⅱ和Ⅲ的值均高于0．5，說明交配后淘汰了隱性個體，與“連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體”和“隨機交配并逐代淘汰隱性個體”相符。但還不能確定其一一對應關系。

 

析線──觀察并分析曲線的走向、變化趨勢，理清各段曲線的變化趨勢及其含義。曲線Ⅰ自F1代后為一直線，表示Aa的基因型頻率不變，群體穩(wěn)定，應是處于遺傳平衡狀態(tài)，即“隨機交配”且無選擇因素，基因型頻率和基因頻率都不變化。曲線Ⅳ對應的值，符合y=（1/2）x函數曲線，即Aa連續(xù)自交后代中雜合體的頻率，所以曲線Ⅳ為“連續(xù)自交”時的曲線。不論是連續(xù)自交還是隨機交配，各子代見基因頻率均保持不變，所以D 項正確。自F1代后，曲線Ⅲ比曲線Ⅱ在每一代中下降的幅度大，結合曲線Ⅰ和Ⅳ的變化趨勢，可以知道曲線Ⅲ為“連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體”，而曲線Ⅱ為“隨機交配并逐代淘汰隱性個體”。

 

3．分析計算。

 

3．1連續(xù)自交與連續(xù)自交淘汰隱性個體Aa基因型頻率計算：（見下圖）

 

 

 

連續(xù)自交Fn代中Aa基因型頻率為（1/2）n，連續(xù)自交并淘汰隱性個體Fn代中Aa基因型頻率=Aa/（AA+Aa）=2/（2n+1）。則曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率=2/（22+1）=0．4，所以B項正確。曲線Ⅳ的Fn中純合體比例=1－Aa基因型頻率=[1－（1/2）n]，F(xiàn)n-1中純合體比例=[1－（1/2）n-1]，曲線Ⅳ的Fn中純合體的比例比上一代增加了[1－（1/2）n]－[1－（1/2）n-1]=（1/2）n，所以C項錯誤。

 

3．2隨機交配與隨機交配淘汰隱性個體Aa基因型頻率計算：

 

3．2．1隨機交配Aa基因型頻率計算

 

在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同、無選擇因素時，會遵循遺傳平衡定律，自F1代后逐代保持基因型頻率不變。

 

3．2．2隨機交配淘汰隱性個體Aa基因型頻率計算

 

方法一：用親本的基因型頻率計算子代的基因型頻率

 

第一步：根據親本基因型Aa，隨機交配一代，得到F1的基因型頻率AA=1/3，Aa =2/3。

 

第二步：根據F1的基因型頻率，得到F2：

 

  

 

得到F2的基因型4/9AA 和4/9Aa，Aa基因型頻率=1/2。

 

 第三步：根據F2的基因型4/9AA 和4/9Aa，得到F3：

  

 

得到F3的基因型36/81AA 和24/81Aa，Aa基因型頻率=2/5。

 

方法二：用基因頻率計算子代的基因型頻率

 

第一步：根據親本基因型Aa，統(tǒng)計基因頻率A為1/2，a為1/2，得到F1的基因型頻率。

 

 

 

 去除基因型為aa個體，得到F1的基因型1/3AA 和2/3Aa。

 

第二步：計算F1基因頻率A為2/3，a為1/3，得到F2的基因型頻率。

 

 

去除基因型為aa個體，得到F2的基因型4/9AA 和4/9Aa，Aa基因型頻率=1/2。

 

第三步：計算F2基因頻率A為3/4，a為1/4，得到F3的基因型頻率。

 

 

去除基因型為aa個體，得到F3的基因型9/16AA 和6/16Aa，Aa基因型頻率=2/5。

 

方法三：根據遺傳平衡定律計算

 

如果一個種群符合下列條件：①種群是極大的；②種群個體間交配是隨機的；③沒有突變產生；④種群之間不存在個體的遷移或基因交流；⑤沒有自然選擇。那么，這個種群的基因頻率（包括基因型頻率）就可以一代代保持平衡，這就是哈代—溫伯格定律，也稱遺傳平衡定律。公式可以表示為（p+q）2=p2+2pq+q2。其中p為顯性基因頻率，q為隱性基因頻率。

 

第一步：根據親本基因型Aa，A的基因頻率p為1/2，a的基因頻率q為1/2。

 

第二步：AA基因型頻率為p2=1/4，Aa基因型頻率為2pq=2×1/2×1/2=2/4，淘汰aa個體，統(tǒng)計F1基因頻率A為2/3，a為1/3。

 

第三步：AA基因型頻率為p2=4/9，Aa基因型頻率為2pq=2×2/3×1/3=4/9，淘汰aa個體，統(tǒng)計F2基因頻率A為3/4，a為1/4。

 

第四步：AA基因型頻率為p2=9/16，Aa基因型頻率為2pq=2×3/4×1/4=6/16，淘汰aa個體，統(tǒng)計F3基因頻率A為4/5，a為1/5。

 

第五步：AA基因型頻率為p2=16/25，Aa基因型頻率為2pq=2×4/5×1/5=8/25，淘汰aa個體，統(tǒng)計F4基因頻率A為5/6，a為1/6。

 

以此類推，當趨向于Fn時，A基因頻率為（n+1）/（n+2），a基因頻率為1/（n+2）。

 

本題F3中Aa基因型頻率可用F2基因頻率A=（2+1）/（2+2）=3/4，a=1/（2+2）=1/4來計算，獲得AA基因型頻率為p2=9/16，Aa基因型頻率為2pq=2×3/4×1/4=6/16，淘汰aa個體，則F3中Aa基因型頻率=（6/16）/[（9/16）+（6/16）]=2/5。

 

教學啟示：

 

生物學作為科學的重要分支學科，嚴密性與定量化是其重要特征�！度珖�高考考試大綱》中也明確提出學生要具有“用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式準確描述生物學方面內容”的能力。

 

縱觀近幾年來高考試題中的出現(xiàn)的圖表題，有的來源于教材，有的是在總結規(guī)律過程中形成的圖表，這就要求我們既要重視教材中圖表的理解，又要有所拓展。教學中要設立圖表專題，一是將教材中分散的圖表集中起來，結合拓展的知識形成體系，更好的把圖表題的解題技巧與教材內容進行有機整合。二是進行識圖、析圖和用圖的針對性訓練。識圖是基礎，析圖是關鍵，用圖是目的。教學中要把生物學問題巧妙而合理地設置成圖像題，使學生通過剖析圖像，運用圖中曲線特征、規(guī)律來解決實際問題，達到培養(yǎng)學生能力的目的。

 

在高中生物教材中許多知識都可以量化，涉及到一些計算，解題方式的數學化越來越明顯。因此，教學中要設立計算專題，將“生命基礎的有關計算”“生物代謝的相關計算，生物的生長、發(fā)育、繁殖的相關計算”“生物的遺傳、變異、進化相關計算”等知識整合起來，理順這些知識中數量關系，并且注重規(guī)律的總結，這不僅有利于學生對有關知識的理解和掌握，同時還能培養(yǎng)學生運用數學知識解決生物學問題的綜合能力。

 

參考文獻：

 

1．《2013年全國高考考試大綱（理科綜合）》

 

2．《2013年普通高等學校招生統(tǒng)一考試（山東卷）理科綜合》

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaozhong/178162.html

相關閱讀：生物必修3實驗：土壤中動物類群豐富度的研究