韓冰

摘 要：2016年北京高考生物學(xué)科第30題難度很大，很多學(xué)生讀不懂題，對(duì)題目中的擬南芥也不了解，對(duì)激素作用機(jī)制也不了解，所以會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題。作為高中生物教師，通過(guò)向同仁請(qǐng)教，與學(xué)生討論，從而為本題的答疑解惑提供了一種思路：基因的顯隱性關(guān)系也可以是在兩個(gè)等位基因都表達(dá)時(shí)在特別的環(huán)境因素誘導(dǎo)下表現(xiàn)出來(lái)。

關(guān)鍵詞：2016高考；北京卷；激素；酶；突變；顯隱性關(guān)系

2016年北京高考生物學(xué)科第30題考查了植物激素調(diào)節(jié)、遺傳與變異等知識(shí)點(diǎn)，具體試題為：30.（18分）研究植物激素作用機(jī)制常使用突變體作為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)化學(xué)方法處理萌發(fā)的擬南芥種子可獲得大量突變體。

（1）若誘變后某植株出現(xiàn)一個(gè)新性狀，可通過(guò)__________交判斷該形狀是否可以遺傳，如果子代仍出現(xiàn)該突變性狀，則說(shuō)明該植株可能攜帶___________性突變基因，根據(jù)子代_____________，可判斷該突變是否為單基因突變。

（2）經(jīng)大量研究，探明了野生型擬南芥中乙烯的作用途徑，簡(jiǎn)圖如下：

由圖可知，R蛋白具有結(jié)合乙烯和調(diào)節(jié)酶T活性兩種功能，乙烯與_______________結(jié)合后，酶T的活性_______________，不能催化E蛋白磷酸化，導(dǎo)致E蛋白被剪切，剪切產(chǎn)物進(jìn)入細(xì)胞核，可調(diào)節(jié)乙烯相應(yīng)基因的表達(dá)，植株表現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng)。

（3）酶T活性喪失的純合突變體（1#）在無(wú)乙烯的條件下出現(xiàn)_____________（填“有”或“無(wú)”）乙烯生理反應(yīng)的表現(xiàn)型，1#與野生型雜交，在無(wú)乙烯的條件下，F(xiàn)1的表現(xiàn)型與野生型相同。請(qǐng)結(jié)合上圖從分子水平解釋F1出現(xiàn)這種表現(xiàn)型的原因：____________。

（4）R蛋白上乙烯結(jié)合位點(diǎn)突變的純合體（2#）僅喪失了與乙烯結(jié)合的功能。請(qǐng)判斷在有乙烯的條件下，該突變基因相對(duì)于野生型基因的顯隱性，并結(jié)合乙烯作用途徑陳述理由：_____________。

（5）番茄中也存在與擬南芥相似的乙烯作用途徑，若番茄R蛋白發(fā)生了與2#相同的突變，則這種植株的果實(shí)成熟期會(huì)_____________。

這道題考查了學(xué)生的觀察力、記憶力、思維力、想象力、創(chuàng)造力、理解力、語(yǔ)言表達(dá)，背景新穎，但背景材料的簡(jiǎn)化處理及題目信息的抽象表達(dá)給教師和學(xué)生留下了一些疑問(wèn)，本文就這些疑問(wèn)作簡(jiǎn)要解釋。

1.擬南芥是什么植物？可以自花傳粉嗎？

擬南芥（Arabidopsis thaliana）又名鼠耳芥，阿拉伯芥，阿拉伯草。屬被子植物門(mén)，雙子葉植物綱，十字花科植物。擬南芥的優(yōu)點(diǎn)是植株小、結(jié)子多。其基因組大約為12 500萬(wàn)堿基對(duì)和5對(duì)染色體，是目前已知植物基因組中第二小的。擬南芥是自花授粉植物，基因高度純合，用理化因素處理突變率很高，容易獲得各種代謝功能的缺陷型。所以，擬南芥是進(jìn)行遺傳學(xué)研究的好材料，被科學(xué)家譽(yù)為“植物中的果蠅”。

該題題干信息中對(duì)擬南芥這種植物沒(méi)有介紹，學(xué)生也并不一定知道擬南芥開(kāi)兩性花，可以自花傳粉，所以題目似乎應(yīng)該要對(duì)其說(shuō)明。

2.誘變后植株出現(xiàn)一個(gè)新性狀，可通過(guò)雜交還是自交判斷該性狀是否可以遺傳？

擬南芥可以自花傳粉，所以從操作的方便性角度上講應(yīng)選擇自交。另外，如果是隱性突變，與野生型雜交，子代就不會(huì)出現(xiàn)該突變性狀，這樣的結(jié)果無(wú)法與不可遺傳的變異區(qū)分，從這個(gè)角度上講，也應(yīng)選擇自交。

3.誘變后某植株出現(xiàn)了一個(gè)新性狀一定是顯性突變嗎？

由于是誘變后方才出現(xiàn)了這種新性狀，理解為原來(lái)種群中沒(méi)有，即原種群都是純合子，且現(xiàn)在這種突變性狀表現(xiàn)了出來(lái)。同時(shí)如果只考慮該突變性狀與一對(duì)基因有關(guān)，那么只有以下三種情況符合：AA→aa；aa→AA；aa→Aa。而第一種和第二種是兩個(gè)基因同時(shí)突變成一樣的新基因，概率太小，所以，如果已經(jīng)證明了該變異是可遺傳的變異，而誘變后某植株新性狀就能表現(xiàn)出來(lái)，則最可能是第三種情況的顯性突變。

當(dāng)然，這是問(wèn)題簡(jiǎn)化的結(jié)果，如果該突變性狀不只與一對(duì)基因有關(guān)，還可以根據(jù)子代表現(xiàn)型的分離比來(lái)進(jìn)一步判斷。

4.第（3）問(wèn)怎么從分子水平解釋F1性狀表現(xiàn)為野生型的原因？

1#突變體（題目已知純合）與野生型（也應(yīng)理解為純合）雜交，F(xiàn)1表現(xiàn)為野生型（在無(wú)乙烯條件下），說(shuō)明1號(hào)突變?yōu)殡[性突變，野生型為顯性，理解到這兒，還比較簡(jiǎn)單。那怎么從分子水平解釋F1性狀表現(xiàn)為野生型的原因呢？

先假設(shè)1#突變體基因型為aa，野生型為AA，那么F1就是Aa，由題目知A基因指導(dǎo)合成的酶T在無(wú)乙烯的條件下是有活性的，那么a基因呢？表達(dá)嗎？題目似乎判斷不出來(lái)。那么假設(shè)a基因表達(dá)，指導(dǎo)合成了無(wú)活性的酶T，那么對(duì)應(yīng)的情況就是跟正常有乙烯的結(jié)果相同，表現(xiàn)為有乙烯生理反應(yīng)，但題目告知F1的表現(xiàn)型與野生型相同，在A基因和a基因都表達(dá)了同時(shí)環(huán)境中無(wú)乙烯的情況下，細(xì)胞膜上既有有活性的酶T，又有無(wú)活性的酶T，應(yīng)理解為有活性的酶T發(fā)揮作用，使膜上所有的E蛋白都發(fā)生了磷酸化，不能使乙烯響應(yīng)基因表達(dá)，最終導(dǎo)致無(wú)乙烯生理反應(yīng)。這種理解也符合酶具有高效性的特點(diǎn)。

當(dāng)然，如果植株基因型為Aa時(shí)A基因表達(dá)，a基因不表達(dá)，分析結(jié)果可知F1表現(xiàn)型也與野生型相同，與題目信息吻合。

5.怎么判斷第（4）問(wèn)的顯隱性關(guān)系？

簡(jiǎn)單來(lái)講，要建立在第（3）問(wèn)的基礎(chǔ)上。

2#突變體為R蛋白的純合突變體，因?yàn)镽蛋白異常，所以在有乙烯的情況下應(yīng)表現(xiàn)為無(wú)乙烯生理反應(yīng)。若假設(shè)其基因型為B′B′，純合野生型基因型為BB，則要判斷兩種基因的顯隱性關(guān)系應(yīng)與上一問(wèn)一樣讓二者進(jìn)行雜交，得子代，觀察子代的表現(xiàn)型即可得出顯隱性關(guān)系。下面來(lái)分析子代的表現(xiàn)型。

子代基因型為B′B，同樣假設(shè)兩基因都表達(dá)，那么細(xì)胞膜上既有正常的R蛋白，又有異常的R蛋白，在有乙烯的條件下，乙烯與正常R蛋白結(jié)合，使這部分酶T無(wú)活性，但乙烯不能與異常的R蛋白結(jié)合，所以另一部分酶T有活性，此時(shí)在有乙烯的情況下，又發(fā)生了第（3）問(wèn)中涉及的細(xì)胞膜上既有有活性的酶T，又有無(wú)活性的酶T的情況，由上知，此時(shí)應(yīng)理解為有活性的酶T發(fā)揮作用，使膜上所有的E蛋白都發(fā)生了磷酸化，不能使乙烯響應(yīng)基因表達(dá)，最終導(dǎo)致無(wú)乙烯生理反應(yīng)。所以，得出此時(shí)子代植株在有乙烯的情況下其性狀表現(xiàn)與野生型不同（野生型此時(shí)就為有乙烯生理反應(yīng)），與突變型相同（無(wú)乙烯生理反應(yīng)）。即可知在有乙烯的條件下，該突變基因相對(duì)于野生型基因?yàn)轱@性。

綜上，本人認(rèn)為這道題目有一定的難度，教師課堂上講解此題時(shí)應(yīng)注意邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性。

（作者單位：安徽省阜陽(yáng)第一中學(xué)）endprint