例析基于創造性思維培養的遺傳題解題方法與技巧

廖樂祥

(安徽省望江中學 安慶 246200)

“科學思維”是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。解題是培養學生科學思維習慣的有效途徑，教師在教學過程中有意識地引導、啟發學生一題兩解，根據具體問題尋找一個巧妙、快捷解決問題的辦法，領悟不同解題方法的特點與優劣，拓展思路，提升分析問題與解決問題的能力，激發學習興趣和求知欲、探究欲。

1 一題兩解典例及解題方法與技巧

1.1 化復雜為簡單法 果蠅是遺傳學家常用的實驗材料。下表是有關果蠅的一些性狀表現及其基因型，結合所學知識回答下列問題(節選)：

表現型紅眼朱砂眼白眼基因型 XN XNYM XnXnM XnYmmXnXnmmXnY

一只紅眼雌蠅(MmXNXn)與一只朱砂眼雄蠅(MmXnY)雜交，子代雌蠅中雜合子所占的比例為。

[解法一]子代雌蠅中雜合子所占的比例為： 1/2×1/2+1/2×1/2+1/2×1/2=3/4。

[解法二]子代雌蠅中雜合子所占的比例為： 1-1/2×1/2=3/4。

策略小結： 針對兩對等位基因的遺傳，雜合子情形較多，相對復雜。很顯然，解法二要簡潔，不易出錯。為此，教師可告訴學生們一個技巧： 遇到復雜的問題，應想到減法。例如： 一個正常的女人與一個并指的(Bb)的男人結婚(這兩對位于常染色體上的等位基因獨立遺傳)，他們生了一個白化病且手指正常的孩子，再生一個孩子患病的概率是；此題中患病的概率=1-正常的概率=1-1/2×3/4=5/8。再如： 遺傳因子組成為ddEeFF和DdEeff的兩種豌豆雜交，在3對遺傳因子各自獨立遺傳的條件下，其子代性狀表現不同于兩個親本的個體占全部子代的；此題中子代性狀表現不同于兩個親本的個體占全部子代的比例為1-1/2×3/4×1-0=5/8。

1.2 分解、組合法 在香豌豆中，當C、 R兩個顯性基因都存在時，花呈紅色。一株紅花香豌豆與基因型為ccRr的植株雜交，子代中有3/8開紅花，則該紅花香豌豆的基因型為。

[解法一]根據題意，該紅花香豌豆的基因型為CR，即可能存在的基因型有： CCRR、 CCRr、 CcRR以及CcRr 4種情形，然后分別去計算這4種基因型的植株與基因型為ccRr的植株雜交子代中紅花的比例，從而得出正確的答案。

[解法二]從題干中“子代中有3/8開紅花(CR)”入手分析，3/8=1/2×3/4，這樣可直接得出該紅花香豌豆的基因型為CcRr。

策略小結： 解法二運用了“分解、組合”的技巧，使復雜問題簡單化。此方法常用于某個比例的分析，其基本思路是： 將多對等位基因的自由組合分解為若干分離定律分別分析，再運用乘法原理進行組合。例如： 有一種名貴的蘭花，花色有紅色、藍色兩種，其遺傳符合孟德爾的遺傳規律(假定受三對等位基因控制)?，F將純種紅花和藍花進行雜交，F1均為紅花，F1自交，F2紅花與藍花比例為27∶37，若F1測交，則其子代表現型及比例為。解答此題時要注意到F2紅花所占的比例為27/64=3/4×3/4×3/4，從而得出F2紅花的基因型為AaBbCc，進一步分析可知F1測交所得子代表現型及比例為紅色∶藍色=1∶7。

1.3 按所占分數計算法 已知某水稻品種中，高稈(A)與矮稈(a)由一對等位基因控制，抗稻瘟病(B)與易感稻瘟病(b)由另一對等位基因控制，兩對等位基因獨立遺傳。某人用高稈抗稻瘟病和矮稈抗稻瘟病的水稻進行雜交，發現子代的表現型及比例如圖所示。若將子代中的高稈抗稻瘟病水稻自交，理論上講后代中的表現型及比例是。

完成了系統的軟硬件設計后，選取一個蔬菜溫室大棚進行了實際安裝與測試，對該系統的軟件和硬件進行了測試，硬件測試是測試物聯網智能節點和底層模塊是否能夠正常工作，軟件測試是測試該系統是否能實現遠程監測和自動控制。經測試，檢測終端將數據傳往云服務器大約在1s左右，該系統穩定可靠，準確性高，將無線自組織網絡和NB-IOT網絡連接成功后，進行現場數據采集并遠程傳輸，并自動控制設備使大棚環境處于最佳狀態，NBIOT網絡連接測試和監控軟件運行界面如圖7和圖8所示。

[解法一]從子代的表現型及比例可以得出： 親本高桿抗稻瘟病水稻的基因型為AaBb，矮稈抗稻瘟病水稻的基因型為aaBb，故子代中的高稈抗稻瘟病水稻為1AaBB與2AaBb。它們自交所得后代可簡單表示為1(3高稈抗稻瘟病+1矮稈抗稻瘟病)與2(9高稈抗稻瘟病+3矮稈抗稻瘟病+3高稈易感稻瘟病+1矮稈易感稻瘟病)。為合理、科學起見，“1(3高稈抗稻瘟病+1矮稈抗稻瘟病)”應變形為“1(12高稈抗稻瘟病+4矮稈抗稻瘟病)”，這樣綜合起來便可得出后代中的表現型及比例為： 高稈抗稻瘟病∶矮稈抗稻瘟病∶高稈易感稻瘟病∶矮稈易感稻瘟病=15∶5∶3∶1。

[解法二]此題也可以換一種解題方式： 就是把子代中的高稈抗稻瘟病水稻表示為1/3AABb與2/3AaBb，它們自交所得后代可簡單表示為1/3(3/4高稈抗稻瘟病+1/4矮稈抗稻瘟病)與2/3(9/16高稈抗稻瘟病+3/16矮稈抗稻瘟病+3/16高稈易感稻瘟病+1/16矮稈易感稻瘟病)。再進行合并與化簡，便可得出后代中的表現型及比例為： 高稈抗稻瘟病∶矮稈抗稻瘟病∶高稈易感稻瘟病∶矮稈易感稻瘟病=15∶5∶3∶1。

策略小結： 解法一易錯，容易忽視對“1(3高稈抗稻瘟病+1矮稈抗稻瘟病)”的變形，建議教學時采用解法二解決此類試題。解法二在解答遺傳學相關試題時是很常見、很實用的。例如： 番茄的花是兩性花，紫莖(A)對綠莖(a)為顯性，缺刻葉(B)對馬鈴薯葉(b)為顯性，這兩對等位基因位于兩對同源染色體上?，F有一基因型為AaBb的番茄植株自交，得F1。欲對F1紫莖缺刻葉番茄植株進行測交，預期F2中綠莖馬鈴薯葉番茄所占的比例為。用解法二解答此題的基本過程為： 欲對F1紫莖缺刻葉番茄植株(4/9AaBb、 2/9AABb、 2/9AaBB、 1/9AABB)進行測交，預期F2中綠莖馬鈴薯葉番茄所占的比例為： 4/9×1/2×1/2=1/9。

1.4 運用公式計算法 用基因型為Aa的豌豆連續自交并逐代淘汰隱性個體，則F3中雜合子所占的比例為(隱性個體已淘汰)。

[解法一]基因型為Aa的豌豆自交得子一代，淘汰隱性個體后為1/3AA、 2/3Aa。子一代自交得子二代，淘汰隱性個體后為3/5AA、 2/5Aa。子二代自交得子三代，淘汰隱性個體后為7/9AA、 2/9Aa。

[解法二]由于隱性個體自交后代還是隱性個體，因此先假定不淘汰隱性個體，得F3中AA所占的比例為[1-(1/2)3]/2=7/16， Aa所占的比例為(1/2)3=1/8， aa所占的比例為[1-(1/2)3]/2=7/16，這樣得可得出： 用基因型為Aa的豌豆連續自交并逐代淘汰隱性個體，則F3中雜合子所占的比例為2/9。

類似的例子還有： 某育種專家在農田中發現一株矮桿抗矮黃病的小麥(兩對等位基因獨立遺傳)，自花受粉后獲得161粒種子，這些種子發育成的小麥中有30株矮桿感矮黃病和若干株高桿感矮黃病，其余的都為抗矮黃病。若將這30株矮桿感矮黃病的小麥作為親本自交，在其F1中選擇矮桿感矮黃病的再進行自交，理論上F2中能穩定遺傳的矮桿感矮黃病小麥占F2中所有矮桿感矮黃病小麥的比例為。用解法二很容易得出正確答案為7/9，具體過程就不贅述了。

1.5 配子法 果蠅的灰身基因(E)對黑身基因(e)為顯性，位于常染色體上；直毛基因(F)對分叉毛基因(f)為顯性，位于X染色體上。用基因型為EeXFXf的雌果蠅與基因型為EeXFY的雄果蠅雜交得子一代，子一代中去除所有黑身分叉毛個體，其余個體隨機交配，子二代中黑身分叉毛個體占(用分數表示)。

[解法一]子一代中黑身分叉毛個體的基因型為eeXfY，其余個體隨機交配可看成： (1/8EEXFXF、 1/4EeXFXF、 1/8eeXFXF、 1/8EEXFXf、 1/4EeXFXf、 1/8eeXFXf)與(1/7EEXFY、 1/7EEXfY、 2/7EeXFY、 2/7EeXfY、 1/7eeXFY)的隨機交配，然后30種交配方式展開計算，最后統計得出子二代中黑身分叉毛個體占1/28。

[解法二]子一代中黑身分叉毛個體的基因型為eeXfY，其余個體隨機交配可看成： (3/4E_、1/4ee)·(1/2XFXF、 1/2XFXf)與(1/7EEXFY、 1/7EEXfY、 2/7EeXFY、 2/7EeXfY、 1/7eeXFY)的隨機交配，前者產生eXf的概率為1/8，后者產生eY的概率為3/14，產生eXf的概率為1/14，因此子二代中黑身分叉毛個體占： 1/8×(3/14+1/14)=1/28。

策略小結： 顯而易見，解法一煩瑣、易錯，方法二簡單、明了。用“配子法”解答遺傳學問題已受到廣泛關注。采用“配子法”對遺傳題中常見的“自由交配”“遺傳系譜圖”及“9∶3∶3∶1的變形”等問題的解析方法，較好地展示了“配子法”在遺傳解析中的應用。值得一提的是，一定要準確求出雌、雄配子各自所占的比例，在此基礎上，構建“棋盤”，其余的計算便可水到渠成了。例如： 某種動物的體色由兩對位于常染色體上的等位基因E、 e和F、 f控制，E和e分別控制黑色和白色，并且當F存在時，E基因不能表達?，F有兩純合白色親本雜交，F1全為白色，F1雌雄個體隨機交配得F2中白色∶黑色=13∶3。選取F2中的黑色個體隨機交配，則產生的后代中雜合子所占的比例為。用解法二解答此題的基本思路為： 子二代黑色個體的基因型及比例是Eeff∶EEff=2∶1，產生的雌雄配子的種類及比例是Ef∶ef=2∶1，因此隨機交配后代的基因型及比例是EEff∶Eeff∶eeff=4∶4∶1，雜合子的比例是4/9。

2 學生解答遺傳題時創造性思維培養的途徑與方法

2.1 典例講解，舉一反三 教師可將上述典型試題進行一題兩解的示范，通過一題兩解使學生掌握解決復雜問題的最佳方法，將整個思維過程完整地展現在學生的面前，通過這樣的方式幫助學生體會一題兩解的重要性，有效地鍛煉了學生的創造性思維能力以及分析問題和解決問題的能力，使學生在做類似試題時能夠做到舉一反三，觸類旁通。

2.2 遴選試題，鞏固提升 教師可在歷年的高考真題或優秀的模擬試題中精選出能夠一題兩解的試題，印發給學生，引導他們自主探究、合作探究，鼓勵學生能夠通過不同的角度、不同的方面對同一個問題進行思考，激發學生不斷探究、不斷創新的熱情。對于表現突出的學生要大力表揚，對于思維能力有待提高的學生要多加引導、提示，主動、耐心地協助他們完成試題的解答。

2.3 轉變觀念，拓展思維 傳統的高中生物學教學多是以教師滔滔不絕地講授、學生被動接受知識的教學模式為主。在這種教學模式下，教師的主要任務就是對學生不加引導的、以機械的方式向學生傳授生物學教材中已有的各種基本事實、概念、原理和規律等方面的基礎知識，這種教學模式嚴重阻礙了學生在生物學學習中創造性思維的培養，在學習中也逐漸喪失了積極性和主動性。

為了改變這一落后的、不妥的教學模式，教師應給予學生一定的、合理的自主學習時間，要想方設法地提高學生自主探究、合作探究的積極性與主動性。在傳授知識的同時，教師更應該注重科學思維和科學方法的傳授，通過知識、方法、技能等的傳授，拓展學生的創造性思維，提高學生的生物學核心素養。

2.4 注意總結，思考感悟 創造性思維能力的提高絕非一日之功，也并不是僅憑教師傳授幾個典例就達成目的。學生在平時的學習過程中要多注意、多總結、多思考、多感悟，只有日積月累，才能真正提升創造性思維能力。