遗传学命题规律分析
一、2021-2024年双向考点还原
二、规律小结
遗传学是生物学基础核心课程之一。提高遗传学素养,是提高考生生物学学科核心素养的重要途径,是促进考生全面发展和实施素质教育的重要组成部分,也是社会发展的迫切需求。遗传学内容是历年高考考查的热点和难点,应引起高度重视。
遗传分子部分的命题主要集中在 DNA 分子结构、杂交的原理及应用等方面。2024河北卷第5题考查 DNA 分子的结构。注重对科学史的考查,如2024年甘肃卷第5题考查证明 DNA 是遗传物质的几个经典实验。
减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞,是生物进行有性生殖的细胞学基础。2024年山东卷第6题考查互换对配子基因型的影响,2024年6月浙江卷第18题用32P标记精原细胞中的 DNA ,分析细胞经过一次有丝分裂和一次减数分裂后,细胞中含32P 的染色体变化。
中心法则是高考命题的热点。2024年1月浙江卷第10题考查 DNA 半保留复制,2024年河北卷第4题考查 DNA 复制、转录过程,2023年山东卷第5题以复制叉为情境,考查 DNA 复制。2023年1月浙江卷第15题以多聚核糖体为情境,考查翻译的过程、特点和意义。
一直以来,人类遗传病的试题逻辑关系错综繁杂,难度大。2024年山东卷第8题分析遗传系谱图中的因果关系并进行相应的逻辑推理与论证。2024年广东卷第18题分析遗传系谱图、判断遗传性质并进行相应概率计算。2024年安徽卷第19题通过分析甲、乙两种遗传病的遗传系谱图,考查遗传性质的判定、子代患病概率的计算、基因电泳条带分析。2024年湖北卷第22题通过分析遗传系谱图和基因电泳图判断遗传性质。高考试卷中"两图"多,一是遗传系谱图,二是基因电泳图,需对两图引起高度重视。
致死问题也是遗传的常考情境,2022年山东卷第5题涉及致死和自由交配问题,2021年山东卷第6题也涉及致死问题。致死问题涉及数理计算,对考生的数理能力要求较高。
遗传性质的判定需要确定性状的显隐性、基因在染色体上的位置以及基因遗传的适用定律。2024年安徽卷第12题通过分析杂交结果确定显、隐性,进而确定亲本的基因型并计算 F 自由交配后子代某种表型的占比。2023年山东卷第7题考查基因组印记,考查表观遗传。2023年山东卷第18题的性别决定方式复杂,除常染色体上的基因外,X 染色体的数目也参与了性别决定。这类试题常基于能力立意进行命制,逻辑关系复杂,能很好地考查考生的思辨能力、抽象思维能力和演绎推理能力,对考生的洞察能力以及在复杂情境下发现关键特征并抓住问题本质的学科素养要求较高。
判定基因在染色体上的位置是高考的热点和难点。2024年广东卷第14题设置3对等位基因,要求确定这些基因的位置关系。2024年山东卷第17题设置易位情境,分析易位基因的去向。2024年山东卷第22题设置两组杂交实验,要求通过分析实验结果完成显、隐性的判断,基因的染色体定位,并结合现代分子生物学技术(电泳条带)分析基因组成。2024年河北卷第23题通过分析表型比及 SSR 的位置进行基因定位。
遗传题基于逻辑提出问题,设置合理的任务,主要目的是考查考生的科学思维能力及生物学核心素养的发展水平,在高考中起"分水岭"作用。遗传题早已从早期的侧重遗传概率计算向多元化考查转变,突出对逻辑思维能力和遗传学素养的考查。
三、等级考学业质量水平解读
概述基因的结构:基因通常是有遗传效应的 DNA 片段,是遗传的基本单位。遗传信息储存在碱基序列中,具有多样性和特异性。基因序列的改变可引起性状变化,基因突变是变异的主要来源。线粒体 DNA ( mtDNA )和叶绿体 DNA ( ctDNA )有独特结构和遗传特点。课程标准要求考生理解基因的结构与功能,分析基因突变与变异的关系。学业质量水平4要求考生运用结构与功能观、物质与能量观,综合 STEM 知识,解决遗传学问题。
概述细胞内的 RNA 分子:细胞内的 RNA 分子具有特定的结构和功能。 mRNA 传递遗信息, tRNA 负责转运氨基酸, rRNA 是核糖体的主要成分。课程标准要求考生军握 KNA 分子的基本结构和功能,分析其在蛋白质合成中的作用。学业质量水平4要求考生能运用科学思维方法,基于 RNA 分子的结构与功能,设计并实施实验,解释 RNA 在基因表达和调控中的作用,并能在复杂情境中运用这些知识解决相关问题。
概述细胞减数分裂过程:减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞,是生物进行有性生殖的基础。要求考生掌握减数分裂各时期的特点,并能分析各时期的染色体行为及数目变化。
概述减数分裂过程中会发生基因重组:阐明减数分裂是孟德尔遗传定律、基因重组和染色体变异的细胞学基础。在减数分裂 I 前期,发生在同源染色体非姐妹染色单体间的互换是生物变异的重要来源。在减数分裂 I 后期,同源染色体分离、非同源染色体自由组合,产生了多种基因型的配子,使后代基因型及表型的多样化成为可能,是生物变异的重要来源。考生要深刻理解细胞分裂的方式、实质和意义,加深对前面所学的遗传规律的理解和应用,感悟生命的来之不易和伟大,进而热爱生命,形成正确的生命观念。
从" DNA 是主要遗传物质"的探究过程中学习实验设计思路:无论是肺炎链球菌的体外转化实验还是噬菌体侵染大肠杆菌实验,思路均是将 DNA 和蛋白质分离,单独分析它们的作用。
理解转化的本质:转化的本质是同源重组,是 DNA 通过配对、链的断裂和再连接进而产生片段交换的过程,是最基本的重组方式。真核生物非姐妹染色单体的互换、细菌及某些低等真核生物的转化、细菌的转导和接合等都属于这一类型。
理解示踪方法:放射性同位素标记可用于物质或结构的示踪,如" S 、3" P 可分别用于标记蛋白质、核酸。概述 DNA 复制:DNA 复制是细胞增殖的基础,也是进行有性生殖生物传代的基础, DNA 复制的过程是一个物质合成过程,需要模板、原料,也需要酶的催化和能量驱动。DNA 的半保留复制是完成信息高保真传递的基础,此过程中信息流由 DNA → DNA 。
概述转录和翻译:转录实现了信息由 DNA → RNA 。翻译实现了信息由 RNA →蛋白质并决定生物表型。
认同生命的物质与能量观、信息观:在分子水平上对遗传和变异的机理作出解释。
概述人类遗传病:说明人类遗传病的类型及产生原因,能够利用遗传系谱图分析遗传病的遗传方式。
学会调查人类遗传病的发病率或遗传方式:能够通过参与调查人群中的遗传病,培养获取、分析数据的能力。
概述人类遗传病的检测和预防方法:能积极思考遗传学与其他自然科学和人文科学的联系,关注人体健康。
阐明生物致死的种类及其生物学效应:致死种类较多,按不同标准可分为配子致死与合子致死、显性致死与隐性致死等。同时,致死基因在性染色体上时会出现伴性致死,有时性别(主要是性激素)也会影响致死基因的表达。
学会分析致死导致的结果:如基因型比例、基因频率或性别比例的变化。
概述基因分离规律和自由组合定律的本质:学会区分相对性状、分析其控制基因的显隐性关系,学会推导子代基因型的方法。
掌握"假说一演绎"的思维方法:能在观察和分析基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,并能根据假说进行演绎推理,并通过实验检验演绎推理的结论是否正确。
区分自交和自由交配:能区分自交与自由交配的不同并能进行相应的数理运算。能对遗传现象中的"特殊遗传"如不完全显性、复等位基因、一因多效、表观遗传问题等作出解释。
阐明基因随染色体向后代传递:子代染色体来源于亲代,亲代的遗传信息主要随染色体传向子代,其中位于性染色体上的基因与性别相关联。
阐明基因在染色体上位置关系决定所适用的遗传定律:说明分离定律、自由组合定律及连锁互换定律等各自的适用条件,并能运用这些遗传定律推测后代的基因型及表型。
学会推测基因与染色体的位置关系:能根据后代表型进行归纳推理,对相关基因在染色体的位置关系作出合理判断。
阐明染色体结构变异的类型:说明染色体片段可发生缺失、重复、倒位和易位,分辨染色体变异与基因突变、易位、基因重组的区别。
阐明诱导植物染色体加倍的方法:低温及秋水仙素处理能诱导植物细胞染色体数目加倍。
阐明单倍体、二倍体和多倍体:说明染色体组概念及与单倍体、二倍体和多倍体之间的关系;说明育种的方法及其原理。
阐明生物进化的证据:尝试通过化石、比较解剖学和胚胎学等事实,说明当今生物具有共同的祖先。尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识,说明当今生物在新陈代谢、 DNA 的结构与功能等方面具有许多共同特征。
阐明生物进化趋势:说明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加;说明变异、选择和隔离可导致新物种形成。
四、备考策略
1.回归教材,由"简单重复"转向"温故知新"
在备考复习时,要求在熟练掌握生物学核心概念的同时,对相关知识进行比较、分类和整合。要突出主干知识,构建知识体系,提高综合分析能力,构建知识的网络结构,以达到拓展知识、深化理解、提升能力的目标。
2.提高信息转化能力
信息转化有两类,一类是文→图,即从大段文字中生成相关示意图模型。另一类是图→文,即从图中获取信息,通过对图表、图解的内化,提升知识迁移能力、分析推理能力和综合概括能力。
3.关注生物学发展前沿
近年来,对经典遗传学的考查有向分子遗传学"外溢"的倾向。如印记遗传、转录和翻译层面的分子分析、基于 PCR 的基因酶切电泳图、 SSR 分子标记等。高考命题将向这个方向拓展。
4.以高考题为蓝本,提高复习的精准性
高考真题在题型、命题角度、试题质量等方面进行了精心设计和控制,其权威性和前瞻性是其他练习题不能替代的,是最好的检验题目。多用高考真题进行训练能真正提高思维水平,做到精准备考。
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