高考題的解法探究以及教學(xué)啟示

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


轉(zhuǎn)眼間,馬上又要到了期末考,隨著時間的緊迫,同學(xué)們都在為著期末考做好準(zhǔn)備,今天數(shù)學(xué)網(wǎng)小編整理了高考題的解法探究以及教學(xué)啟示,僅供參考學(xué)習(xí),希望對同學(xué)們的學(xué)習(xí)得到幫助,接下來一起來學(xué)習(xí)下吧!

關(guān)鍵詞:高考

解題技巧 教學(xué)啟示

2013年高考理綜試題(山東卷)生物科的第6題是選擇題的壓軸題,考查遺傳學(xué)分離定律的應(yīng)用,涉及到基因頻率和基因型頻率的計算,信息量和計算量均較大,思考的空間也很大,會用掉考生較多的時間,對考生獲取信息能力、圖文轉(zhuǎn)換能力、綜合分析問題的能力要求較高。但仔細分析來看,依然是考查了最基本的知識點,掌握這一類題目的解題技巧,可以節(jié)約時間,下面就本題解題方法總結(jié)如下,供中學(xué)生物教師教學(xué)中參考。

題目:用基因型為Aa的小麥分別進行連續(xù)自交、隨機交配、連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體、隨機交配并逐代淘汰隱性個體,根據(jù)各代Aa基因型頻率繪制曲線如圖,下列分析錯誤的是

 

 

A.曲線Ⅱ的F3中Aa基因型頻率為0.4

B.曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率為0.4

C.曲線Ⅳ的Fn中純合體的比例比上一代增加(1/2)n+1

D.曲線Ⅰ和Ⅳ的各子代間A和a的基因頻率始終相等

該題為坐標(biāo)曲線題,實際上是借助數(shù)學(xué)方法來分析生命現(xiàn)象,從而揭示其基本規(guī)律。解答本題要抓住坐標(biāo)曲線的關(guān)鍵要素(坐標(biāo)、關(guān)鍵點、線走勢),掌握正確的分析方法,就會化繁為簡,化難為易。

1.明確概念。

自交──指基因型相同的個體之間的交配。雜合體連續(xù)自交時,在無選擇因素的情況下,基因頻率不變,但后代的基因型頻率會發(fā)生改變,表現(xiàn)為純合子的概率不斷增大,雜合子的概率不斷減小。

隨機交配──指各種基因型的個體自由交配,個體之間交配機會均等。在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同、無選擇因素時,會遵循遺傳平衡定律,逐代保持基因頻率及基因型頻率不變。

2.識圖析圖。

關(guān)鍵是三看,即識標(biāo)、明點、析線。

識標(biāo)──理解坐標(biāo)圖中縱、橫坐標(biāo)的含義,找出縱、橫坐標(biāo)的關(guān)系。本題橫坐標(biāo)為交配代數(shù),縱坐標(biāo)為Aa基因型頻率,表示的是子代Aa基因型頻率隨著交配代數(shù)的增加而出現(xiàn)的變化情況。

明點──明確曲線中的關(guān)鍵點(起點、終點、轉(zhuǎn)折點、交叉點)所表示的生物學(xué)意義。本題涉及四種交配模式:“連續(xù)自交”“隨機交配”“連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體”“隨機交配并逐代淘汰隱性個體”。根據(jù)題意可以知道四條曲線的起點值均為1,這很重要。F1代中,曲線Ⅰ和Ⅳ的值均為0.5,說明交配后沒有淘汰隱性個體,與“連續(xù)自交”和“隨機交配”相符;而曲線Ⅱ和Ⅲ的值均高于0.5,說明交配后淘汰了隱性個體,與“連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體”和“隨機交配并逐代淘汰隱性個體”相符。但還不能確定其一一對應(yīng)關(guān)系。

析線──觀察并分析曲線的走向、變化趨勢,理清各段曲線的變化趨勢及其含義。曲線Ⅰ自F1代后為一直線,表示Aa的基因型頻率不變,群體穩(wěn)定,應(yīng)是處于遺傳平衡狀態(tài),即“隨機交配”且無選擇因素,基因型頻率和基因頻率都不變化。曲線Ⅳ對應(yīng)的值,符合y=(1/2)x函數(shù)曲線,即Aa連續(xù)自交后代中雜合體的頻率,所以曲線Ⅳ為“連續(xù)自交”時的曲線。不論是連續(xù)自交還是隨機交配,各子代見基因頻率均保持不變,所以D

項正確。自F1代后,曲線Ⅲ比曲線Ⅱ在每一代中下降的幅度大,結(jié)合曲線Ⅰ和Ⅳ的變化趨勢,可以知道曲線Ⅲ為“連續(xù)自交并逐代淘汰隱性個體”,而曲線Ⅱ為“隨機交配并逐代淘汰隱性個體”。

3.分析計算。

3.1連續(xù)自交與連續(xù)自交淘汰隱性個體Aa基因型頻率計算:(見下圖)

 

 

連續(xù)自交Fn代中Aa基因型頻率為(1/2)n,連續(xù)自交并淘汰隱性個體Fn代中Aa基因型頻率=Aa/(AA+Aa)=2/(2n+1)。則曲線Ⅲ的F2中Aa基因型頻率=2/(22+1)=0.4,所以B項正確。曲線Ⅳ的Fn中純合體比例=1-Aa基因型頻率=[1-(1/2)n],F(xiàn)n-1中純合體比例=[1-(1/2)n-1],曲線Ⅳ的Fn中純合體的比例比上一代增加了[1-(1/2)n]-[1-(1/2)n-1]=(1/2)n,所以C項錯誤。

3.2隨機交配與隨機交配淘汰隱性個體Aa基因型頻率計算:

3.2.1隨機交配Aa基因型頻率計算

在無基因突變、各種基因型的個體生活力相同、無選擇因素時,會遵循遺傳平衡定律,自F1代后逐代保持基因型頻率不變。

3.2.2隨機交配淘汰隱性個體Aa基因型頻率計算

方法一:用親本的基因型頻率計算子代的基因型頻率

第一步:根據(jù)親本基因型Aa,隨機交配一代,得到F1的基因型頻率AA=1/3,Aa

=2/3。

第二步:根據(jù)F1的基因型頻率,得到F2:

 

 

得到F2的基因型4/9AA和4/9Aa,Aa基因型頻率=1/2。

第三步:根據(jù)F2的基因型4/9AA 和4/9Aa,得到F3:

 

 

得到F3的基因型36/81AA 和24/81Aa,Aa基因型頻率=2/5。

方法二:用基因頻率計算子代的基因型頻率

第一步:根據(jù)親本基因型Aa,統(tǒng)計基因頻率A為1/2,a為1/2,得到F1的基因型頻率。

 

 

去除基因型為aa個體,得到F1的基因型1/3AA和2/3Aa。

第二步:計算F1基因頻率A為2/3,a為1/3,得到F2的基因型頻率。

 

 

去除基因型為aa個體,得到F2的基因型4/9AA 和4/9Aa,Aa基因型頻率=1/2。

第三步:計算F2基因頻率A為3/4,a為1/4,得到F3的基因型頻率。

 

 

去除基因型為aa個體,得到F3的基因型9/16AA 和6/16Aa,Aa基因型頻率=2/5。

方法三:根據(jù)遺傳平衡定律計算

如果一個種群符合下列條件:①種群是極大的;②種群個體間交配是隨機的;③沒有突變產(chǎn)生;④種群之間不存在個體的遷移或基因交流;⑤沒有自然選擇。那么,這個種群的基因頻率(包括基因型頻率)就可以一代代保持平衡,這就是哈代—溫伯格定律,也稱遺傳平衡定律。公式可以表示為(p+q)2=p2+2pq+q2。其中p為顯性基因頻率,q為隱性基因頻率。

第一步:根據(jù)親本基因型Aa,A的基因頻率p為1/2,a的基因頻率q為1/2。

第二步:AA基因型頻率為p2=1/4,Aa基因型頻率為2pq=2×1/2×1/2=2/4,淘汰aa個體,統(tǒng)計F1基因頻率A為2/3,a為1/3。

第三步:AA基因型頻率為p2=4/9,Aa基因型頻率為2pq=2×2/3×1/3=4/9,淘汰aa個體,統(tǒng)計F2基因頻率A為3/4,a為1/4。

第四步:AA基因型頻率為p2=9/16,Aa基因型頻率為2pq=2×3/4×1/4=6/16,淘汰aa個體,統(tǒng)計F3基因頻率A為4/5,a為1/5。

第五步:AA基因型頻率為p2=16/25,Aa基因型頻率為2pq=2×4/5×1/5=8/25,淘汰aa個體,統(tǒng)計F4基因頻率A為5/6,a為1/6。

以此類推,當(dāng)趨向于Fn時,A基因頻率為(n+1)/(n+2),a基因頻率為1/(n+2)。

本題F3中Aa基因型頻率可用F2基因頻率A=(2+1)/(2+2)=3/4,a=1/(2+2)=1/4來計算,獲得AA基因型頻率為p2=9/16,Aa基因型頻率為2pq=2×3/4×1/4=6/16,淘汰aa個體,則F3中Aa基因型頻率=(6/16)/[(9/16)+(6/16)]=2/5。

教學(xué)啟示:

生物學(xué)作為科學(xué)的重要分支學(xué)科,嚴(yán)密性與定量化是其重要特征!度珖呖伎荚嚧缶V》中也明確提出學(xué)生要具有“用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達形式準(zhǔn)確描述生物學(xué)方面內(nèi)容”的能力。

縱觀近幾年來高考試題中的出現(xiàn)的圖表題,有的來源于教材,有的是在總結(jié)規(guī)律過程中形成的圖表,這就要求我們既要重視教材中圖表的理解,又要有所拓展。教學(xué)中要設(shè)立圖表專題,一是將教材中分散的圖表集中起來,結(jié)合拓展的知識形成體系,更好的把圖表題的解題技巧與教材內(nèi)容進行有機整合。二是進行識圖、析圖和用圖的針對性訓(xùn)練。識圖是基礎(chǔ),析圖是關(guān)鍵,用圖是目的。教學(xué)中要把生物學(xué)問題巧妙而合理地設(shè)置成圖像題,使學(xué)生通過剖析圖像,運用圖中曲線特征、規(guī)律來解決實際問題,達到培養(yǎng)學(xué)生能力的目的。

高中生物教材中許多知識都可以量化,涉及到一些計算,解題方式的數(shù)學(xué)化越來越明顯。因此,教學(xué)中要設(shè)立計算專題,將“生命基礎(chǔ)的有關(guān)計算”“生物代謝的相關(guān)計算,生物的生長、發(fā)育、繁殖的相關(guān)計算”“生物的遺傳、變異、進化相關(guān)計算”等知識整合起來,理順這些知識中數(shù)量關(guān)系,并且注重規(guī)律的總結(jié),這不僅有利于學(xué)生對有關(guān)知識的理解和掌握,同時還能培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決生物學(xué)問題的綜合能力。

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