2014高考生物幾道典型遺傳學(xué)大題分類剖析

陳志遠(yuǎn)

摘 要 敘述了2014年高考生物試卷中的幾道典型遺傳學(xué)大題，難度較大，考查角度各異，對學(xué)生的能力要求較高，現(xiàn)對其分類解析，為下年高考復(fù)習(xí)和迎考作一參考。

關(guān)鍵詞 高考生物 遺傳學(xué) 分類解析

中圖分類號 G633.91

2014年理綜生物高考試卷中有幾道遺傳學(xué)大題，難度較大，從不同角度對學(xué)生的審題能力、獲取信息能力、推理判斷能力等有很好的考查，這幾道遺傳題往往都成為了當(dāng)年本套試卷中的壓軸題，具有很大的區(qū)分度，能很好的起到選拔的作用，現(xiàn)對其進(jìn)行分類剖析，為下年學(xué)生復(fù)習(xí)備考和教師教學(xué)作一參考。

1 染色體結(jié)構(gòu)變異型

【例題】 （2014·山東卷28題）果蠅的灰體（E）對黑檀體（e）為顯性；短剛毛和長剛毛是一對相對性狀，由一對等位基因（B，b）控制。這兩對基因位于常染色體上且獨(dú)立遺傳。用甲、乙、丙三只果蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，雜交組合、F1表現(xiàn)型及比例如圖1所示。

（1） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的雜交結(jié)果，推斷乙果蠅的基因型可能為 或 。若實(shí)驗(yàn)一的雜交結(jié)果能驗(yàn)證兩對基因E，e和B，b的遺傳遵循自由組合定律，則丙果蠅的基因型應(yīng)為 。

（2） 實(shí)驗(yàn)二的F1中與親本果蠅基因型不同的個(gè)體所占的比例為 。

（3） 在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下，一個(gè)由純合果蠅組成的大種群個(gè)體間自由交配得到F1，F(xiàn)1中灰體果蠅8 400只，黑檀體果蠅1 600只。F1中e的基因頻率為 ，Ee的基因型頻率為 。親代群體中灰體果蠅的百分比為 。

（4） 灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交，在后代群體中出現(xiàn)了一只黑檀體果蠅。出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失。現(xiàn)有基因型為EE，Ee和ee的果蠅可供選擇，請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果預(yù)測，以探究其原因。（注：一對同源染色體都缺失相同片段時(shí)胚胎致死；各型配子活力相同）

實(shí)驗(yàn)步驟：

① 用該黑檀體果蠅與基因型為 的果蠅雜交，獲得F1；

② F1自由交配，觀察、統(tǒng)計(jì)F2表現(xiàn)型及比例。

結(jié)果預(yù)測：I.如果F2表現(xiàn)型及比例為 ，則為基因突變；

II. 如果F2表現(xiàn)型及比例為 ，則為染色體片段缺失。

【解析】本題考查了基因自由組合定律、種群基因頻率計(jì)算、相關(guān)雜交方案設(shè)計(jì)，難度較大。

（1） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)一中灰體∶黑檀體=1∶1、短剛毛∶長剛毛=1∶1，得知甲乙的基因型可能為EeBb×eebb或者eeBb×Eebb。同理由實(shí)驗(yàn)二的雜交結(jié)果，推斷乙和丙的基因型應(yīng)為eeBb×EeBb，所以乙果蠅的基因型可能為EeBb或eeBb。若實(shí)驗(yàn)一的雜交結(jié)果能驗(yàn)證兩對基因E，e和B，b的遺傳遵循自由組合定律，則甲乙的基因型可能為EeBb×eebb，乙的基因型為EeBb，則丙果蠅的基因型應(yīng)為eeBb。

（2） 實(shí)驗(yàn)二親本基因型為eeBb×EeBb，F(xiàn)1中與親本果蠅基因型相同的個(gè)體所占的比例為1/2×1/2+1/2×1/2=1/2，所以基因型不同的個(gè)體所占的比例為1/2。

（3）一個(gè)由純合果蠅組成的大種群中，如果aa基因型頻率為n，則AA的基因型頻率為1-n，則其產(chǎn)生雌雄配子中A和a的比例為n：（1-n），自由交配得到F1中黑檀體果蠅基因型比例=n2=1 600/（1 600+8 400），故n=40%。在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下，每一代中e的基因頻率是不變的，所以為40%，F(xiàn)1中Ee的基因型頻率為2n（1-n）=48%，親代群體中灰體果蠅的百分比為60%。

（4） 由題意知，出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因如果是親本果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變則此黑檀體果蠅的基因型為ee，如果是染色體片段缺失，黑檀體果蠅的基因型為e。選用EE基因型果蠅雜交關(guān)系如圖2所示。

選用Ee基因型果蠅雜交關(guān)系如圖3所示。

答案：（1） EeBb eeBb（注：兩空可顛倒） eeBb （2） 1/2 （3） 40% 48% 60%

（4） 答案一：①EE I.灰體∶黑檀體=3∶1 II.灰體∶黑檀體=4∶1

答案二：①Ee I.灰體∶黑檀體=7∶9 II.灰體∶黑檀體=7∶8

2 同源染色體交叉互換型

【例2】 （2014·北京卷30題）擬南芥的A基因位于1號染色體上，影響減數(shù)分裂時(shí)染色體交換頻率，a基因無此功能；B基因位于5號染色體上，使來自同一個(gè)花粉母細(xì)胞的四個(gè)花粉粒分離，b基因無此功能。用植株甲（AaBB）與植株乙（AAbb）作為親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，在F2中獲得了所需植株丙（aabb）。

（1） 花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)，聯(lián)會形成的

經(jīng) 染色體分離、姐妹染色單體分開，最終復(fù)制后的遺傳物質(zhì)被平均分配到四個(gè)花粉粒中。

（2） a基因是通過將T-DNA插入到A基因中獲得的，用PCR法確定T-DNA插入位置時(shí)，應(yīng)從圖4中選擇的引物組合是 。

（3） 就上述兩對等位基因而言，F(xiàn)1中有 種基因型的植株。F2中表現(xiàn)型為花粉粒不分離的植株所占比例應(yīng)為 。

（4） 雜交前，乙的1號染色體上整合了熒光蛋白基因C、R。兩代后，丙獲得C、R基因（圖5）。帶有C、R基因的花粉粒能分別呈現(xiàn)出藍(lán)色、紅色熒光。

① 丙獲得了C、R基因是由于它的親代中的

在減數(shù)分裂形成配子時(shí)發(fā)生了染色體交換。

② 丙的花粉母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，若染色體在C和R基因位點(diǎn)間只發(fā)生一次交換，則產(chǎn)生的四個(gè)花粉粒呈現(xiàn)出的顏色分別是 。

③ 本實(shí)驗(yàn)選用b基因純合突變體是因?yàn)椋豪没ǚ哿２环蛛x的性狀，便于判斷染色體在C和R基因位點(diǎn)間 ，進(jìn)而計(jì)算出交換頻率。通過比較丙和 的交換頻率，可確定A基因的功能。

解析：本題考查關(guān)于減數(shù)分裂過程中，同源染色體聯(lián)會時(shí)交叉互換的概念及過程的理解。對考生關(guān)于減數(shù)分裂的概念和有關(guān)知識要求較高，試題考查方式較為靈活，極具特色，屬于中高難度試題。

（1） 減數(shù)分裂中，同源染色體會聯(lián)會形成四分體，接著同源染色體彼此分離。

（2） 確定T-DNA插入位置時(shí)，需擴(kuò)增A中T-DNA兩側(cè)片段，在DNA聚合酶的作用下從引物的3′開始合成，即DNA復(fù)制時(shí)子鏈的延伸方向?yàn)?′→3′，故選擇Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)片段做引物。

（3） 由親代甲（AaBB）、乙（AAbb）雜交，可知F1中有AABb、AaBb兩種基因型。F1自交到F2（從圖2可知），得到花粉粒不分離的植株（bb）所占的比例為25%。

（4） ①本題目的之一是通過實(shí)驗(yàn)，檢測A基因?qū)τ诨蚪粨Q頻率的影響。故需將AA個(gè)體與aa個(gè)體進(jìn)行比較，同時(shí)，為了鑒別是否發(fā)生交換，選擇熒光蛋白基因C、R整合到相應(yīng)染色體上。本題中親代乙中C、R基因與A基因位于1號染色體上。故減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體的非姐妹染色單體部分片段互換，致使C、R在F2中與a基因位于1號染色體上。所以丙獲得C、R基因是由于F1在減數(shù)分裂形成配子時(shí)發(fā)生了染色體交換；

② 丙的花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)，若染色體在C和R基因位點(diǎn)見只發(fā)生一次交換，則產(chǎn)生的四個(gè)花粉粒，且四種花粉粒如圖6所示，呈現(xiàn)出的顏色分別僅含C藍(lán)色、僅含R紅色、C、R整合在一條染色體上紅藍(lán)疊加呈紫色，不含熒光標(biāo)記基因的無色；故產(chǎn)生的四個(gè)花粉粒的顏色是：紅色、藍(lán)色、紫色、無色。

③ 本實(shí)驗(yàn)選用b基因純合個(gè)體是為了利用花粉粒不分離的性狀，便于統(tǒng)計(jì)判斷染色體在C、R基因間是否發(fā)生互換，通過丙（aa）與乙（AA）比較，可確定A基因?qū)τ诨蚪粨Q次數(shù)的影響。

答案：（1） 四分體 同源 （2） Ⅱ和Ⅲ （3） 2 25% （4） ①父本和母本 ②藍(lán)色、紅色、藍(lán)和紅疊加色、無色 ③交換與否和交換次數(shù) 乙

3 純合基因致死型

【例3】 （2014·江蘇卷33題）有一果蠅品系，其一種突變體的X染色體上存在ClB區(qū)段用（XClB表示）。B基因表現(xiàn)顯性棒眼性狀；l基因的純合子在胚胎期死亡（XClBXClB與XClBY不能存活）；ClB存在時(shí)，X染色體間非姐妹染色單體不發(fā)生交換；正常果蠅X染色體無ClB區(qū)段用（X+表示）。果蠅的長翅（Vg）對殘翅（vg）為顯性，基因位于常染色體上。請回答下列問題：

（1）圖7是果蠅雜交實(shí)驗(yàn)示意圖。圖中F1長翅與殘翅個(gè)體的比例為 ，棒眼與正常眼的比例為

。如果F1用正常眼長翅的雌果蠅與F1正常眼殘翅的雄果蠅雜交，預(yù)期產(chǎn)生正常眼殘翅果蠅的概率是 ；用F1棒眼長翅的雌果蠅與正常眼長翅的雄果蠅雜交，預(yù)期產(chǎn)生棒眼殘翅果蠅的概率是。

（2） 圖8是研究X射線對正常眼果蠅X染色體誘變示意圖。為了鑒定X染色體上正常眼基因是否發(fā)生隱性突變，需用正常眼雄果蠅與F1中 果蠅雜交，X染色體的誘變類型能在其雜交后代 果蠅中直接顯現(xiàn)出來，且能計(jì)算出隱性突變頻率，合理的解釋是 ；如果用正常眼雄果蠅與F1中 果蠅雜交，不能準(zhǔn)確計(jì)算出隱性突變頻率，合理的解釋是 。

解析：（1） 長翅與殘翅基因位于常染色體上，與性別無關(guān)聯(lián)，因此P：Vg×Vg→長翅∶殘翅=3∶1；XCIBX+×X+Y→X+X+、X+Y、XCIBX+和XCIBY（死亡），故棒狀眼和正常眼的比例為1∶2；

F1長翅為1/3Vg、Vg和2/3Vgvg，殘翅為vgvg，2/3Vgvg×vgvg→殘翅vgvg為2/3×1/2=1/3，F(xiàn)1正常眼雌果蠅為X+X+×正常眼雄果蠅X+Y所得后代均為正常眼，故產(chǎn)生正常眼殘翅果蠅的概率是1/3×1=1/3；F1長翅×長翅→殘翅，2/3Vg、vg×2/3Vg、vg→2/3×2/3×1/4=1/9殘翅vgvg，F(xiàn)1棒眼雌果蠅XCIBX+×正常眼雄果蠅X+Y→XCIBX+，X+X+，XCIBX+和XCIBY（死亡），故棒眼所占比例為1/3，二者合并產(chǎn)生棒眼殘翅果蠅的概率是1/9×1/3=1/27。

（2）P：XCIBX+×X？Y→F1：雌性XCIBX？，X？X+雄性X+Y，XCIBY（死亡），F(xiàn)1中雌果蠅為正常眼X？X+和棒眼XCIBX？，正常眼雄果蠅的基因型為X+Y，由于ClB存在時(shí)，X染色體間非姐妹染色單體不發(fā)生交換，故XCIB X？不會交叉互換，X？X+可能會發(fā)生交叉互換。又由于雜交后代中雄果蠅X染色體來源于親代雌果蠅，Y 色體無對應(yīng)的等位基因，故隱性突變可以在子代雄性中顯性出來，所以選擇F1棒眼雌性XCIBX？與正常眼雄性X+Y交配，后代雄性將會出現(xiàn)三種表現(xiàn)型即棒眼，正常眼和隱性突變體?？梢愿鶕?jù)子代隱性突變個(gè)體在正常眼和突變體中所占的比例計(jì)算出該隱性突變的突變率；如果選擇F1雌性正常眼X？X+與正常眼雄性X+Y交配，則雌性X染色體有可能存在交叉互換，故不能準(zhǔn)確計(jì)算出隱性突變頻率。

答案：（1） 3∶1 1∶2 1/3 1/27 （2） 棒眼雌性 雄性 雜交后代中雄果蠅X染色體來源于親代雌果蠅，且X染色體間未發(fā)生交換，T染色體無對應(yīng)的等位基因 正常眼雌性 X染色體間可能發(fā)生了交換。

4 基因累加型

【例4】 （2014·重慶卷8題）肥胖與遺傳密切相關(guān)，是影響人類健康的重要因素之一。

（1） 某肥胖基因發(fā)現(xiàn)于一突變系肥胖小鼠，人們對該基因進(jìn)行了相關(guān)研究。

① 為確定其遺傳方式，進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論完成以下內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)材料： 小鼠；雜交方法： 。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：子一代表現(xiàn)型均正常；結(jié)論：遺傳方式為常染色體隱性遺傳。

② 正常小鼠能合成一種蛋白類激素，檢測該激素的方法是 。小鼠肥胖是由于正常基因的編碼鏈（模板鏈的互補(bǔ)鏈）部分序列“CTC CGA”中的一個(gè)C被T替換，突變?yōu)闆Q定終止密碼（UAA或UGA或UAG）的序列，導(dǎo)致該激素不能正常合成，突變后的序列是 ，這種突變 （填“能”或“不能”）使基因的轉(zhuǎn)錄終止。

③ 在人類肥胖癥研究中發(fā)現(xiàn)，許多人能正常分泌該類激素卻仍患肥胖癥，其原因是靶細(xì)胞缺乏相應(yīng)的 。

（2） 目前認(rèn)為，人的體重主要受多基因遺傳的控制。假如一對夫婦的基因型均為AaBb（A、B基因使體重增加的作用相同且具累加效應(yīng)，兩對基因獨(dú)立遺傳），從遺傳角度分析，其子女體重超過父母的概率是

，體重低于父母的基因型為 。

（3） 有學(xué)者認(rèn)為，利于脂肪積累的基因由于適應(yīng)早期人類食物缺乏而得以保留并遺傳到現(xiàn)代，表明 決定生物進(jìn)化的方向。在這些基因的頻率未明顯改變的情況下，隨著營養(yǎng)條件改善，肥胖發(fā)生率明顯增高，說明肥胖是 共同作用的結(jié)果。

解析：（1） ①題中要確定基因位置（在X染色體上還是常染色體上）和顯、隱性關(guān)系。根據(jù)子一代性狀可直接確定顯隱性關(guān)系。若要根據(jù)子一代性狀來判斷基因位置，可采用正、反交的方法。若是伴性遺傳，以純合肥胖小鼠為父本，純合正常為母本，子一代都為正常，以純合肥胖小鼠為母本，純合正常為父本，子一代雌鼠正常，雄鼠都肥胖；若是常染色體遺傳，正、反交結(jié)果相同。②該激素為蛋白類激素，檢測蛋白質(zhì)用抗原-抗體雜交技術(shù)。題中“模板鏈的互補(bǔ)鏈”上“一個(gè)C被T替換”，產(chǎn)生終止密碼，因而突變后的序列為CTCTGA（TGA），這種突變只能是基因的轉(zhuǎn)錄提前終止，形成大多肽鏈變短，不能使基因轉(zhuǎn)錄終止；③激素作用需要受體，當(dāng)受體缺乏時(shí)，也能引起肥胖癥。

（2） 由于A、B基因具有累加效應(yīng)，且獨(dú)立遺傳，雙親基因型為AaBb，子代中有3或4個(gè)顯性基因則體重超過父母，概率為5/16，低于父母的基因型有1個(gè)或0個(gè)顯性基因，為aaBb、Aabb、aabb。

（3） 根據(jù)題干信息可知，自然選擇決定生物進(jìn)化的方向，表現(xiàn)型是環(huán)境和基因共同作用的結(jié)果。

答案：（1）①純合肥胖小鼠和純合正常 正反交 ②抗原抗體雜交（分子檢測） CTCTGA（TGA） 不能 ③受體 （2） 5/16 aaBb、Aabb、aabb （3） 自然選擇 環(huán)境因素與遺傳因素 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B