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【摘要】由一道高考题中考查的知识点引出基因控制生物性状,分析性状的表现与那一个媒介相关,正交与反交的结果是否一样,从而得出应根据不同的媒介来正确分析正反交结果。基于此,本文对由一道高考题引发出的思考作了系列探讨。
【关键词】高考题;性状表现;正交;反交;媒介
遗传与变异是高中生物教材甚为重要的章节,从近几年的高考题中我们可以看出。因其与生产、生活实践中的许多问题密切相关,是命制大型综合题的素材,也是今后高考命题的热点和焦点所在,所以根据本章知识点所命制的题目不落俗套,年年翻新。下面有一道高考题:
(03 广东高考.15)豌豆灰色种皮(G)对白色种皮(g)为显性,黄色子叶(Y)对绿子色叶(y)为显性。每一对性状的杂合体(F1)自交后代(F2)均表现为3:1的性状分离比。请问:以上种皮的分离比和子叶颜色的分离比分别来自哪代植株群体所结的种子的统计。
A.F1植株和F2植株
B.F2植株和F2植株
C.F1植株和F2植株
D.F2植株和F1植株
此题意在综合考查分离规律和植物的个体发育,但此题难度系数较大,难度系数为0.15。我们知道,种皮为珠被是由发育来的,由此推知其表现型由其植株基因型来决定;子叶为受精卵经过有丝分裂发育来的,由此推知其表现型由雌、雄配子随机结合的最终结果由基因决定。在本题中,豌豆F1植株的基因型应该是G g(种皮)Y y(子叶),因此自交后产生的籽粒,种皮颜色全部都是灰色(G g),子叶颜色则表现黄与绿的分分离比3:1(YY.2 Y y. y y)。对种皮这一性状来说,须将F1植株上面所结的这许多灰色种皮种子播种,就长成F2植株群体,我们才能在不同植株之间看到呈现出不同的颜色,看到灰色种皮和白色种皮在植株群体中的分离比例就是3:1。但是相对于子叶来说,颜色的性状分离在F1植株上就可表现出来。所以正确的选项是D。
纵观这道高考题,仅从考查的知识的深度,不算大,但从题目反馈出来的信息;学生的实验实际操作能力及严密的科学推理能力,的确令人忧虑。主要原因有三:一是此实验所需的时间较长;二是此实验受环境因素干扰较大,难于控制;三是教材对这些问题并没有多加说明,使考生不知所措,难度大也就不足为奇了。下面我们来看教材是怎么说的:“孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交,无论是正交还是反交,结出的种子(F1)都是黄色圆粒的”这句话详见于人教版普高生物第二册2003年第一版第31页及人教版普高生物第二册2004年5月第一版第9页。
结合上面高考题的解析,深入地思考一下,觉得这一句话有问题,其主要表现在以下三个方面:(1)无论正交还是反交,结出的种子(F1)真的都是黄色圆粒吗?结果并非如此,正交的结果,结出的种子(F1)是黄色圆粒,反交的结果,结出的种子应该是绿色皱粒。(2)这句话中黄色指的是粒色,那么种皮的颜色,还是子叶的颜色呢?不甚明确。教材中把子叶的颜色规定是黄色对绿色为显性,种皮颜色是灰色对白色为显性。如果把子叶的黄色定为粒色的话,那么种皮是透明的了,这不可能。所以姑且把黄色当做种皮的颜色,种皮为珠被所发育,其表现型黄色由植株的基因型决定。可这黄色种皮又跟教材中种皮的灰色相矛盾,这些问题把我们都弄糊涂了。(3)后代性状表现的媒介不明确。孟德尔的这七对相对性状中,用纯种具显性性状的植株与纯种具隐性性状个体杂交,在杂种F1代中,有的性状在种子(种子媒介)上就可观察到,如种子中子叶的颜色。而有的性状就必须在由种子经播种而长成的植株(植株媒介)才能观察到。如种子形状、种皮颜色、豆荚形状、豆荚颜色、花的位置、茎的高度。为了区分这七对相对性状在不同媒介上的表现,现列表如下。
七对相对性状杂交实验在后代媒介上的表现
注:F1種子指在亲代母本上所结的种子,F1植株是指把F1种子种下去所生长起来的植株,F2种子指在F1植株自交所结的种子。依此类推。
我们可以从两个媒介去讨论:第一,种子媒介,从上面表格中可看出这七对相对性状中,无论正交反交F1种子只表现一种性状的只有子叶颜色这一相对性状,全为黄子叶。而花的位置、茎的高度则在F1植株上才能分别表现出全腋生、全高茎的显性性状,其他四种相对性状则未在F1种子表现出相同的性状。如种子的形状,正交在母本上结出圆粒的F1种子,反交则在母本上结出皱粒的F1种子。其他三种相对性状跟种子的形状的性状表现相似,这是因为珠被发育成种皮,子房壁发育成果皮,这些性状跟母本的基因型有直接关系。要观察到F1代全部表现出亲本性状(显性),则需要F1植株所结出的种子即F2种子。杂种F1代自交得F2种子,其性状分离比为3:1,能从F2种子中观察到3:1的性状分离比的只有子叶颜色这一相对性状。而花的位置、茎的高度则在F2植株上才能观察到这个3:1的性状分离比。第二,植株媒介方面,其他的四对相对性状的3:1的分离比,只有在F2植株上所结出的F3种子上才能观察出来,因为不同的F2植株具有不同的基因型。如种皮颜色这一相对性状,用G表示灰色显性基因,g来表示白色隐性基因,则F1植株的基因型为Gg。F1植株自交在其上所结的F2种子全为灰种皮,要观察其性状分离,需把F2种子种下去,由于F2种子具有三种基因型:GG、G g、g g,它们的比例理论上应是:GG:G g:g g=1:2:1。但我们要观察的是性状分离比,需让F2植株结出的F3种子,F3种子的种皮就是我们所要统计的材料,具有GG、G g基因型的F2植株结出的种子种皮都为灰色,具有g g基因型的F2植株结出的种子种皮都为白色。所以我们在分析这七对相对性状的时候,必须对子代中的不同媒介进行分析统计才符合其严密性,不能用一刀切的方法。
综上所述,对于这七对相对性状在F1代中的性状表现及其自交出现的性状分离比,在教材中的那句话就值得我们推敲,或者教材应给予适当的说明,只有这样才能保证教材做为教科书所具备的严密性,不致于把学生都弄糊涂了。因此,我们要明确尊重教材的基础上,却不能拘泥于教材,要善于挖掘教材中所隐含的内涵和外延,寻求解决问题的途径和方法,让学生的思路更加清晰,此外,要关注高考题目与教材中有关知识的联系。以上是我本人一些粗浅的看法,藉以此文跟各位同行共享,不足的地方望指正。
参考文献:
[1]郭德栋.遗传学[M].东北师范大学出版社,1991.
[2]李晓利.一道生物高考试题的解析及思考[J].考试周刊,2016.
【关键词】高考题;性状表现;正交;反交;媒介
遗传与变异是高中生物教材甚为重要的章节,从近几年的高考题中我们可以看出。因其与生产、生活实践中的许多问题密切相关,是命制大型综合题的素材,也是今后高考命题的热点和焦点所在,所以根据本章知识点所命制的题目不落俗套,年年翻新。下面有一道高考题:
(03 广东高考.15)豌豆灰色种皮(G)对白色种皮(g)为显性,黄色子叶(Y)对绿子色叶(y)为显性。每一对性状的杂合体(F1)自交后代(F2)均表现为3:1的性状分离比。请问:以上种皮的分离比和子叶颜色的分离比分别来自哪代植株群体所结的种子的统计。
A.F1植株和F2植株
B.F2植株和F2植株
C.F1植株和F2植株
D.F2植株和F1植株
此题意在综合考查分离规律和植物的个体发育,但此题难度系数较大,难度系数为0.15。我们知道,种皮为珠被是由发育来的,由此推知其表现型由其植株基因型来决定;子叶为受精卵经过有丝分裂发育来的,由此推知其表现型由雌、雄配子随机结合的最终结果由基因决定。在本题中,豌豆F1植株的基因型应该是G g(种皮)Y y(子叶),因此自交后产生的籽粒,种皮颜色全部都是灰色(G g),子叶颜色则表现黄与绿的分分离比3:1(YY.2 Y y. y y)。对种皮这一性状来说,须将F1植株上面所结的这许多灰色种皮种子播种,就长成F2植株群体,我们才能在不同植株之间看到呈现出不同的颜色,看到灰色种皮和白色种皮在植株群体中的分离比例就是3:1。但是相对于子叶来说,颜色的性状分离在F1植株上就可表现出来。所以正确的选项是D。
纵观这道高考题,仅从考查的知识的深度,不算大,但从题目反馈出来的信息;学生的实验实际操作能力及严密的科学推理能力,的确令人忧虑。主要原因有三:一是此实验所需的时间较长;二是此实验受环境因素干扰较大,难于控制;三是教材对这些问题并没有多加说明,使考生不知所措,难度大也就不足为奇了。下面我们来看教材是怎么说的:“孟德尔用纯种黄色圆粒豌豆和纯种绿色皱粒豌豆作亲本进行杂交,无论是正交还是反交,结出的种子(F1)都是黄色圆粒的”这句话详见于人教版普高生物第二册2003年第一版第31页及人教版普高生物第二册2004年5月第一版第9页。
结合上面高考题的解析,深入地思考一下,觉得这一句话有问题,其主要表现在以下三个方面:(1)无论正交还是反交,结出的种子(F1)真的都是黄色圆粒吗?结果并非如此,正交的结果,结出的种子(F1)是黄色圆粒,反交的结果,结出的种子应该是绿色皱粒。(2)这句话中黄色指的是粒色,那么种皮的颜色,还是子叶的颜色呢?不甚明确。教材中把子叶的颜色规定是黄色对绿色为显性,种皮颜色是灰色对白色为显性。如果把子叶的黄色定为粒色的话,那么种皮是透明的了,这不可能。所以姑且把黄色当做种皮的颜色,种皮为珠被所发育,其表现型黄色由植株的基因型决定。可这黄色种皮又跟教材中种皮的灰色相矛盾,这些问题把我们都弄糊涂了。(3)后代性状表现的媒介不明确。孟德尔的这七对相对性状中,用纯种具显性性状的植株与纯种具隐性性状个体杂交,在杂种F1代中,有的性状在种子(种子媒介)上就可观察到,如种子中子叶的颜色。而有的性状就必须在由种子经播种而长成的植株(植株媒介)才能观察到。如种子形状、种皮颜色、豆荚形状、豆荚颜色、花的位置、茎的高度。为了区分这七对相对性状在不同媒介上的表现,现列表如下。
七对相对性状杂交实验在后代媒介上的表现
注:F1種子指在亲代母本上所结的种子,F1植株是指把F1种子种下去所生长起来的植株,F2种子指在F1植株自交所结的种子。依此类推。
我们可以从两个媒介去讨论:第一,种子媒介,从上面表格中可看出这七对相对性状中,无论正交反交F1种子只表现一种性状的只有子叶颜色这一相对性状,全为黄子叶。而花的位置、茎的高度则在F1植株上才能分别表现出全腋生、全高茎的显性性状,其他四种相对性状则未在F1种子表现出相同的性状。如种子的形状,正交在母本上结出圆粒的F1种子,反交则在母本上结出皱粒的F1种子。其他三种相对性状跟种子的形状的性状表现相似,这是因为珠被发育成种皮,子房壁发育成果皮,这些性状跟母本的基因型有直接关系。要观察到F1代全部表现出亲本性状(显性),则需要F1植株所结出的种子即F2种子。杂种F1代自交得F2种子,其性状分离比为3:1,能从F2种子中观察到3:1的性状分离比的只有子叶颜色这一相对性状。而花的位置、茎的高度则在F2植株上才能观察到这个3:1的性状分离比。第二,植株媒介方面,其他的四对相对性状的3:1的分离比,只有在F2植株上所结出的F3种子上才能观察出来,因为不同的F2植株具有不同的基因型。如种皮颜色这一相对性状,用G表示灰色显性基因,g来表示白色隐性基因,则F1植株的基因型为Gg。F1植株自交在其上所结的F2种子全为灰种皮,要观察其性状分离,需把F2种子种下去,由于F2种子具有三种基因型:GG、G g、g g,它们的比例理论上应是:GG:G g:g g=1:2:1。但我们要观察的是性状分离比,需让F2植株结出的F3种子,F3种子的种皮就是我们所要统计的材料,具有GG、G g基因型的F2植株结出的种子种皮都为灰色,具有g g基因型的F2植株结出的种子种皮都为白色。所以我们在分析这七对相对性状的时候,必须对子代中的不同媒介进行分析统计才符合其严密性,不能用一刀切的方法。
综上所述,对于这七对相对性状在F1代中的性状表现及其自交出现的性状分离比,在教材中的那句话就值得我们推敲,或者教材应给予适当的说明,只有这样才能保证教材做为教科书所具备的严密性,不致于把学生都弄糊涂了。因此,我们要明确尊重教材的基础上,却不能拘泥于教材,要善于挖掘教材中所隐含的内涵和外延,寻求解决问题的途径和方法,让学生的思路更加清晰,此外,要关注高考题目与教材中有关知识的联系。以上是我本人一些粗浅的看法,藉以此文跟各位同行共享,不足的地方望指正。
参考文献:
[1]郭德栋.遗传学[M].东北师范大学出版社,1991.
[2]李晓利.一道生物高考试题的解析及思考[J].考试周刊,2016.