备课素材：原创高中生物学遗传题- 高中生物人教版必修2

高中生物学遗传题作为高考必考题之一的遗传题，富有逻辑性，能很好地检测学生的理解能力、推理能力及实验设计能力等。情境新颖、设计巧妙的原创遗传题不仅能提高考试的公平性，还能提高学生的探究兴趣，引导学生复习方式的转变。下面以几道原创遗传题为例，探讨如何命制遗传题。1.命题素材的获取素材是原创试题的起点和基础。挑选合适的素材加以科学地处理，可以将学生置于未知的新环境中，引导学生产生解决问题的强烈愿望。遗传题素材的来源一般有以下几个方面。1.1以经典遗传学实验为命题素材遗传的基本规律是遗传学的核心内容，遗传规律的发现均以设计精妙、推理严谨的原创性科学实验为基础，如孟德尔通过著名的豌豆杂交实验发现了分离和自由组合规律；摩尔根通过果蝇杂交实验，将基因定位在染色体上并发现了连锁交换规律；瑞典遗传学家尼尔森总结了小麦和燕麦籽粒颜色实验研究的结果，提出了数量性状遗传的多基因学说……这些经典的遗传学实验都是不可多得的命题素材。即使有些内容在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中不做要求，但作为试题信息也能考查学生主干知识的掌握和逻辑推理能力，如上海卷2014年第25题、2012年第26题等都是以数量性状遗传作为素材，实际考查的知识点是基因分离和自由组合规律。特别是果蝇作为遗传学研究的理想模式生物，人们对其做了大量的杂交实验,积累了丰富的实验数据。这些素材可以从发表的研究论文中获得，对于编制高中生物学遗传题非常适切。例1就是笔者根据一篇果蝇杂交实验论文原创的一道试题。例1（原创）果蝇的体色（灰身、黑身）和翅形（长翅、短翅）这两对性状分别由两对等位基因A/a和B/b控制。利用两对纯种果蝇进行了杂交实验,结果如表所示。（1）果蝇常用作遗传学材料的优点是易饲养、子代数目多、染色体数目少、有多对易于区分的相对性状等。（至少答两项）（2）果蝇的这两对性状中显性性状是：灰身、长翅，B/b基因位于X

染色体上。（3）让组合一中F1雌性个体相互交配，理论上F2中雌蝇有6种基因型，雄蝇中黑身短翅果蝇所占比例为1/8。1.2以人类单基因遗传病为命题素材许多遗传题以人类单基因遗传病为命题背景,题干多以遗传系谱图的形式呈现。这类题型灵活多变、综合性强，实为考查能力的好题型。题干中的素材可包含种类多样的遗传病，既有显性遗传,又有隐性遗传；既有常染色体遗传，又有伴性遗传。虽然文字信息给予的不多，但图中隐含大量信息，且不乏一些隐蔽条件，需要经过缜密的推理才能解答。白化病、人类红绿色盲、血友病等在平常的练习题中司空见惯，学生对此可能缺乏新鲜感。在编制遗传题时可以换成具有相同遗传方式但又不太常见的遗传病，试题的情境会增添一点新鲜感，如马方综合征（常染色体显性遗传病）、地中海贫血（常染色体隐性遗传病）、蚕豆病（伴X染色体隐性遗传病）。笔者从一篇关于患有马方综合征家庭的新闻报道中提取到命题素材，命制了例2。例2（原创）马方综合征（俗称“蜘蛛人症”）是一种单基因遗传病，患者主要表现为骨骼异常、肢体细长等。据报道，某地有一对兄弟都患有该病，他们的父亲、叔叔和奶奶均因此病而离世，家庭中其他主要亲属正常。请回答以下问题：（1）若要调查该病的发病率需在人群中随机取样，计算公式为：患病人数÷被调查总人数x100%。（2）请画出这个家庭的遗传系谱图（包括主要直系亲属）。（参考答案见下图）（3）经调查，母方亲属都不患病，则马方综合征最可能的遗传方式是常染色体显性遗传。（4）马方综合征的致病基因为FBN1基因，到目前为止已经发现了500多种不同该种基因,由此说明基因突变具有不定向性。已知FBN1基因经转录产生的成熟mRNA有9666个核苷酸，则合成只含一条肽链的原纤蛋白分子时需脱去水分子3220个（考虑终止密码）。（4）析结果表明，患者的突变蛋白分子不能'正常折叠，分子的整体结构不稳定，易被蛋白酶分解。由此说明FBN1基因控制性状的方式是基因通过控制蛋白质的结构直接控制性状。（5）此疾病是由单基因突变引起的，因此可用

基因检测

作产前诊断方法。而当疾病是由

多对基因突变引起的或是由异常基因和环境因素共同作用引起的时候，此方法就难以奏效。

1.3以跨章节知识为命题素材遗传题十分重视基础原理和规律的考查，试题情境常通过结合实际生产生活问题，对遗传学原理和规律等加以重新组合和迁移应用。因此，对高中《生物・必修2・遗传与进化》教材中学过的主要内容进行跨章节重组就成为原创遗传题的重要途径。例如，基因和染色体的关系包括伴性遗传；减数分裂是遗传规律的细胞学基础；遗传育种是遗传规律的具体应用；种群基因频率的改变与生物进化涉及遗传计算。这些知识内容间存在着紧密的逻辑联系，有着丰富的内涵，由此可以通过设置相关情境，命制试题来考查学生对基础主干知识掌握的程度，也可以训练和培养学生综合分析、解决问题的能力。以此为思路,笔者命制了例3。例3(原创)已知小鼠皮毛的颜色受一对位于常染色体上的A/a基因及一对未知位置的B/b基因控制，小鼠胚胎必需酶1或酶2才能完成发育。其色素物质的代谢途径如图：(1)由题意可归纳基因与性状的关系是基因与性状不是一一对应的。(2)利用同种小鼠的B细胞和骨髓瘤细胞制备的杂交瘤细胞中,最多含A基因8个。(3)推测B/b基因在染色体上的位置情况有如下图的情况。为了确定B/b基因在染色体上的位置，选用两只纯种的灰色雌鼠和白色雄鼠杂交，产生了足够多的子代。请预测结果及结论：1）.若F1中雌鼠全是黑色，雄鼠全是灰色，则能判断B/b基因在染色体上的位置如图Ⅲ；2）.若F1中雌雄鼠都为黑色，则需进一步将F1中雌雄个体相互交配得F2；若F2中

黑鼠:灰鼠：白鼠二9：3：3(或3：1：1)，则B/b基因在染色体上的位置如图Ⅰ；3）.若F2中黑鼠:灰鼠:白鼠=2：1：1

，则B/b基因在染色体上的位置如图Ⅱ。4).若实验结果符合图3Ⅲ，将F1中雌雄个体相互交配后，理论上F2中出现灰色雄鼠的概率为3/14

，F2种群中A基因频率为4/7。2.创设试题情境2.1对素材进行适当的改编依据合适的素材创设试题情境，是命制试题的核心环节。生物学的原始素材有时是比较复杂的,在命制试题时应该适当改编。因为试题只是考查学生对已知原理的理解和应用，或者是在理想状态下的模拟探究，并非真实的实践探究，只要所编的情境符合科学原理即可。处理改编后的素材应能与高中生物学学科的知识内容相联系，成为将考试内容与测量目标有机结合的良好载体。所以在创设遗传题的情境时应该控制呈现的信息量，删除冗余信息，用简明扼要的语言表述情境信息，并模糊化命题素材的原始来源。例如，例1所选的素材来自一篇大学遗传学实验论文，原作者研究了果蝇的多对性状遗传，采用一次杂交设计来完成验证多个遗传规律的方法,实验数据繁多。笔者选取了体色和翅形这两对相对性状的实验数据,并稍加修改,使得数据更符合典型的性状分离比。例2所选的素材来自一篇网络报道，介绍了一个亲人中有多人患有马方综合征的不幸家庭。经过改编，笔者提取了家庭中主要成员的信息，对该病的特点作了简单必要的说明，命制了一道需要将文字介绍转化成遗传图谱的考题。另外，为了使推导该病遗传方式的理由更充分，又添加了“母方亲属都不患病”的条件。经过多次改编后，试题更符合学生的认知水平和思维习惯。2.2增设特殊情境遗传题的常见类型是推断题，基本形式是根据一对相对性状的杂交实验结果，推测其他杂交实验的结果，通常考查两对及以上等位基因的遗传。其中包括多对基因控制多对性状，多对基因控制一对性状等情况。这些基因间的位置关系可以设定为连锁或分别位于非同源染色体上。为了增加试题的难度，提高试题情境的新颖性，还可以设置一些“陷阱”情境：出现减数分裂异常现象，产生了基因型(或染色体组成)特殊的后代，常染色体上基因控制的性状在表现型上受性别影响(从性遗传)；由于环境的影响导致表现型与某种基因型决定的表现型很相似的现象(表型模拟)；特殊基因型的配子不育或胚胎致死，等等。例3就设定了两对基因控制小鼠毛色这一对相对性状，同时又增设了“小鼠胚胎必需酶1或酶2才能完成发育”这样的隐含条件，即基因A和B还与胚胎发育有关。第(3)(4)小题又设置了A/a与B/b分别位于常染色体上和X染色体上的情境。整道题的情境经过设置后显得比较“特殊“；两对基因不仅控制了毛色这对相对性状，同时又影响了胚胎发育，这两对基因可能位于同一对常染色体上、两对常染色体上或者分别位于常染色体和X染色体上。2.3以多种方式呈现情境素材呈现情境素材的方式多种多样，除了使用基本的文字描述外，还可用图示、表格等形式呈现。生物学科考试大纲中就明确要求：“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容”。图示、表格和文字的结合使用能减少字数和阅读量，使情境呈现更为简练和形象，也能考查从特定情境材料中获取、处理信息的能力。例如，遗传题中常见的遗传系谱图能非常直观地展示各个家庭成员的关系及性状，具有形式简便、条件隐蔽、灵活多变的特点。还有些遗传题通过数据表、柱状图或坐标图的形式给出信息，是数学模型在生物学中很好地运用。例1以表格描述果蝇的正反交实验操作及呈现实验数据，减少题干及问题的字数，使得信息的展现变得更加集中、清晰，避免了文字的繁复。学生通过数据表格,很容易从中获取解题信息。例3通过图示展示了基因控制性状的方式，并通过必要的文字叙述“小鼠胚胎必需酶1或酶2才能完成发育”，让学生推理出基因与性状的数量关系不是一一对应的。例3还展示了基因在染色体上的位置关系图，学生一目了然，能很快获知基因A/a与B/b的位置关系，同样省去了文字的繁复描述。3.设置问题一般来说，问题的设计应简洁明晰，设问的顺序能顺应考生思维。遗传题的设问常会从遗传方式的判断、基因型的推断、概率的计算等方面进行。概率的计算在综合性试题中往往是最后一问，一般出现在遗传方式的判断、基因型的推断之后。如果仅从结果进行评价，那只需设问概率计算即可，但为了能很好地考查学生的思维能力，使试题具有良好的区分度，问题设计时应按照由易到难的梯度进行，环环相扣，形成一道完整有序的题目。例如，例3的设问从内