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从学术论文中获取素材编制遗传变异试题例述

2018-08-08廖乐祥

生物学教学 2018年4期
关键词:AB型O型孟买

廖乐祥

(安徽省望江中学 246200)

作为高中生物学教师,原创命题是教学任务之一。有效的试题,除了具有检测功能外,还应该对学生知识的建构和应用有引导作用。为此,试题命制是教师需要学习和研究的重要内容。笔者参考专业教学期刊,结合教材遗传变异的教学内容,对综合试题命制进行了研究。

1 试题

免疫遗传学研究表明,红细胞膜上抗原实质上是一种糖蛋白。这些抗原都是以一种称做“H抗原”的物质为原料合成。决定血型抗原的特异性最终不是取决于多肽而是取决于和其连接的寡糖链的种类。寡糖链的种类是由位于人类第9号染色体上的一组复等位基因IA、IB、i所决定的。这组复等位基因通过控制糖基转移酶合成来控制抗原种类,其控制原理如图1所示(孟买型血型名称来源是因为第一个具有这种血型的家系是在印度孟买发现的)。

(1) 下列问题只考虑基因重组(不考虑基因突变,染色体变异等其他情形,血型通过基因鉴定得到):①从题干中的有关信息可以看出,基因控制性状的途径之一是:________;②孟买型的基因型共有________种,图2中Ⅰ3与Ⅰ4的基因型分别为________、________;③图2中Ⅲ2与Ⅲ3婚配,后代的血型可能为________;④假定孟买型出现的概率为1/106,则图2中Ⅱ1与Ⅱ2再生一个男孩,其血型为A型的概率为________。

图1 复等位基因控制糖基转移酶的原理

图2 遗传系谱图

(2) 下列问题考虑一般遗传规律及特殊情况(图2中血型假定是根据抗原抗体凝集反应鉴定出的结果,孟买型血型检查时都显示为O型):①若图2中Ⅱ1与Ⅱ2生出一AB型血的孩子,分析其产生的可能原因:________、________(答出两点即可);②若图2中Ⅲ2与Ⅲ3没有携带任何致病基因,经检查所生的孩子却患有遗传病,请提出三种合理的解释:________、________、________。

参考答案:(1)①基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;②6 HhIAIBHhii;③A型、O型或孟买型;④1501/3003;(2)①母方产生的卵原细胞发生了基因突变,产生了IA或IB的卵细胞 若9号染色体决定血型的基因易位到8号染色体或者其他染色体上,然后随着非同源染色体上基因的自由组合而传给子代,子代就有可能具有3个和血型有关的基因,形成IAIBi(AB型血)或者其他基因型(其他合理答案也可);②产生了基因突变的生殖细胞 产生了染色体结构变异(如5号染色体部分缺失)的生殖细胞 产生了染色体数目异常的生殖细胞(如多一条21号染色体)(其他合理答案也可)。

2 命题和解析

试题情境出自《生物学教学》杂志的文章“O型血型母亲的子女出现AB血型的可能性分析”[1],笔者提炼出关键信息进行遗传变异综合试题的编制。该题难度分层,强调知识的整合;联系实际,以核心素养评价为导向。

2.1 命题意图 本题考查的知识点主要有:基因对性状的控制、基因型的分析、遗传平衡定律、遗传计算、变异、人类的遗传病等。试题注重体现生物学科的核心素养:例如,第(1)题中的第①小题重在考查学生获取信息并运用信息解题的能力、该小题中的其他小题重在考查“理性思维”,第(2)小题重在考查学生的“批判性思维”、科学探究能力以及尝试解决生产生活问题的能力等。

2.2 解析 具体如下:

(1) ①解答此小题重要的是抓住题干中的“这组复等位基因通过控制糖基转移酶合成来控制抗原种类”这个关键信息,从而得出正确答案;②孟买型的基因型共有6种,即hhIAIB、hhIAIA、hhIAi、hhIBIB、hhIBi、hhii。由于Ⅰ3与Ⅰ4的血型分别为AB型、O型,且生出孟买型血的孩子,则可得出他们的基因型分别为HhIAIB、Hhii;③从图2中可以分析出Ⅲ2的基因型为HHIAi或HhIAi,Ⅲ3的基因型为HhIAIA或HhIAi,故图2中Ⅲ2与Ⅲ3婚配,后代的血型可能为A型、O型或孟买型;④图2中Ⅱ1的基因型为1/3HHIAIB、2/3HhIAIB,由于孟买型(hh )出现的概率为1/106,由此可推出Ⅱ2的基因型为999/1001HHii、2/1001Hhii,这样,Ⅱ1与Ⅱ2再生一个男孩,其血型为A型的概率为(1-2/3×2/1001×1/4)×1/2=1501/3003。

(2) ①若图2中Ⅱ1与Ⅱ2生出一个AB型血的孩子,分析其产生的可能原因:母方产生的卵原细胞发生了基因突变,产生了IA或IB的卵细胞;若9号染色体决定血型的基因易位到8号染色体或者其他染色体上,然后随着非同源染色体上基因的自由组合而传给子代,子代就有可能具有3个和血型有关的基因,形成IAIBi(AB型血)或者其他基因型;由于图2是根据抗原抗体凝集反应鉴定出的结果,因此,不排除IAi、IBi、IAIB等其他基因型的人因为外显不完全而表现出O型血的血型(图2中的Ⅱ2)。这时,就可能生出一个AB型血的孩子;基因型为hh的人,不管有没有IA和IB基因,都不能合成A抗原和B抗原,血型检查时都显示为O型血(如图2中的Ⅱ2的基因型可以为hhIAIB等),这时,就可能生出一个AB型血的孩子。②若图2中Ⅲ2与Ⅲ3没有携带任何致病,经检查所生的孩子却患有遗传病,原因可能有:基因突变、染色体结构变异、染色体数目变异等。

3 检测

有了良好的原始素材后,不仅要对其进行整改、加工,提炼出试题情境,精心设计问题情境。编制完成后,还要仔细推敲试题中文字表述的逻辑性、严谨性以及答案的科学性、规范性等。对于试题是否合适,还需要在实践中加以检测。本题在我校某次高三模拟考试中设置分值为14分,除(1)小题第④问以及(2)小题第①问每空2分外,其余每空1分。评卷过程中,随机抽取800份答卷,该大题的平均分为7.38分,难度系数为0.53,通过Excel软件分析出该题的区分度为0.692。学生的检测结果表明了该题有利于巩固、加深基础知识,深化对生物学概念和原理的理解,有利于学生能力的发展和提高,科学地运用生物学知识和方法解决问题。

(基金项目:安庆市教育科学研究课题“高中生物分层作业的实践与研究”,No.AJKT2016—081)

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