遺傳變異專題復(fù)習(xí)
———淺談綜合題型的品析鑒賞

遼寧省實驗中學(xué) 劉小芳

遺傳變異專題是高考中的重難點部分，也是學(xué)生在高三復(fù)習(xí)中需要非常重視的一個板塊，針對這一專題的復(fù)習(xí)，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注重三個方面：一、知識技巧的框架構(gòu)建；二、常規(guī)題型的歸納總結(jié)；三、綜合題型的品析鑒賞。

第一、二兩個方面是我們高三復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)，也是遺傳變異題型掌握的根基，構(gòu)建好一個簡潔明了的知識技巧框架并結(jié)合歷年高考題、模擬題中的代表例題，通過課上學(xué)生邊練邊思考邊總結(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生掌握解題的方法和技巧。關(guān)于遺傳變異題型中最基本的方法技巧，如假說-演繹法、顯隱性判斷、基因位置判斷、填空法推斷基因型、概率計算、自交及自由交配計算、分枝法的靈活運用、遺傳規(guī)律的驗證方法等都可以很好地逐個擊破并熟練掌握，在此基礎(chǔ)上再結(jié)合經(jīng)典例題總結(jié)歸納出例如致死、顯隱性的相對性、復(fù)等位基因、基因互作、連鎖、XY同源區(qū)段、從性遺傳等在高考題中經(jīng)常出現(xiàn)的特殊信息題型。至此，關(guān)于遺傳規(guī)律的常規(guī)題型的歸納總結(jié)基本已建立雛形，學(xué)生應(yīng)熟練掌握基本的方法技巧，能熟練進(jìn)行常規(guī)的分析計算，這便為最后一步的能力提升奠定了基礎(chǔ)。而遺傳題想要真正做到駕輕就熟，在高考中勢如破竹，這最后一步的能力提升可謂關(guān)鍵。而我們究竟要提升什么能力，如何去提升能力，遺傳專題復(fù)習(xí)的第三個方面——綜合題型的品析鑒賞過程就可以為我們揭示答案。

例1 （2011年四川卷）31.（21分）回答下列Ⅰ、Ⅱ兩小題。

Ⅱ.（14分）小麥的染色體數(shù)為42條。下圖表示小麥的三個純種品系的部分染色體及基因組成：Ⅰ、Ⅱ表示染色體，A為矮桿基因，B為抗矮黃病基因，E為抗條斑病基因，均為顯性。乙品系和丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后，經(jīng)多代選育而來（圖中黑色部分是來自偃麥草的染色體片段）。

（1）乙、丙品系在培育過程中發(fā)生了染色體的_____變異。該現(xiàn)象如在自然條件下發(fā)生，可為_____提供原材料。

（2）甲與乙雜交所得到的F1自交，所有染色體正常聯(lián)會，則基因A與a可隨_____的分開而分離。F1自交所得F2中有_____種基因型，其中僅表現(xiàn)抗矮黃病的基因型有_____種。

（3）甲與丙雜交所得到的F1自交，減數(shù)分裂中Ⅰ甲與Ⅰ丙因差異較大不能正常配對，而其他染色體正常配對，可觀察到_____個四分體；該減數(shù)分裂正常完成，可產(chǎn)生_____種基因型的配子，配子中最多含有_____條染色體。

（4）讓（2）中 F1與（3）中 F1雜交，若各種配子的形成機(jī)會和可育性相等，產(chǎn)生的種子均發(fā)育正常，則后代植株同時表現(xiàn)三種性狀的幾率為_____。

【答案】（1）結(jié)構(gòu)（1分） 生物進(jìn)化（1分）

（2）同源染色體（1分） 9（2分） 2（2分）

（3）20（1 分） 4（2 分） 22（2 分）

（4）3/16（2 分）

【解析】2011年的這道四川高考題其綜合性和考點的新穎程度在當(dāng)年的高考題中可謂翹楚。首先該題綜合了常用的兩對基因（A、a與B之間）的自由組合，第（2）問中F1自交所得F2中基因型的種類，以及僅表現(xiàn)抗矮黃病的基因型：基因A、a是位于同源染色體上的等位基因，因此隨同源染色體的分開而分離。甲植株無Bb基因，基因型可表示為：AA00，乙植株基因型為aaBB，雜交所得F1基因型為AaB0，可看作AaBb思考，因此F2基因型有9種，僅表現(xiàn)抗矮黃病的基因型有2種：aaBB aaB；然后在第（3）小題中，考查了減數(shù)分裂，四分體的概念，以及異常分離產(chǎn)生的配子類型：小麥含有42條染色體，除去不能配對的兩條，還有40條能兩兩配對，因此可觀察到20個四分體。由于Ⅰ甲與Ⅰ丙不能配對，因此在減數(shù)第一次分裂時，Ⅰ甲與Ⅰ丙可能分開，可能不分開，最后的配子中：可能含Ⅰ甲、可能含Ⅰ丙、可能都含、可能都不含，因此能產(chǎn)生四種基因型的配子，最多含有22條染色體；最后，第（4）小題是該題的點睛之筆，在第（3）小題的基礎(chǔ)上計算后代植株同時表現(xiàn)三種性狀的幾率，因為此處的A、E基因之間是不遵循自由組合定律的，應(yīng)借助于第（3）小題的配子類型結(jié)合棋盤法，直接明了地算出后代A、E同時出現(xiàn)的概率3/8，再乘以B出現(xiàn)的概率1/2，得出3/16。不過這道題中最大的不足也出現(xiàn)在最后一問，本來是非常有新意的不遵循自由組合定律的計算，需要明確畫出甲和丙雜交所得到的F1所產(chǎn)生的四種配子，同時考慮A、E兩對基因，可由于染色體的異常分離導(dǎo)致其計算結(jié)果和兩對基因自由組合的概率相同，因此會有部分學(xué)生用了錯誤的方法得出正確答案而不自知。

例2 （2012年山東卷）27.（14分）幾種性染色體異常果蠅的性別、育性等如圖所示。

（1）正常果蠅在減數(shù)第一次分裂中期的細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)為_____，在減數(shù)第二次分裂后期的細(xì)胞中染色體數(shù)是_____條。

（2）白眼雌果蠅（XrXrY）最多能產(chǎn)生 Xr、XrXr、_____和_____四種類型的配子。該果蠅與紅眼雄果蠅 （XRY）雜交，子代中紅眼雌果蠅的基因型為_____。

（3）用黑身白眼雌果蠅（aaXrXr）與灰身紅眼雄果蠅（AAXRY）雜交，F(xiàn)1雌果蠅表現(xiàn)為灰身紅眼，雄果蠅表現(xiàn)為灰身白眼。F2中灰身紅眼與黑身白眼果蠅的比例為_____，從F2灰身紅眼雌果蠅和灰身白眼雄果蠅中各隨機(jī)選取一只雜交，子代中出現(xiàn)黑身白眼果蠅的概率為_____。

（4）用紅眼雌果蠅（XRXR）與白眼雄果蠅（XrY）為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅（記為“M”）。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現(xiàn)型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時X染色體不分離。請設(shè)計簡便的雜交實驗，確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。

實驗步驟：_____。

結(jié)果預(yù)測：

Ⅰ.若_____，則是環(huán)境改變；

Ⅱ.若_____，則是基因突變；

Ⅲ.若_____，則是減數(shù)分裂時X染色體不分離。

【答案】（1）2；8

（2）XrY；Y（注：兩空順序可顛倒）；XRXr；XRXrY

（3）3∶1；1/18

（4）M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現(xiàn)型

Ⅰ子代出現(xiàn)紅眼（雌）果蠅

Ⅱ子代表現(xiàn)型全部為白眼

Ⅲ無子代產(chǎn)生

【解析】該題綜合考查了減數(shù)分裂、染色體變異、概率計算、個體基因型鑒定的實驗分析，第（2）小題中的第二個空是易于丟分的，學(xué)生由于思維定式會出現(xiàn)漏答，所以高考題中一旦有特殊信息，解題過程中一定要緊扣信息，思維嚴(yán)密。第（4）小題中第三種情況的分析是該題得分的關(guān)鍵點，而圖中X0個體為雄性不育的信息打破了學(xué)生的常規(guī)思維，容易被學(xué)生忽略，增加了解題的難度，同時該題為鑒定基因型的實驗分析題型，要求學(xué)生扎實掌握基礎(chǔ)方法技巧，優(yōu)先考慮用測交，則與標(biāo)準(zhǔn)答案相符。利用測交鑒定個體基因型是常見的考點，下一道例題中仍然考查這一考點，在難度上也有升級。

例3 （2013年山東卷）27.（14分）某二倍體植物寬葉（M）對窄葉（m）為顯性，高莖（H）對矮莖（h）為顯性，紅花（R）對白花（r）為顯性。基因M、m與基因R、r在2號染色體上，基因H、h在4號染色體上。

（4）現(xiàn)有一寬葉紅花突變體，推測其體細(xì)胞內(nèi)與該表現(xiàn)型相對應(yīng)的基因組成為圖甲、乙、丙中的一種，其他同源染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)正?！，F(xiàn)只有各種缺失一條染色體的植株可供選擇，請設(shè)計一步雜交實驗，確定該突變體的基因組成是哪一種。（注：各型配子活力相同；控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡）

實驗步驟：

①_____；

②觀察、統(tǒng)計后代表現(xiàn)型及比例。

結(jié)果預(yù)測：

Ⅰ.若_____，則為圖甲所示的基因組成；

Ⅱ.若_____，則為圖乙所示的基因組成；

Ⅲ.若_____，則為圖丙所示的基因組成。

【答案】

①用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交

②Ⅰ寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為1∶1

Ⅱ?qū)捜~紅花與寬葉白花植株的比例為2∶1

Ⅲ寬葉紅花與窄葉白花植株的比例為2∶1

（其他合理答案也可）

【解析】該小題也是優(yōu)先考慮用測交鑒定個體基因型，但由于加入了連鎖、染色體變異的考點，在雜交子代的結(jié)果推斷上增加了難度。

例4 （2014年山東卷）28.（14分）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立遺傳。用甲、乙、丙三只果蠅進(jìn)行雜交實驗，雜交組合、F1表現(xiàn)型及比例如下：

（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?，F(xiàn)有基因型為EE、Ee和ee的果蠅可供選擇，請完成下列實驗步驟及結(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胚胎致死；各型配子活力相同）

實驗步驟：

①用該黑檀體果蠅與基因型為_____的果蠅雜交，獲得F1；

②F1自由交配，觀察、統(tǒng)計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。

【答案】（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

【解析】2014年山東高考題再次延續(xù)綜合命題的特點，同時又一起考查了個體基因型的判斷，但打破了前兩年測交鑒定基因型的模式，雖然難度不高，卻有別常規(guī)并結(jié)合了染色體變異，子二代的性狀分離比不是常見的數(shù)據(jù)，讓人有耳目一新的感覺。

遺傳題的出題模式已經(jīng)不再局限于單一的分析計算，綜合遺傳規(guī)律、變異、減數(shù)分裂、進(jìn)化等多個考點，已成為遺傳高考命題的一種流行形式，當(dāng)然以這種形式命制的考題在難度上也有一定的提升，對考生的知識和能力提出了新的挑戰(zhàn)，也沖擊著我們的思維，讓我們可以一次次欣喜地欣賞到如此美妙的解題過程。

例5 （2013年北京卷）30.（18分）斑馬魚的酶D由17號染色體上的D基因編碼。具體純合突變基因（dd）的斑馬魚胚胎會發(fā)出紅色熒光。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將綠色熒光蛋白 （G）基因整合到斑馬魚17號染色體上。帶有G基因的胚胎能夠發(fā)出綠色熒光。未整合G基因的染色體的對應(yīng)位點表示為g。用個體M和N進(jìn)行如下雜交實驗。

（3）雜交后，出現(xiàn)紅·綠熒光（既有紅色又有綠色熒光）胚胎的原因是親代 _____（填“M”或“N”）的初級精（卵）母細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，同源染色體的_____發(fā)生了交換，導(dǎo)致染色體上的基因重組。通過記錄子代中紅·綠熒光胚胎數(shù)量與胚胎總數(shù)，可計算得到該親本產(chǎn)生的重組配子占其全部配子的比例，算式為_____。

答案：（3）N 非姐妹染色單體

例6 （2014年北京卷）30.（16分）擬南芥的A基因位于1號染色體上，影響減數(shù)分裂時染色體交換頻率，a基因無此功能；B基因位于5號染色體上，使來自同一個花粉母細(xì)胞的四個花粉粒分離，b基因無此功能。用植株甲（AaBB）與植株乙（AAbb）作為親本進(jìn)行雜交實驗，在F2中獲得了所需的植株丙（aabb）。

（1）花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂時，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，應(yīng)從圖1中選擇的引物組合是_____。

圖1　

（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2）。帶有C、R基因的花粉粒能分別呈現(xiàn)出藍(lán)色、紅色熒光。

圖2　

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，若染色體在C和R基因位點間只發(fā)生一次交換，則產(chǎn)生的四個花粉粒呈現(xiàn)出的顏色分別是_____。

③本實驗選用b基因純合突變體是因為：利用花粉粒不分離的性狀，便于判斷染色體在C和R基因位點間_____，進(jìn)而計算出交換頻率。通過比較丙和_____的交換頻率，可確定A基因的功能。

【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

【解析】2014年的這道北京高考題延續(xù)了上一年連鎖交換的考點，但在邏輯推理上與上一年比較更耐人尋味，對A、C、R、b四種基因在該題中的作用能否清晰分析是解題的關(guān)鍵。A基因是該題的探究對象，探究A基因?qū)粨Q頻率的影響，類似于實驗題中的自變量，因此判斷與丙進(jìn)行比較的個體時應(yīng)遵循單一變量原則；C、R基因在該題中的作用是作為標(biāo)記，使基因交換的結(jié)果可以表現(xiàn)出來；b基因的作用是使同一花粉母細(xì)胞產(chǎn)生的四個花粉粒不分離便于觀察，由于學(xué)生對該信息覺得陌生而使得理解不透徹，因此影響了對整道題邏輯的把握，影響答題的速度和準(zhǔn)確率。因此解答遺傳題時，整體把握題干信息，梳理多個信息之間的關(guān)系，進(jìn)行嚴(yán)密的邏輯推理，是解決此類綜合題的關(guān)鍵。此外，該題的第（2）小題延續(xù)了2011年北京高考題和2011年江蘇高考題中的關(guān)于PCR技術(shù)進(jìn)行選擇性擴(kuò)增的考點，但即便學(xué)生熟知這個考點也很容易錯答為Ⅰ和Ⅱ，因為對題干中的信息“用PCR法確定T-DNA插入位置時”中的插入位置沒有很好地理解，錯以為是要對T-DNA片段進(jìn)行擴(kuò)增。還有該題的第（4）小題中的①對學(xué)生的觀察、推理能力也要求很高，若思路不清晰，不能從交換結(jié)果出發(fā)進(jìn)行逆推，則該問也很容易丟分，而且浪費時間。

最后我們再欣賞一道2015年的高考題，最后一空概率的計算可謂概率計算中的大伽!

例7 （2015年四川卷）11.（14分）果蠅的黑身、灰身由一對等位基因（B、b）控制。

（1）實驗一：黑身雌蠅甲與灰身雄蠅乙雜交，F(xiàn)1全為灰身，F(xiàn)1隨機(jī)交配，F(xiàn)2雌雄果蠅表型比均為灰身∶黑身=3∶1。

①果蠅體色性狀中，_____為顯性。F1的后代重新出現(xiàn)黑身的現(xiàn)象叫做_____；F2的灰身果蠅中，雜合子占_____。

②若一大群果蠅隨機(jī)交配，后代有9900只灰身果蠅和100只黑身果蠅，則后代中Bb的基因型頻率為_____。若該群體置于天然黑色環(huán)境中，灰身果蠅的比例會_____，這是_____的結(jié)果。

（2）另一對同源染色體上的等位基因（R、r）會影響黑身果蠅的體色深度。

實驗二：黑身雌蠅丙（基因型同甲）與灰身雄蠅丁雜交，F(xiàn)1全為灰身，F(xiàn)1隨機(jī)交配，F(xiàn)2表型比為：雌蠅中灰身∶黑身=3∶1；雄蠅中灰身∶黑身∶深黑身=6∶1∶1。

①R、r基因位于_____染色體上，雄蠅丁的基因型為_____，F(xiàn)2中灰身雄蠅共有_____種基因型。

②現(xiàn)有一只黑身雌蠅 （基因型同丙），其細(xì)胞（2n=8）中Ⅰ、Ⅱ號染色體發(fā)生如圖所示變異。變異細(xì)胞在減數(shù)分裂時，所有染色體同源區(qū)段須聯(lián)會且均相互分離，才能形成可育配子。

用該果蠅重復(fù)實驗二，則F1雌蠅的減數(shù)第二次分裂后期細(xì)胞中有_____條染色體，F(xiàn)2的雄蠅中深黑身個體占_____。

【答案】

（1）①灰身（1 分）；性狀分離（1 分）；2/3（1 分）

②18%（1分）；下降（1分）；自然選擇（1分）

（2）①X（1 分）；BBXrY（2 分）；4（1 分）

②8或6（2分）；1/32（2 分）

【解析】首先該題考查了常染色體和性染色體的基因互作，在基因互作題中，這類互作題的推理過程一般更復(fù)雜，而且題中只說明等位基因（R、r）會影響黑身果蠅的體色深度，而沒有明確給出等位基因（R、r）會對體色深度帶來什么影響，實驗二中F2表型比為：雌蠅中灰身∶黑身=3∶1；雄蠅中灰身∶黑身∶深黑身=6∶1∶1。這是該題最關(guān)鍵的突破信息，其中雌雄表現(xiàn)型不同說明（R、r）基因位于性染色體上，由于雄蠅中灰身∶黑身∶深黑身=6∶1∶1， 深黑色個體占1/8，提出最可能的假設(shè)：（R、r）基因位于X染色體上，且bbXrY為深黑色，并按常規(guī)技巧逆推子一代及親本基因型。該題第（2）小題中的②增加了染色體變異及連鎖的知識點，最后進(jìn)行概率計算，若平時的基本功不扎實，只會加減乘除的同學(xué)面對這一問一定是一籌莫展、無從下手，其實面對復(fù)雜的遺傳問題，準(zhǔn)確說是帶有染色體變異和連鎖的遺傳問題，畫圖法比起常規(guī)計算直接明了得多，但很多同學(xué)平時練習(xí)就不愛畫圖。在高三復(fù)習(xí)階段，我覺得老師應(yīng)通過這樣代表性的題目讓學(xué)生認(rèn)識到常規(guī)加減乘除的計算解決問題的局限性，應(yīng)該更多地回歸到生物學(xué)科的思維和方式上。遺傳規(guī)律是以減數(shù)分裂形成配子為基礎(chǔ)，染色體行為規(guī)律是基因行為規(guī)律的基礎(chǔ)。該問應(yīng)首先以圖示的變異細(xì)胞的形式畫出黑身雌蠅（基因型同丙）的染色體組成圖，并在染色體上標(biāo)出基因組成，進(jìn)而在題干信息 “所有染色體同源區(qū)段須聯(lián)會且均相互分離，才能形成可育配子”的提示下，畫出該異常個體產(chǎn)生的兩種配子類型，然后畫出雜交子一代兩種雌性和兩種雄性的染色體及基因組成。接下來是非常關(guān)鍵的一步，也是體現(xiàn)畫圖法直接明了的優(yōu)點的一步，兩種雌性個體和兩種雄性個體隨機(jī)交配，還有染色體變異和連鎖的問題，很多學(xué)生會覺得問題已經(jīng)復(fù)雜到可以放棄的程度了，其實不然，此處只需要定睛一看畫出來的雌雄子代染色體及基因組成圖，就會驚奇地發(fā)現(xiàn)子一代只有一種雌性子代和一種雄性子代雜交能產(chǎn)生bbXrY的個體，其他雜交方式由于連鎖存在，不能得到該類個體，因此計算一下子變得簡單極了：1/2（一種雌性中和占雌性子一代的比例）×1/2（一種雄性占雄性子一代的比例）×1/4（Bb和Bb得到bb的比例）……然后再乘以多少呢？可惜有些同學(xué)到這里再出錯，只能說這是一道邪惡的高考題，簡直不想讓大家拿分嘛！“F2的雄蠅中深黑身個體占_____?！弊⒁?！是雄蠅中的比例而不是占全部F2！所以最后再乘以1/2而不是1/4！答案是1/2×1/2×1/4×1/2=1/32。至此，美妙的解題過程結(jié)束了。

綜上所述，我認(rèn)為高考題無論簡單還是復(fù)雜都處處體現(xiàn)美感，充分地展示著生物學(xué)的學(xué)科思維和基本的方法技巧，同時對考生的能力，如審題能力（閱讀能力、信息獲取能力）、邏輯推理能力、語言表述能力都有著全面地考查。這些學(xué)科解題的基本方法技巧和應(yīng)試能力也是我們高三學(xué)生復(fù)習(xí)過程中需要重點強(qiáng)化的。另外我們通過典型的綜合型高考題的訓(xùn)練，不僅可以讓我們的技巧能力再上一個新臺階，同時也能看到新穎的出題點、熱點題型在高考中往往有一定的連續(xù)性，并且一個省市前一年的高考題可能會成為其他地區(qū)后一年的出題參考，所以多研究綜合型高考題，挖掘其出題的新意和思路也可以拓寬我們的視野，打開我們的思維，讓我們可以更靈活地去分析在即將到來的高考中會出現(xiàn)的各種貌似陌生的問題。