巧用“一题多问”策略判断显隐性状

安徽

判断一对相对性状中的显隐性状既是遗传规律的教学重点，也是历年生物高考遗传部分的重要考点，同时也是很多学生的易错点。此部分内容常结合分离定律、伴性遗传与基因位置判断等知识进行命题，着重考查学生的理解能力、获取信息能力、实验分析与设计能力及综合运用知识解决问题等能力。试题中常通过分析实验结果或让学生自己设计实验等形式判断显隐性状，部分学生因未能掌握判断显隐性状的思路和技巧而出现错误。为让学生掌握解决此类问题的方法与技巧，笔者在教学中巧用“一题多问”策略，喜获良好教学效果。

一、联系伴性遗传判断显隐性状

【试题1】果蝇的灰身和黑身由一对等位基因（A、a）控制，现让一只灰身雌果蝇与一只黑身雄果蝇进行杂交，当子代果蝇出现如下不同结果时，请判断果蝇灰身与黑身的显隐性关系：

（1）若子代雌果蝇与雄果蝇均为灰身；

（2）若子代雌果蝇均为黑身，雄果蝇均为灰身；

（3）若子代雌果蝇均为灰身，雄果蝇均为黑身；

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

笔者以繁殖速度快、子代多的果蝇为实验材料，分析一对果蝇杂交子代的体色情况，并结合伴性遗传等内容，让学生通过分析不同实验结果判断灰身与黑身的显隐性关系，进而总结出判断显隐性状的方法与思路。针对第（1）种实验结果，学生很快判断出灰身为显性性状，此时笔者让学生讲出判断理由，旨在让学生明确子代果蝇较多，能充分反映出亲本雌雄果蝇产生的所有配子种类，并让学生理解到亲本灰身雌果蝇为显性纯合子，黑身雄果蝇为隐性纯合子。此时教师可引导学生把杂交法（课本定义法）判断显隐性状的条件梳理出来，让学生明确两个亲本需为具有相对性状的纯合子，然后杂交，通过观察子一代的表现型进而判断显隐性状。

针对第（2）种实验结果，学生观察出子代体色与性别发生完全关联，且亲本雌果蝇与子代雄果蝇体色相同，亲本雄果蝇与子代雌果蝇体色相同。此时学生指出体色基因应位于X染色体上，并根据所学的伴性遗传知识指出亲本灰身雌果蝇基因型为XaXa，亲本黑身雄果蝇基因型为XAY，这时学生若有所悟，此种情况下果蝇黑身为显性性状且相关基因为伴X染色体遗传时才可能出现题中的实验结果。针对第（3）种实验结果，学生观察出子代体色与性别发生完全关联，但这种关联又与第（2）种实验结果不同，很多学生陷入迷惑与沉思，这时教师适当引导学生回忆X染色体与Y染色体的三种区段特点，这时部分学生想到体色基因可以位于X染色体与Y染色体的同源区段，并很快讲出了亲本灰身雌果蝇基因型为XaXa，亲本黑身雄果蝇基因型为XaYA，经过一番思考后学生领悟到这种情况下果蝇的黑身依然是显性性状。通过设计（2）（3）问题，可让学生联系伴性遗传中特定的杂交组合进而确定显隐性关系，拓宽了学生的认知视野。

本题中第（1）（2）（3）问均能确定果蝇体色显隐性关系，第（4）问笔者特意设计了一个难以确定显隐性状的情况，以锻炼学生多方面思考问题和辨证推理能力，并让学生继续设计新的实验方案进行探讨。通过教师引导和学生思考后，学生认识到第（4）种情况下果蝇体色显隐性状及基因的染色体位置存在三种情况，第一种是灰身为显性性状且基因位于常染色体上；第二种是黑身为显性性状且基因位于常染色体上；第三种是灰身为显性性状且基因位于X染色体上。既然存在三种情况即表明通过第（4）问的实验结果难以确定果蝇体色的显隐性关系，在学生渴望的眼神和迷茫的表情下，教师因势利导提出进一步的研究方案，“若以第（4）问的子代为实验材料，如何继续判断果蝇体色的显隐性状。”经过短暂思考后，部分学生提出用子代中多对灰身果蝇（或多对黑身果蝇）相互交配，观察所产子代果蝇体色，并准确地讲出了两种不同实验结果及对应的结论。学生在分析问题中不断思考与推理、出错与困惑，并最终找到了解决问题的思路与方案，这种思维的成果定会记忆更深、回味更久、理解更充分。

二、结合遗传平衡判断显隐性状

【试题2】遗传学上的平衡种群是指在理想状态下，基因频率和基因型频率都不再改变的大种群。在自由放养并处在遗传平衡的马群中，马的毛色有栗色和白色两种，由位于常染色体上的一对等位基因（B、b）控制。正常情况下，每匹母马一次只生产一匹小马。在不考虑基因突变情况下，分析下列不同实验结果中马毛色的显隐性情况：

（1）若选择1对栗色马个体交配，所生一匹小马表现为白色；

（2）若选择1对栗色马个体交配，所生一匹小马表现为栗色；

（3）若选择一匹栗色公马与一匹白色母马交配，所生一匹小马为栗色；

（4）若随机选出一匹栗色公马和六匹白色母马分别交配，所生六匹小马中有三匹栗色和三匹白色；

（5）若选择多对栗色公马与栗色母马交配一代，若子代小马全部为栗色马；

（6）若选择多对栗色马与白色马杂交，若子代白色小马明显多于栗色小马；

（7）假设此马群中栗色与白色基因频率不等，则自由放养的马群随机交配一代，若子代栗色小马明显多于白色小马；

（8）假设此马群中栗色与白色基因频率相等，则自由放养的马群随机交配一代，若子代栗色小马明显多于白色小马。

笔者以马这种一胎一驹的哺乳动物为背景，融入遗传平衡的运用，采用一题八问的策略，呈现“一匹与一匹杂交”“一匹分别与多匹杂交”“多对同性状马匹杂交”和“马群自由交配”等不同交配方式的结果，让学生从不同角度判断马毛色的显隐性状中的“确定”与“不确定”。针对判断中的“不确定”情况，笔者引导学生深入分析原因，理出不能准确判断显隐性状的因素，让学生做到“知其然并知其所以然”。

对于第（1）种实验情景，学生很快判断出栗色马为显性性状，此时教师需引导学生总结利用自交法判断显隐性状的思路，当双亲表现为相同性状时杂交后代出现了性状分离（或者子代中出现了亲本中没有的新性状），则亲本必然为杂合子，即亲本的性状为显性性状。通过这个实验情景让学生掌握“无中生有为隐性”的判断技巧，并强调这种判断方法在考试中的实用价值。针对第（2）种实验情景，学生看出是相同毛色的一匹公马与一匹母马交配的结果，但难以确定显隐性状，原因是子代只有一匹马驹，数量过少而容易引起偶然误差。这时笔者引导学生分析这种情况下两匹栗色亲本马的基因型，学生提出了栗色亲本可均为bb，或BB，或一匹为BB而另一匹为Bb，或两匹均为Bb。多种假设均能满足实验结果，让学生体会到这种情况下不能确定马毛色的显隐性关系。深入分析第（2）种情况后，由于不知双亲中的显性性状是纯合子还是杂合子，学生很快判断出第（3）种情况下也不能确定显隐性关系，并对亲本中栗色为显性性状或亲本中白色为显性性状进行了合理分析，学生在解题中思考，解题中类比，解题中总结，逐步对于一对亲本杂交产生不同子代的情况有了较理性的认识与判断。

第（4）种实验情景是一匹栗色公马与六匹白色母马交配并产生六匹小马，初步分析后有些同学认为栗色是显性性状，另一些同学则认为白色为显性性状。这时笔者给出一些提示：确定某种性状为显性性状时，这种结论对于实验结果的支持应具有唯一性和排他性；若结论对于实验结果的支持不具有唯一性和排他性，则意味着不能确定显隐性状。经过提示后，学生领悟到根据此实验结果是不能确定显隐性状的，此时笔者再向学生分析具体机理：①假设栗色为显性，则公马的基因型为Bb，6匹母马的基因型都为bb，每个交配组合的后代或为栗色或为白色，概率各占1/2。6个组合后代总计会出现3匹栗色小马，3匹白色小马；②假设白色为显性，则公马的基因型为bb，6匹母马可能有两种基因型，即BB和Bb。BB的后代均为白色。Bb的后代或为栗色或为白色，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母马中具有Bb基因型的匹数大于或等于3匹，那么6个组合后代合计也会出现3匹栗色小马，3匹白色小马这一结果。利用此实验情景，不仅培养了学生的批判性思维，更要让学生学会运用生物学原理解释生物学现象，同时也要学生体验到小样本中数学概率具有偏差现象。

第（5）种与第（6）种实验情景均是分析多对马匹杂交后子代的结果，这里让学生明确到“多对”的含义是可以避免数据过少引起的偶然误差，多对杂交组合中应可以出现理论上需要的各种可能性。教学中教师先让学生回答出马群中与毛色有关的基因型，学生很快讲出有BB、Bb和bb三种，然后学生体会到第（5）种情景中马栗色应为隐性性状，只有栗色为隐性性状时，才会出现多对栗色马杂交其后代只有栗色小马。对于第（6）种实验结果，学生很快提出白色为显性性状，并给出了合理解释：多对白色马与栗色马杂交，涉及基因型组合有BB×bb和Bb×bb，其中BB×bb产生的小马均为显性性状，而Bb×bb产生的小马中理论上一半为显性性状一半为隐性性状，结合两种杂交组合所产生的全部子代，子代中数量明显多的应为显性性状，而数量较少的应为隐性性状。通过对这两个实验情景的分析，学生体会到利用“多对杂交组合”在判断显隐性关系中的实际运用，并理解此种方法在避免偶然误差中的价值。

第（7）种和第（8）种两个实验情景均涉及遗传平衡中由基因频率计算基因型频率的问题，不同的是第（7）种中强调马群中栗色与白色基因频率不等，而第（8）种中强调马群中栗色与白色基因频率相等。通过分析第（7）种的条件，学生认识到子代中虽然栗色小马明显多于白色小马，但由于不清楚显隐性状对应基因频率的大小关系，故子代中数量多的可能为显性性状也可能为隐性性状。分析第（7）种后，学生较快得出第（8）种的结论，确定栗色马为显性性状，原因是马群中栗色基因频率和白色基因频率均为0.5，联系遗传平衡的特点，则自由交配后的子一代中隐性性状出现频率为0.25，而显性性状出现频率为0.75，则第（8）种中数量明显多的性状的应是显性性状。分析完第（7）（8）种后，学生不仅理解了遗传平衡中基因频率与判断显隐性状的关系，重要的是能不断培养学生运用信息进行解题的能力。

三、梳理总结判断显隐性性状中的“确定”和“不确定”

教学中笔者以果蝇和马为背景，分别设计了多种问题情景让学生判断显隐性状，旨在开阔学生视野和提升学生解决此类问题的能力。教学中教师既要把知识网撒开，同时也要提纲挈领地让学生总结出判断显隐性状的规律：传统杂交法和自交法在判断显隐性状方面的应用；杂交子代出现性状与性别关联时能确定显隐性状；遗传平衡种群中多对相同性状的个体交配而后根据子代性状分离情况也能确定显隐性状。对于在一些试题情景中不能确定显隐性状的原因需让学生清楚，并要求学生能再设计新的合理实验方案解决问题。教学中利用“一题多问”策略，融合解决此类问题试题的多种思路和想法，可让学生思维“螺旋式”上升，并且课堂教学也显得紧凑化和系统化。