湖南

從《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中可看出，生物學(xué)不僅是一個(gè)結(jié)論豐富的知識(shí)體系，還包括了人類認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象和規(guī)律的一些特有的思維方式和探究過程。高中生物學(xué)課程展示了生物學(xué)的基本內(nèi)容，反映了自然科學(xué)本質(zhì)，教師既要讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的生物學(xué)知識(shí)，又要讓學(xué)生領(lǐng)悟生物學(xué)家在研究過程中所持有的觀點(diǎn)以及解決問題的思路和方法?；蛭挥谌旧w上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)是教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，筆者以此為背景挖掘素材進(jìn)行試題的原創(chuàng)嘗試。

1.經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中命題素材的挖掘

基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是摩爾根和他的同事所做的一系列經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，教材上著重介紹了突變型白眼雄果蠅與野生型紅眼雌果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)，并沒有具體描述測(cè)交實(shí)驗(yàn)。實(shí)際上除了教材著重介紹的雜交實(shí)驗(yàn)外，摩爾根和他的同事還進(jìn)行了一系列相關(guān)的實(shí)驗(yàn)才得出正確結(jié)論，而這些實(shí)驗(yàn)又是這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)必不可少的因素，省略的實(shí)驗(yàn)可用來引導(dǎo)學(xué)生思維創(chuàng)新。因此，教師可在實(shí)際教學(xué)中特別是高三復(fù)習(xí)中適當(dāng)?shù)厝ネ诰蜻@塊內(nèi)容，這樣做有助于促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究水平的發(fā)展。

在突變型白眼雄果蠅與野生型紅眼雌果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)中，子一代無論雌雄都是紅眼；子二代果蠅有紅眼也有白眼；且子二代果蠅中紅眼∶白眼為3∶1。這些現(xiàn)象與孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)一一致，所以可以推斷果蠅的紅眼和白眼受一對(duì)等位基因控制，且紅眼為顯性性狀，白眼為隱性性狀。

關(guān)鍵是在這個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)中摩爾根發(fā)現(xiàn)了新的問題：白眼性狀總是與性別相聯(lián)系。結(jié)合當(dāng)時(shí)的研究背景，摩爾根和他的同事作出的假設(shè)是控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。這一假設(shè)能合理地解釋上述遺傳現(xiàn)象，但顯然這一假設(shè)不是唯一的，那么還可以提出什么樣的假設(shè)呢？其他假設(shè)是否也可以解釋上述遺傳現(xiàn)象？這就需要教師依托教材深挖客觀實(shí)際，提出有思考深度或創(chuàng)作出有評(píng)價(jià)意義的試題，使教師和學(xué)生通過這樣的嘗試實(shí)現(xiàn)共同提升。

2.原創(chuàng)試題設(shè)計(jì)與解析

高考試卷上考查遺傳規(guī)律和現(xiàn)象的綜合題屬于必考知識(shí)點(diǎn)。且近年來高考對(duì)這部分知識(shí)的考查逐漸由過程復(fù)雜的分析與計(jì)算轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)遺傳本質(zhì)規(guī)律的理解與運(yùn)用，并突出對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、語言表達(dá)能力的考查，充分地體現(xiàn)了學(xué)科核心素養(yǎng)。以此為背景筆者在2018年地區(qū)高三質(zhì)量檢測(cè)試題命制中依托教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行試題原創(chuàng)嘗試。

【原創(chuàng)試題】基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，摩爾根利用新出現(xiàn)的白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅為親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用假說-演繹法發(fā)現(xiàn)一個(gè)特定的基因在一條特定的染色體上。對(duì)下面相關(guān)問題進(jìn)行回答：

（1）摩爾根在果蠅雜交實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的新問題是__________________________________。

（2）事實(shí)上，控制果蠅眼色的基因在常染色體上的可能性被排除后，摩爾根及其同事作出的假設(shè)是“控制白眼的基因（用w表示）位于X染色體上，而Y染色體上沒有它的等位基因”。其實(shí)針對(duì)性染色體還可提出2種假說：

①假設(shè)“控制白眼的基因（用w表示）在Y染色體上，而X染色體上沒有它的等位基因”，請(qǐng)說出否定該假說的理由：____________________________________________________________。

②假設(shè)“控制白眼的基因（用w表示）在X、Y染色體的同源區(qū)”，則_______（填“能”或“不能”）解釋果蠅雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

（3）在摩爾根的假說背景下雄果蠅有2種基因型，則“控制白眼的基因（用w表示）在X、Y染色體的同源區(qū)”這一假說背景下雄果蠅有______種基因型。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)否定假說“控制白眼的基因（用w表示）在X、Y染色體的同源區(qū)”，不考慮基因突變和環(huán)境影響，且雌雄果蠅各種表現(xiàn)型都有，簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論__________________________________________。

【特點(diǎn)】試題命題素材源自教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)（摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)），考查的是遺傳基本規(guī)律和現(xiàn)象；涉及科學(xué)思維、科學(xué)探究等學(xué)科核心素養(yǎng)；要求學(xué)生運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)解決題目中提出的新問題，組織語言進(jìn)行表達(dá)，書寫完整的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)過程，向高考新變化靠攏。

【答案】（1）白眼性狀為什么總與性別相聯(lián)系

（2）①依據(jù)此假說雌果蠅無眼色（或眼色透明），而實(shí)際上雌果蠅有眼色（紅眼雌果蠅）（其他答案合理也可）②能

（3）4 選取白眼雌果蠅與多只紅眼雄果蠅雜交；若所有雜交組合的子代表現(xiàn)情況一樣（紅眼雌果蠅、白眼雄果蠅），就可以否定該假說。若有雜交組合的子代表現(xiàn)情況與其他表現(xiàn)情況不一樣（如：出現(xiàn)紅眼雄果蠅），就可以支持該假說

【命題分析】學(xué)生要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，特別要有質(zhì)疑精神、批判性思維。教材上摩爾根及其同事提出的假設(shè)能解釋雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)際上也能解釋測(cè)交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（摩爾根的回交實(shí)驗(yàn)）。學(xué)生潛意識(shí)里會(huì)認(rèn)為其他的假設(shè)不能合理地解釋以上雜交實(shí)驗(yàn)和測(cè)交實(shí)驗(yàn)。其實(shí)假設(shè)②“控制白眼的基因（用w表示）在X、Y染色體的同源區(qū)”也能解釋上述雜交實(shí)驗(yàn)和測(cè)交實(shí)驗(yàn)。

若控制白眼的基因（用w表示）在X、Y染色體的同源區(qū)段上，則突變型白眼雄果蠅（基因型：XwYw）和野生型紅眼雌果蠅（基因型：XWXW）雜交，子一代基因型及性狀為XWYw（紅眼雄果蠅）、XWXw（紅眼雌果蠅）；子二代基因型及性狀為XWXW（紅眼雌果蠅）、XWXw（紅眼雌果蠅）、XWYw（紅眼雄果蠅）、XwYw（白眼雄果蠅），且紅眼∶白眼為3∶1，完美地解釋了雜交實(shí)驗(yàn)，也能解釋測(cè)交實(shí)驗(yàn)（摩爾根的回交實(shí)驗(yàn)）。用最初的突變型白眼雄果蠅（基因型：XwYw）與子一代雌果蠅（基因型：XWXw）回交，后代基因型及性狀為XWXw（紅眼雌果蠅）、XwXw（白眼雌果蠅）、XWYw（紅眼雄果蠅）、XwYw（白眼雄果蠅），也能解釋測(cè)交實(shí)驗(yàn)。

假設(shè)②沒有作為正確的結(jié)論是有科學(xué)道理的，這就是假說-演繹法對(duì)結(jié)論可靠性的提升問題，從假說能夠演繹的已知事實(shí)越多，結(jié)論（假說）就越可靠。這就回到了此原創(chuàng)試題的考查要求上來了，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)否定假說“控制白眼的基因（用w表示）在X、Y染色體的同源區(qū)”（不考慮基因突變和環(huán)境影響，且雌雄果蠅各種表現(xiàn)型都有）。

將假設(shè)②與教材上摩爾根及其同事提出的假說對(duì)比分析，結(jié)合假說-演繹法，運(yùn)用遺傳知識(shí)解答本題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，分析思路見表：_____________________________

假設(shè)控制白眼的基因（用w表示）在X染色體上，而Y染色_體上不含有它的等位基因___控制白眼的基因（用w表示）在X、Y染色體的同源區(qū)段上理論基______________因型XW XW、XW Xw、Xw Xw、XWY、Xw Y_______XW XW、XW Xw、Xw Xw、XW YW、Xw Yw、XWYw、Xw YW雜交_組合___白眼雌果蠅與多只紅眼雄果蠅雜交親本基因型_________Xw Xw×XWY （紅眼雄果蠅只有一種）_______XwXw×紅眼雄果蠅（XW YW、XW Yw、Xw YW）_子代性狀預(yù)計(jì)_______依題意所有雜交組合后代表現(xiàn)型一樣____________依題意所有雜交組合后代表現(xiàn)型會(huì)有不同_____預(yù)計(jì)_實(shí)驗(yàn)__________________________________________________相符 不相符_結(jié)論___________________________________________________________________________________肯定__否定

依托教材可挖掘的素材很多。如2017年高考全國(guó)卷Ⅰ第29題的知識(shí)主要是教材上T2噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)和核酸分子結(jié)構(gòu)，試題命制素材源自教材，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題。在高三復(fù)習(xí)中教師和學(xué)生要深入研讀教材，剖析現(xiàn)象背后的客觀實(shí)際，勇于質(zhì)疑，勇于探索，勇于創(chuàng)新。