本文所指的信息題包括兩種類型:一是新情境試題。試題中給予了新的、考生不熟悉的情境,要求考生運(yùn)用所學(xué)過的知識(shí)去解決新情境下的問題。二是信息給予題。指在試題中給予了考生未曾學(xué)習(xí)過的知識(shí)信息,要求運(yùn)用試題中給予的新的知識(shí)信息,并結(jié)合已有知識(shí)去解決問題的試題。兩者的區(qū)別在于:信息給予題解決問題需要運(yùn)用試題給予的新知識(shí);而新情境試題只是問題情境是新的,解決問題所涉及的知識(shí)是考生已學(xué)習(xí)過的。這兩種試題都能有效地考查考生獲取信息的能力,特別是信息給予題,要求考生在有限的時(shí)間內(nèi),直接消化吸收試題提供的新信息去解決問題,對(duì)考生的能力考查具有更高的要求。
一.新情境試題
[例1] 下圖示某生物細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí),兩對(duì)聯(lián)會(huì)的染色體之間出現(xiàn)異常的“十字型結(jié)構(gòu)”現(xiàn)象,圖中字母表示染色體上的基因。據(jù)圖所作推斷中,錯(cuò)誤的是(說明:圖中數(shù)字序號(hào)是為了分析方便而添加,原題沒有)
A.此種異常緣于染色體的結(jié)構(gòu)變異
B.該生物產(chǎn)生的異常配子很可能有HAa或hBb型
C.該生物的基因型為HhAaBb,一定屬于二倍體生物
D.此種異??赡軙?huì)導(dǎo)致生物體育性下降
本題提供的減數(shù)分裂過程中兩對(duì)聯(lián)會(huì)染色體之間出現(xiàn)的“十字型結(jié)構(gòu)”是一個(gè)新的情境。
正常情況下,減數(shù)分裂過程聯(lián)會(huì)發(fā)生在同源染色體之間,根據(jù)圖示可以判斷1與2染色體為同源染色體,3與4號(hào)為同源染色體,但圖中兩對(duì)同源染色體的部分區(qū)段沒有能聯(lián)會(huì),而是與非同源染色體的部分區(qū)段進(jìn)行了聯(lián)會(huì)。原因是什么呢?從圖中可知,原本應(yīng)該在同源染色體上的等位基因A與a、B與b轉(zhuǎn)移到了非同源染色體上,染色體發(fā)生了結(jié)構(gòu)的變異(這種變異叫易位)。
在減數(shù)分裂進(jìn)行時(shí),同源染色體分離,而非同源染色體間進(jìn)行自由組合。當(dāng)1與3組合,2與4組合時(shí),可形成HAa與hBb的配子;當(dāng)1與4組合,2與3組合時(shí),可形成HAb與hBa的配子。HAb與hBa的配子,基因是完整的,配子是可育的;但當(dāng)配子是HAa與hBb時(shí),由于配子中的基因有重復(fù)與缺失,配子是不育的。因此,這種十字型結(jié)構(gòu)的形成會(huì)導(dǎo)致生物體育性下降。
由于圖中示意的僅為形成“十字型結(jié)構(gòu)”的兩對(duì)染色體,細(xì)胞中其它染色體的情形并未表示,也無(wú)法作出判斷,因此也就無(wú)法判斷其基因型以及是否為二倍體。
答案:C。
[例2]用籽粒為有色飽滿的玉米和籽粒為無(wú)色皺縮的玉米雜交,F(xiàn)1全部表現(xiàn)為有色飽滿,F(xiàn)1自交后,F(xiàn)2的性狀表現(xiàn)及比例為:有色飽滿73%,有色皺縮2%,無(wú)色飽滿2%,無(wú)色皺縮23%。請(qǐng)回答下列問題:
(1)上述每一對(duì)性狀的遺傳符合 定律,為什么? 。
(2)兩對(duì)基因的遺傳,如符合自由組合定律,前提條件是 。上述兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳是否符合自由組合規(guī)律? 。為什么?
(3)請(qǐng)做出關(guān)于上述兩對(duì)性狀遺傳表現(xiàn)的假設(shè)。
(4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的實(shí)驗(yàn)假設(shè)。
兩對(duì)相對(duì)性狀的親本雜交,F(xiàn)2出現(xiàn)四種表現(xiàn)型,也就是出現(xiàn)了性狀的重組,但F2四種表現(xiàn)型所占的百分比卻并非是孟德爾自由組合定律中的9:3:3:1的典型比例,也不可能是這一典型比例的變形。由此判斷,這兩對(duì)性狀的遺傳是不符合孟德爾自由組合定律的。
本題中F2的性狀比例不符合自由組合定律,但如果我們拆開兩對(duì)性狀,單獨(dú)看一對(duì)性狀的遺傳時(shí),每對(duì)性狀在F2都是3:1的比例,符合典型的分離定律比例,這就是說每一對(duì)基因的遺傳都是正常的,排除例外的可能性。那么題中兩對(duì)性狀的遺傳為什么不符合自由組合定律呢?孟德爾自由組合定律的遺傳是指兩對(duì)或兩對(duì)以上的基因,分別位于不同對(duì)同源染色體上,在減數(shù)分裂形成配子時(shí),同源染色體上的等位基因分離,同時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合。在兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳中,符合自由組合定律的前提是:兩對(duì)基因必須位于兩對(duì)同源染色體上。這樣,我們可以推測(cè),這兩對(duì)性狀的基因很可能是位于同一對(duì)染色體上。
如果驗(yàn)證兩對(duì)基因是位于同一對(duì)染色體上呢?讓F1進(jìn)行自交與測(cè)交都是可以的,但本題中已有的F2中各性狀類型的百分比是通過自交得出的,如果繼續(xù)做自交的實(shí)驗(yàn),等于是重復(fù)已有的實(shí)驗(yàn),那是不符合第(4)小題中“設(shè)計(jì)另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)”的要求的,因此“另外”設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可以是讓F1進(jìn)行測(cè)交。在自由組合定律中,F(xiàn)1測(cè)交的結(jié)果應(yīng)該是1:1:1:1的性狀分離比,如果不符合自由組合定律,那就得不到這一典型的比例。
事實(shí)上,本題所描述的是遺傳學(xué)中的連鎖與互換定律,但試題的解答不需要我們運(yùn)用連鎖與互換的相關(guān)知識(shí),利用已有自由組合定律以及減數(shù)分裂的相關(guān)知識(shí)就完全可以解決了。
答案:(1)基因分離F2代中每對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性之比都為3:1; (2)非等位基因位于非同源染色體上 不符合,因?yàn)閮蓪?duì)相對(duì)性狀在F2中的4種表現(xiàn)型比例不符合9:3:3:1的比例關(guān)系。
(3)控制玉米的籽粒有色與無(wú)色、飽滿與皺縮的兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。
(4)選擇純合有色飽滿與無(wú)色皺縮玉米雜交得到F1;F1(10株)再與無(wú)色皺縮玉米雜交得到種子;進(jìn)行種子統(tǒng)計(jì)分析,得出不同表現(xiàn)型比;若符合1:1:l:1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,則假設(shè)成立,否則,假設(shè)不成立。
上面的例1涉及的染色體結(jié)構(gòu)變異中的“易位”,例2中涉及到的“基因的連鎖互換”,都不屬于高考要求的范圍,但這類試題并不超綱,因?yàn)榻鉀Q試題中涉及的問題所需要的知識(shí)都是我們學(xué)習(xí)過的,超出我們學(xué)習(xí)范圍的知識(shí)只是提供了題目的背景。解決這些問題不是依靠我們?nèi)コ隹季V范圍要求補(bǔ)充大學(xué)教材中的知識(shí)內(nèi)容,而是要充分運(yùn)用已有的知識(shí),去分析題中涉及的新現(xiàn)象。
二.信息給予題
[例3]在生物化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)?shù)孜锱c酶的活性位點(diǎn)形成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)時(shí),可催化底物發(fā)生變化,如圖甲Ⅰ所示。酶的抑制劑是與酶結(jié)合并降低酶活性的分子。競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性位點(diǎn),非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑和酶活性位點(diǎn)以外的其他位點(diǎn)結(jié)合,從而抑制酶的活性,如圖甲Ⅱ、Ⅲ所示。圖乙示意發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制和非競(jìng)爭(zhēng)性抑制時(shí),底物濃度與起始反應(yīng)速率的變化曲線圖。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題:
(1)當(dāng)?shù)孜锱c酶活性位點(diǎn)具有互補(bǔ)的結(jié)構(gòu)時(shí),酶才能與底物結(jié)合,這說明酶的催化作用具有 。
(2)青霉素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與細(xì)菌合成細(xì)胞壁的底物相似,故能抑制細(xì)菌合成細(xì)胞壁相關(guān)酶的活性,其原因是 。
(3)據(jù)圖乙分析,隨著底物濃度升高,抑制效力變得越來越小的是 抑制劑,原因是 。
(4)唾液淀粉酶在最適溫度條件下的底物濃度與反應(yīng)速率的變化如圖丙。若將溫度提高5℃,請(qǐng)?jiān)趫D丙內(nèi)繪出相應(yīng)變化曲線。
解答本題要運(yùn)用到題中酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的作用原理。
在競(jìng)爭(zhēng)性抑制中,抑制劑會(huì)與底物競(jìng)爭(zhēng)酶的活性部位,使底物降低與酶結(jié)合的機(jī)會(huì),從而使酶的催化活性下降。第(2)題中,青霉素的化學(xué)結(jié)構(gòu)與細(xì)菌合成細(xì)胞壁的底物相似,因此酶的活性部位就會(huì)與青霉素結(jié)合而使細(xì)菌合成細(xì)胞壁底物與酶活性部位結(jié)合的機(jī)會(huì)下降,從而影響細(xì)胞壁的合成。在競(jìng)爭(zhēng)性抑制中,隨著底物濃度的增加,抑制劑與底物在競(jìng)爭(zhēng)酶的活性部位時(shí)的作用就會(huì)明顯減弱,當(dāng)?shù)孜餄舛茸銐虼髸r(shí),底物與酶活性部位結(jié)合的機(jī)會(huì)就加大,抑制劑的作用就無(wú)法顯示出來,幾乎就失去了抑制的作用;但如果是非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,由于其結(jié)合部位不與底物構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,抑制劑的抑制作用始終在發(fā)揮著作用,不會(huì)因?yàn)榈孜餄舛雀吡硕テ湟种谱饔?。所以第?)小題描述的是競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。
溫度對(duì)酶的影響是會(huì)改變酶的結(jié)構(gòu),使酶產(chǎn)生不可逆的失活。溫度提高5℃,部分酶會(huì)因此而失去活性,相比于最適溫度條件,酶的催化速度會(huì)有一定程度的下降。
答案:(1)專一性 (2)青霉素能與這些酶的活性位點(diǎn)結(jié)合(或:酶活性位點(diǎn)被封閉),使細(xì)菌合成細(xì)胞壁的底物與酶活性位點(diǎn)結(jié)合機(jī)會(huì)下降 (3)競(jìng)爭(zhēng)性 底物濃度越高,底物與酶活性位點(diǎn)結(jié)合機(jī)會(huì)越大,競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與酶活性位點(diǎn)結(jié)合機(jī)會(huì)越小
(4)見圖
[例4]雜種優(yōu)勢(shì)是指兩個(gè)遺傳組成不同的親本雜交產(chǎn)生的F1,在生活力、繁殖力、抗逆性、產(chǎn)量和品質(zhì)等方面都優(yōu)于雙親的現(xiàn)象。顯性假說和超顯性假說都可以解釋雜種優(yōu)勢(shì)。
(1)顯性假說認(rèn)為雜種優(yōu)勢(shì)是由于雙親的各種顯性基因全部聚集在F1引起的互補(bǔ)作用。如豌豆有兩個(gè)純種(P1和P2)的株高均為1.5~1.8米,但其性狀有所不同,親代P1多節(jié)而節(jié)短,親代P2少節(jié)而節(jié)長(zhǎng),雜交后F1集中雙親顯性基因,多節(jié)而節(jié)長(zhǎng),可達(dá)到2.1~2.4米,表現(xiàn)雜種優(yōu)勢(shì)。(多節(jié)與少節(jié)、節(jié)長(zhǎng)與節(jié)短分別由兩對(duì)位于非同源染色體上等位基因控制,設(shè)A和a,B和b)。
①親代P1和P2以及F1的基因型與表現(xiàn)型:
P1 P2 F1
②解釋F1具有雜種優(yōu)勢(shì)的原因: 。
(2)超顯性假說則認(rèn)為等位基因的作用優(yōu)于相同基因,可以解釋雜種優(yōu)于純合親本。例如,豌豆某一位點(diǎn)上的兩個(gè)等位基因(A1、A2)各抗一種銹病。
①兩個(gè)只抗一種銹病的親本的基因型分別是 ,F(xiàn)1的基因型是 。
②F1具有雜種優(yōu)勢(shì)的原因: 。
雜種優(yōu)勢(shì)的顯性假說認(rèn)為“雜種優(yōu)勢(shì)是由于雙親的各種顯性基因全部聚集在F1引起的互補(bǔ)作用”。第(1)小題中,親代P1多節(jié)而節(jié)短,親代P2少節(jié)而節(jié)長(zhǎng),雜交后F1集中雙親顯性基因,多節(jié)而節(jié)長(zhǎng)。可見節(jié)多相對(duì)于節(jié)少是顯性,節(jié)長(zhǎng)相對(duì)于節(jié)短是顯性。由此,P1的基因型可表示為AAbb,P2的基因型可表示為aaBB,F(xiàn)1的基因型為AaBb。由于F1中集中了A與B兩個(gè)顯性基因,因此表現(xiàn)為節(jié)多節(jié)長(zhǎng)的雜種優(yōu)勢(shì)。
超顯性假說認(rèn)為“等位基因的作用優(yōu)于相同基因”。第(2)小題中,豌豆某一位點(diǎn)上的兩個(gè)等位基因(A1、A2)各抗一種銹病,那么只抗一種病的兩個(gè)親本分別只含有A1或A2基因,其基因型分別應(yīng)該為:A1A1和A2A2。F1能抗兩種病,說明含有A1與A2基因,其基因型只能是A1A2。
答案:(1)P1:多節(jié)節(jié)短AAbb P2: 少節(jié)節(jié)長(zhǎng)aaBB F1:多節(jié)節(jié)長(zhǎng)AaBb F1代具有A和B基因,表現(xiàn)為節(jié)多而且節(jié)長(zhǎng),故較高
(2)AlAl × A2A2 AlA2 F1代AlA2具有兩種抗銹病基因,能抗兩種銹病。
上面的例3中,解決問題需要涉及酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的作用原理,例4中對(duì)相關(guān)雜種優(yōu)勢(shì)的解釋分別運(yùn)用到顯性假說與超顯性假說,而這些知識(shí)都不在我們學(xué)習(xí)的范圍內(nèi),當(dāng)然也不屬于高考的要求。但試題以信息的形式給予了相關(guān)的知識(shí),需要我們?cè)陂喿x試題的過程中獲取有效的信息,并運(yùn)用這些信息解答相關(guān)的問題。
無(wú)論是新情境試題,還是信息給予試題,甄別并獲取試題中的有效信息是解答此類試題的首要環(huán)節(jié),試題主要考查的是考綱能力要求中獲取信息的能力。