巧用“一題多問”策略判斷顯隱性狀

安徽

判斷一對相對性狀中的顯隱性狀既是遺傳規律的教學重點，也是歷年生物高考遺傳部分的重要考點，同時也是很多學生的易錯點。此部分內容常結合分離定律、伴性遺傳與基因位置判斷等知識進行命題，著重考查學生的理解能力、獲取信息能力、實驗分析與設計能力及綜合運用知識解決問題等能力。試題中常通過分析實驗結果或讓學生自己設計實驗等形式判斷顯隱性狀，部分學生因未能掌握判斷顯隱性狀的思路和技巧而出現錯誤。為讓學生掌握解決此類問題的方法與技巧，筆者在教學中巧用“一題多問”策略，喜獲良好教學效果。

一、聯系伴性遺傳判斷顯隱性狀

【試題1】果蠅的灰身和黑身由一對等位基因（A、a）控制，現讓一只灰身雌果蠅與一只黑身雄果蠅進行雜交，當子代果蠅出現如下不同結果時，請判斷果蠅灰身與黑身的顯隱性關系：

（1）若子代雌果蠅與雄果蠅均為灰身；

（2）若子代雌果蠅均為黑身，雄果蠅均為灰身；

（3）若子代雌果蠅均為灰身，雄果蠅均為黑身；

（4）若子代果蠅中，灰身雌果蠅∶黑身雌果蠅∶灰身雄果蠅∶黑身雄果蠅= 1∶1∶1∶1。

筆者以繁殖速度快、子代多的果蠅為實驗材料，分析一對果蠅雜交子代的體色情況，并結合伴性遺傳等內容，讓學生通過分析不同實驗結果判斷灰身與黑身的顯隱性關系，進而總結出判斷顯隱性狀的方法與思路。針對第（1）種實驗結果，學生很快判斷出灰身為顯性性狀，此時筆者讓學生講出判斷理由，旨在讓學生明確子代果蠅較多，能充分反映出親本雌雄果蠅產生的所有配子種類，并讓學生理解到親本灰身雌果蠅為顯性純合子，黑身雄果蠅為隱性純合子。此時教師可引導學生把雜交法（課本定義法）判斷顯隱性狀的條件梳理出來，讓學生明確兩個親本需為具有相對性狀的純合子，然后雜交，通過觀察子一代的表現型進而判斷顯隱性狀。

針對第（2）種實驗結果，學生觀察出子代體色與性別發生完全關聯，且親本雌果蠅與子代雄果蠅體色相同，親本雄果蠅與子代雌果蠅體色相同。此時學生指出體色基因應位于X染色體上，并根據所學的伴性遺傳知識指出親本灰身雌果蠅基因型為XaXa，親本黑身雄果蠅基因型為XAY，這時學生若有所悟，此種情況下果蠅黑身為顯性性狀且相關基因為伴X染色體遺傳時才可能出現題中的實驗結果。針對第（3）種實驗結果，學生觀察出子代體色與性別發生完全關聯，但這種關聯又與第（2）種實驗結果不同，很多學生陷入迷惑與沉思，這時教師適當引導學生回憶X染色體與Y染色體的三種區段特點，這時部分學生想到體色基因可以位于X染色體與Y染色體的同源區段，并很快講出了親本灰身雌果蠅基因型為XaXa，親本黑身雄果蠅基因型為XaYA，經過一番思考后學生領悟到這種情況下果蠅的黑身依然是顯性性狀。通過設計（2）（3）問題，可讓學生聯系伴性遺傳中特定的雜交組合進而確定顯隱性關系，拓寬了學生的認知視野。

本題中第（1）（2）（3）問均能確定果蠅體色顯隱性關系，第（4）問筆者特意設計了一個難以確定顯隱性狀的情況，以鍛煉學生多方面思考問題和辨證推理能力，并讓學生繼續設計新的實驗方案進行探討。通過教師引導和學生思考后，學生認識到第（4）種情況下果蠅體色顯隱性狀及基因的染色體位置存在三種情況，第一種是灰身為顯性性狀且基因位于常染色體上；第二種是黑身為顯性性狀且基因位于常染色體上；第三種是灰身為顯性性狀且基因位于X染色體上。既然存在三種情況即表明通過第（4）問的實驗結果難以確定果蠅體色的顯隱性關系，在學生渴望的眼神和迷茫的表情下，教師因勢利導提出進一步的研究方案，“若以第（4）問的子代為實驗材料，如何繼續判斷果蠅體色的顯隱性狀?！苯涍^短暫思考后，部分學生提出用子代中多對灰身果蠅（或多對黑身果蠅）相互交配，觀察所產子代果蠅體色，并準確地講出了兩種不同實驗結果及對應的結論。學生在分析問題中不斷思考與推理、出錯與困惑，并最終找到了解決問題的思路與方案，這種思維的成果定會記憶更深、回味更久、理解更充分。

二、結合遺傳平衡判斷顯隱性狀

【試題2】遺傳學上的平衡種群是指在理想狀態下，基因頻率和基因型頻率都不再改變的大種群。在自由放養并處在遺傳平衡的馬群中，馬的毛色有栗色和白色兩種，由位于常染色體上的一對等位基因（B、b）控制。正常情況下，每匹母馬一次只生產一匹小馬。在不考慮基因突變情況下，分析下列不同實驗結果中馬毛色的顯隱性情況：

（1）若選擇1對栗色馬個體交配，所生一匹小馬表現為白色；

（2）若選擇1對栗色馬個體交配，所生一匹小馬表現為栗色；

（3）若選擇一匹栗色公馬與一匹白色母馬交配，所生一匹小馬為栗色；

（4）若隨機選出一匹栗色公馬和六匹白色母馬分別交配，所生六匹小馬中有三匹栗色和三匹白色；

（5）若選擇多對栗色公馬與栗色母馬交配一代，若子代小馬全部為栗色馬；

（6）若選擇多對栗色馬與白色馬雜交，若子代白色小馬明顯多于栗色小馬；

（7）假設此馬群中栗色與白色基因頻率不等，則自由放養的馬群隨機交配一代，若子代栗色小馬明顯多于白色小馬；

（8）假設此馬群中栗色與白色基因頻率相等，則自由放養的馬群隨機交配一代，若子代栗色小馬明顯多于白色小馬。

筆者以馬這種一胎一駒的哺乳動物為背景，融入遺傳平衡的運用，采用一題八問的策略，呈現“一匹與一匹雜交”“一匹分別與多匹雜交”“多對同性狀馬匹雜交”和“馬群自由交配”等不同交配方式的結果，讓學生從不同角度判斷馬毛色的顯隱性狀中的“確定”與“不確定”。針對判斷中的“不確定”情況，筆者引導學生深入分析原因，理出不能準確判斷顯隱性狀的因素，讓學生做到“知其然并知其所以然”。

對于第（1）種實驗情景，學生很快判斷出栗色馬為顯性性狀，此時教師需引導學生總結利用自交法判斷顯隱性狀的思路，當雙親表現為相同性狀時雜交后代出現了性狀分離（或者子代中出現了親本中沒有的新性狀），則親本必然為雜合子，即親本的性狀為顯性性狀。通過這個實驗情景讓學生掌握“無中生有為隱性”的判斷技巧，并強調這種判斷方法在考試中的實用價值。針對第（2）種實驗情景，學生看出是相同毛色的一匹公馬與一匹母馬交配的結果，但難以確定顯隱性狀，原因是子代只有一匹馬駒，數量過少而容易引起偶然誤差。這時筆者引導學生分析這種情況下兩匹栗色親本馬的基因型，學生提出了栗色親本可均為bb，或BB，或一匹為BB而另一匹為Bb，或兩匹均為Bb。多種假設均能滿足實驗結果，讓學生體會到這種情況下不能確定馬毛色的顯隱性關系。深入分析第（2）種情況后，由于不知雙親中的顯性性狀是純合子還是雜合子，學生很快判斷出第（3）種情況下也不能確定顯隱性關系，并對親本中栗色為顯性性狀或親本中白色為顯性性狀進行了合理分析，學生在解題中思考，解題中類比，解題中總結，逐步對于一對親本雜交產生不同子代的情況有了較理性的認識與判斷。

第（4）種實驗情景是一匹栗色公馬與六匹白色母馬交配并產生六匹小馬，初步分析后有些同學認為栗色是顯性性狀，另一些同學則認為白色為顯性性狀。這時筆者給出一些提示：確定某種性狀為顯性性狀時，這種結論對于實驗結果的支持應具有唯一性和排他性；若結論對于實驗結果的支持不具有唯一性和排他性，則意味著不能確定顯隱性狀。經過提示后，學生領悟到根據此實驗結果是不能確定顯隱性狀的，此時筆者再向學生分析具體機理：①假設栗色為顯性，則公馬的基因型為Bb，6匹母馬的基因型都為bb，每個交配組合的后代或為栗色或為白色，概率各占1/2。6個組合后代總計會出現3匹栗色小馬，3匹白色小馬；②假設白色為顯性，則公馬的基因型為bb，6匹母馬可能有兩種基因型，即BB和Bb。BB的后代均為白色。Bb的后代或為栗色或為白色，概率各占1/2，由于配子的隨機結合及后代數量少，實際分離比例可能偏離1/2。所以，只要母馬中具有Bb基因型的匹數大于或等于3匹，那么6個組合后代合計也會出現3匹栗色小馬，3匹白色小馬這一結果。利用此實驗情景，不僅培養了學生的批判性思維，更要讓學生學會運用生物學原理解釋生物學現象，同時也要學生體驗到小樣本中數學概率具有偏差現象。

第（5）種與第（6）種實驗情景均是分析多對馬匹雜交后子代的結果，這里讓學生明確到“多對”的含義是可以避免數據過少引起的偶然誤差，多對雜交組合中應可以出現理論上需要的各種可能性。教學中教師先讓學生回答出馬群中與毛色有關的基因型，學生很快講出有BB、Bb和bb三種，然后學生體會到第（5）種情景中馬栗色應為隱性性狀，只有栗色為隱性性狀時，才會出現多對栗色馬雜交其后代只有栗色小馬。對于第（6）種實驗結果，學生很快提出白色為顯性性狀，并給出了合理解釋：多對白色馬與栗色馬雜交，涉及基因型組合有BB×bb和Bb×bb，其中BB×bb產生的小馬均為顯性性狀，而Bb×bb產生的小馬中理論上一半為顯性性狀一半為隱性性狀，結合兩種雜交組合所產生的全部子代，子代中數量明顯多的應為顯性性狀，而數量較少的應為隱性性狀。通過對這兩個實驗情景的分析，學生體會到利用“多對雜交組合”在判斷顯隱性關系中的實際運用，并理解此種方法在避免偶然誤差中的價值。

第（7）種和第（8）種兩個實驗情景均涉及遺傳平衡中由基因頻率計算基因型頻率的問題，不同的是第（7）種中強調馬群中栗色與白色基因頻率不等，而第（8）種中強調馬群中栗色與白色基因頻率相等。通過分析第（7）種的條件，學生認識到子代中雖然栗色小馬明顯多于白色小馬，但由于不清楚顯隱性狀對應基因頻率的大小關系，故子代中數量多的可能為顯性性狀也可能為隱性性狀。分析第（7）種后，學生較快得出第（8）種的結論，確定栗色馬為顯性性狀，原因是馬群中栗色基因頻率和白色基因頻率均為0.5，聯系遺傳平衡的特點，則自由交配后的子一代中隱性性狀出現頻率為0.25，而顯性性狀出現頻率為0.75，則第（8）種中數量明顯多的性狀的應是顯性性狀。分析完第（7）（8）種后，學生不僅理解了遺傳平衡中基因頻率與判斷顯隱性狀的關系，重要的是能不斷培養學生運用信息進行解題的能力。

三、梳理總結判斷顯隱性性狀中的“確定”和“不確定”

教學中筆者以果蠅和馬為背景，分別設計了多種問題情景讓學生判斷顯隱性狀，旨在開闊學生視野和提升學生解決此類問題的能力。教學中教師既要把知識網撒開，同時也要提綱挈領地讓學生總結出判斷顯隱性狀的規律：傳統雜交法和自交法在判斷顯隱性狀方面的應用；雜交子代出現性狀與性別關聯時能確定顯隱性狀；遺傳平衡種群中多對相同性狀的個體交配而后根據子代性狀分離情況也能確定顯隱性狀。對于在一些試題情景中不能確定顯隱性狀的原因需讓學生清楚，并要求學生能再設計新的合理實驗方案解決問題。教學中利用“一題多問”策略，融合解決此類問題試題的多種思路和想法，可讓學生思維“螺旋式”上升，并且課堂教學也顯得緊湊化和系統化。