遺傳基本規(guī)律和伴性遺傳高考備考探究

李杰

遺傳類題目無論是選擇題還是非選擇題往往都作為高考生物卷的壓軸題，相比其他題難度較大，得分率較低。通過近4年全國Ι卷和Ⅱ卷的分析（表1）可以發(fā)現(xiàn)幾個(gè)特點(diǎn)：（1）遺傳基本規(guī)律本質(zhì)及其應(yīng)用是這類題目的核心考點(diǎn);（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目是?？碱}型;（3）素材方面果蠅為題材高頻出現(xiàn);（4）基因連鎖、純合致死、ZW性別決定、從性遺傳等內(nèi)容有所涉及。鑒于此精心準(zhǔn)備了相關(guān)題目，希望通過針對性的訓(xùn)練來提升大家綜合運(yùn)用知識和原理解決實(shí)際問題的能力。

一、經(jīng)典遺傳規(guī)律和伴性遺傳類

【例1】已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因（B/b）控制且位于X染色體上，一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1。下列說法正確的是（ ）

A. 可以判斷黃體為顯性性狀

B. 子代灰體雌果蠅的基因型為XBXB

C. 該結(jié)果驗(yàn)證了自由組合定律

D. 子代B基因頻率為1/3

解析：通過子代表現(xiàn)型逆向推理可以知道親本的基因型分別是XBXb和XbY，黃體為隱性，A和B錯(cuò)誤。由于該題目研究對象為XY同源染色體上的一對等位基因，而要體現(xiàn)自由組合定律其研究對象應(yīng)該為兩對及其以上控制不同性狀的基因，C錯(cuò)誤。子代B基因頻率應(yīng)為B基因與B、b基因和的比值，不能考慮Y染色體數(shù)目，因此比值為1/3。

答案：D

【例2】某小組利用某種雌雄異株（XY型性別決定）的高等植物進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，雜交涉及的性狀分別是花色（紅、粉紅、白）、葉型（寬葉、窄葉）、籽粒顏色（有色、無色）、籽粒發(fā)育（飽滿、不飽滿）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表：

請回答下列問題：

（1）以上各組屬于伴性遺傳的是________組;該組親代雜交組合中________為母本。

（2）以上各組遵循基因的自由組合定律的是________組;若對該組的F1進(jìn)行測交，后代的表現(xiàn)型及比例為_____ _______________。

（3）籽粒顏色或籽粒發(fā)育的遺傳________（填“遵循”或“不遵循”）基因的分離定律。試分析出現(xiàn)乙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果最可能的原因是____________。

（4）若選擇表中親代雜交組合中的紅花、有色飽滿、寬葉個(gè)體與白花、無色不飽滿、窄葉個(gè)體雜交，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，則F2的雌性個(gè)體中表現(xiàn)型共有________種，F(xiàn)2所有個(gè)體中基因型共有________種。

解析：（1）在三組雜交組合中，丙組F2雌雄個(gè)體的分離比不同，應(yīng)為伴性遺傳。因?yàn)镕1都為寬葉，因此寬葉為顯性，因此親本的基因型為XBXB和XbY，寬葉為母本。

（2）三組雜交組合中，甲組F2的性狀分離比為紅花∶粉紅花∶白花=9 ∶ 6 ∶ 1，是9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1的變形，說明花色是由兩對基因控制的，雙顯為紅花，單顯為粉紅花，雙隱為白花，F(xiàn)1進(jìn)行測交，后代的表現(xiàn)型及比例為1 ∶ 2 ∶ 1。

（3）籽粒顏色或籽粒發(fā)育，兩對相對性狀F2的性狀分離比都是3 ∶ 1，因此遵循基因的分離定律，同時(shí)研究兩對相對性狀，F(xiàn)2的性狀分離比不是9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1或9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1的變形，因此兩對基因位于一對同源染色體上，F(xiàn)2產(chǎn)生四種性狀，說明控制兩對相對性狀的基因間在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了交叉互換，產(chǎn)生了兩多兩少四種雌雄配子。

（1）選擇表中親代雜交組合中的紅花、有色飽滿、寬葉個(gè)體與白花、無色不飽滿、窄葉個(gè)體雜交，重復(fù)上F2的雌性個(gè)體中表現(xiàn)型種類為3×4×1=12種，F(xiàn)2所有個(gè)體中基因型共為9×9×4=324種。

答案：（1）丙 寬葉 （2）甲 紅花∶粉紅花∶白花=1 ∶ 2 ∶ 1 （3）遵循 控制（籽粒顏色和籽粒發(fā)育）兩對相對性狀的基因位于同一對同源染色體上，F(xiàn)1減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了交叉互換（4）12 324

二、遺傳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類

【例3】果蠅的X、Y染色體存在同源區(qū)段和非同源區(qū)段（如圖1所示），同源區(qū)段存在等位基因或相同基因，非同源區(qū)段不存在等位基因。果蠅的剛毛和截毛、灰體和黑檀體是兩對獨(dú)立遺傳的相對性狀。某研究小組用一只灰體截毛雌果蠅與黑檀體剛毛雄果蠅交配得F1，F(xiàn)1果蠅的表現(xiàn)型及比例為灰體剛毛∶黑檀體剛毛=1 ∶ 1，F(xiàn)1中雌雄果蠅交配得F2，F(xiàn)2果蠅的表現(xiàn)型及比例為剛毛∶截毛=3 ∶ 1。請回答下列問題：

（1）依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果________（填“能”或“不能”）確定控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段上，還是位于常染色體上，理由是______________。

（2）進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)子二代中剛毛果蠅的性別比例，若____ ____________，則說明控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因位于常染色體上;若________________，則說明控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。

（3）已知控制果蠅灰體和黑檀體的基因位于常染色體上，請從F1果蠅中選材，設(shè)計(jì)一次雜交實(shí)驗(yàn)來確定灰體和黑檀體的顯隱性關(guān)系（要求：寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果）。

解析：（1）截毛雌果蠅與剛毛雄果蠅交配得F1，F(xiàn)1果蠅的表現(xiàn)型都為剛毛，F(xiàn)1中雌雄果蠅交配得F2，F(xiàn)2果蠅的表現(xiàn)型及比例為剛毛∶截毛=3 ∶ 1，判斷剛毛為顯性性狀，截毛為隱性性狀，則控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因，可能位于常染色體上，也可能位于X、Y染色體的同源區(qū)段上。（2）若控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因位于常染色體上，則子二代中剛毛果蠅的性別比例為1 ∶ 1;若控制果蠅剛毛和截毛性狀的基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上，則子二代剛毛果蠅的雄∶雌性比例為2 ∶ 1。（3）若控制果蠅灰體和黑檀體的基因位于常染色體上，則F1果蠅為Aa和aa，要確定灰體和黑檀體的顯隱性關(guān)系，只需讓F1的灰體果蠅雌雄交配或黑檀體果蠅雌雄交配，觀察子代的表現(xiàn)型。

答案：（1）不能 基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上或位于常染色體上，F(xiàn)2果蠅的表現(xiàn)型及比例均為剛毛∶截毛=3 ∶ 1 （2）雄性∶雌性=1 ∶ 1 雄性∶雌性=2 ∶ 1 （3）實(shí)驗(yàn)思路一：讓F1的灰體雌雄果蠅雜交 預(yù)期結(jié)果：若子代全為灰體，則灰體為隱性;若子代中灰體∶黑檀體=3 ∶ 1，則灰體為顯性 實(shí)驗(yàn)思路二：讓F1的黑檀體雌雄果蠅雜交 預(yù)期結(jié)果：若子代全為黑檀體，則黑檀體為隱性;若子代中黑檀體∶灰體=3 ∶ 1，則黑檀體為顯性。

【例4】某植物野生型個(gè)體基因型為mmnn，研究人員得到該植物的突變型個(gè)體雌雄均為MmNn，該植物只有M顯性基因或N顯性基因存在時(shí)胚致死。

（1）已知這兩對基因位于常染色體上，請?jiān)O(shè)計(jì)一次實(shí)驗(yàn)（寫出實(shí)驗(yàn)思路及其預(yù)期結(jié)果）來說明這兩對基因位于一對同源染色體上。

（2）若已確定兩對基因獨(dú)立遺傳，讓上述突變型個(gè)體相互交配得子代，預(yù)判斷子代中突變型個(gè)體的基因型，可讓其與野生型個(gè)體雜交，請寫出預(yù)期結(jié)果及其結(jié)論。

解析：（1）利用突變型與突變型雜交，要考慮基因連鎖的兩種情況，M和N，m和n連鎖或者是M和n，m和N連鎖，前者基因連鎖后代突變型與野生型比值為3 ∶ 1，后者基因連鎖后代的全部為突變型。不能選用利用突變型和野生型雜交，如果M和N，m和n連鎖基其后代突變型和野生型比值為1 ∶ 1，和兩對基因位于兩對同源染色體上雜交結(jié)果一樣，不能說明兩對基因位于一對同源染色體上。

（2）突變型雜交得到的子代突變型基因型有四種MMNN、MMNn、MmNN、MmNn，分別與野生型（mmnn）雜交，前三種基因型和野生型雜交，由于只有M顯性基因或N顯性基因存在時(shí)胚致死，后代全部為突變型。而MmNn與野生型雜交后代有突變型和野生型兩種表現(xiàn)型，且比例為1 ∶ 1。

參考答案：

（1）利用突變型與突變型進(jìn)行交配，其結(jié)果為突變型∶野生型=3 ∶ 1或全是突變型

（2）若子代表現(xiàn)型及其比例為突變型∶野生型=1 ∶ 1則其基因型為MmNn;若子代表現(xiàn)型只有突變型則基因型為MMNN或MMNn或MmNN。

三、ZW性別決定類題目

【例5】家蠶雌雄幼蠶中均有體色正常和體色油質(zhì)透明的個(gè)體，雌雄蠶中均有結(jié)綠色繭和結(jié)白色繭的個(gè)體。已知幼蠶體色正?；颍═）與油質(zhì)透明基因（t）是位于性染色體上的一對等位基因，結(jié)天然綠色繭基因（G）與白色繭基因（g）是位于常染色體上的一對等位基因，T 對t，G對g為顯性。家蠶的性別由性染色體決定，但其性別決定方式是XY型（不考慮同源區(qū)段）還是ZW型有待研究。分析回答下列問題：

（1）分析上述材料可知，純合體色正常的雄性家蠶個(gè)體可能的基因型為_____（只考慮體色有關(guān)基因）。若選擇純合的體色正常的雄性個(gè)體與體色油質(zhì)透明的雌性個(gè)體雜交，發(fā)現(xiàn)子代無論雌雄均為體色正常個(gè)體，據(jù)此分析能否確定家蠶的性別決定方式為ZW型，請說明理由。

（2）若研究結(jié)果表明家蠶的性別決定方式為ZW型，現(xiàn)有一雜交組合：ggZTZT × GGZtW，F(xiàn)2中幼蠶體色油質(zhì)透明且結(jié)天然綠色繭的雌性個(gè)體所占比例為__________。雄性蠶產(chǎn)絲多，天然綠色繭絲銷路好?，F(xiàn)有各種基因型純合的雄、雌親本可供選擇，親本雜交產(chǎn)生F1后，利用幼蠶體色油質(zhì)透明區(qū)別的特點(diǎn)，從F1中選擇結(jié)天然綠色繭的體色____家蠶用于生產(chǎn)，該實(shí)驗(yàn)中可以選擇的親本雜交組合有____種。

解析：（1）家蠶的性別決定方式是XY型還是ZW型未確定，因此純合雄蠶的基因型有兩種可能：XY或是ZZ，又因?yàn)橐篌w色正常，所以基因型為ZTZT或XTY。判斷家蠶的性別決定型，若為XY型，則純合的體色正常的雄性個(gè)體與體色油質(zhì)透明的雌性個(gè)體雜交，即XTY × XtXt ，子代雄蠶全為體色油質(zhì)透明，雌蠶全為體色正常，不可能雌雄均為體色正常，故為ZW型。

（1）ggZTZT × GGZtW雜交組合中子代的基因型為GgZTw和GgZTZt，且比例值為1 ∶ 1，所以結(jié)天然綠色繭的雄性個(gè)體占1/2，F(xiàn)2中幼蠶體色油質(zhì)透明且結(jié)天然綠色繭的雄性個(gè)體占3/4×1/4=3/16。若想要通過一個(gè)雜交組合，利用幼蟲體色油質(zhì)透明易于區(qū)分的特點(diǎn)，從F1中選結(jié)天然綠色繭的體色正常的家蠶用于生產(chǎn)，①親代父本的基因型為ggZtZt，母本的基因型為GGZTW，F(xiàn)1子代的基因型為GgZTZt和GgZtW，從孵化出的F1幼蠶中，淘汰油質(zhì)透明的雌性個(gè)體，保留體色正常的雄性個(gè)體用于生產(chǎn)。②親代父本的基因型為GGZtZt，母本的基因型為ggZTW，F(xiàn)1子代的基因型為GgZTZt、GgZtW、GGZTZt、GGZtW，從孵化出的F1幼蠶中，淘汰油質(zhì)透明的雌性個(gè)體，保留體色正常的雄性個(gè)體用于生產(chǎn)。③親代父本的基因型為GGZtZt，母本的基因型為GGZTW，F(xiàn)1子代的基因型為GGZtW、GGZTZt，從孵化出的F1幼蠶中，淘汰油質(zhì)透明的雌性個(gè)體，保留體色正常的雄性個(gè)體用于生產(chǎn)。故可以選GGZtZt × ggZTW、ggZtZt × GGZTW、GGZtZt × GGZTW三種雜交方式。

答案：（1）ZTZT或XTY （2）若為XY型，則純合體色正常的雄性個(gè)體與體色油質(zhì)透明的雌性個(gè)體雜交，即XTY × XtXt，子代雄蠶全為體色油質(zhì)透明，雌蠶全為體色正常，不可能雌雄均為體色正常，故為ZW型 （3）3/16 （4）正常 （5）3

四、配子不育類題目

【例6】某果蠅種群中，基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體依次占10%、20%、70%。改變飼養(yǎng)條件后，含a基因的精子活力下降，僅有50%具有受精能力，其他配子不受影響。理論上，個(gè)體間隨機(jī)交配產(chǎn)生的下一代種群中（ ）

A. a的基因頻率為0.44

B. Aa基因型的個(gè)體占2/5

C.雌、雄個(gè)體的比例發(fā)生了改變

D. AA、Aa和aa基因型的個(gè)體比例為1 ∶ 4 ∶ 4

解析：由分析可知，親本產(chǎn)生的雌配子中A配子比例為1/5、a為4/5，雄配子的比例為1/3A，2/3a。產(chǎn)生的后代為1/15AA、6/15Aa、8/15aa。因此a的基因頻率=8/15+6/15×1/2=11/15，A錯(cuò)誤;由A項(xiàng)分析可知，雌雄配子結(jié)合產(chǎn)生后代Aa基因型的個(gè)體占2/5，B正確;精子活力下降，含X和含Y的精子比例不變，不影響雌雄個(gè)體的比例，C錯(cuò)誤;AA、Aa與aa基因型的個(gè)體比例為1 ∶ 6 ∶ 8，D錯(cuò)誤。

答案：B

五、復(fù)等位基因類題目

【例7】某二倍體雌雄異株植物，其性別決定方式屬于XY型，其花色有紅色（A1）、黃色（A2）和白色（A3）三種表現(xiàn)型，其中A1、A2、A3是一組復(fù)等位基因?，F(xiàn)用一紅花雌株與一黃花雄株作親本進(jìn)行雜交，得到F1植株360株，其中紅花雌株為95株，黃花雌株為84株，紅花雄株為87株，白花雄株為94株。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是（ ）

A.控制該植物花色的基因位于X染色體上

B.這3個(gè)基因的顯隱性關(guān)系為A1>A3>A2

C.該植物花色的遺傳遵循基因的分離定律

D. F1雄株中都不含有控制黃花性狀的基因

解析：題干可以看出子代有典型的伴性遺傳特點(diǎn)，性狀與性別相關(guān)聯(lián)。因此控制花色基因位于X染色體上，A正確。根據(jù)子代表現(xiàn)型可知子代紅花雄株基因型為XA1Y，白花雄株基因型為XA3Y，可以逆推親本基因型為XA1XA3和XA2Y。結(jié)合親子代基因型和表現(xiàn)型可推知基因A1、A2和A3的顯隱性關(guān)系為A1>A2>A3，B錯(cuò)誤。本題涉及到的基因是一對同源染色體上的復(fù)等位基因，遵循分離定律，C正確。由題意分析可知，基因A1、A2和A3的顯隱性關(guān)系為A1>A2>A3。F1雄株中沒有黃花性狀，因此不含有控制黃花性狀的基因。

答案：B

六、從性遺傳類題目

【例8】人類紅綠色盲的基因（A、a）位于X染色體上，禿頂?shù)幕颍˙、b）位于常染色體上，但其性狀表現(xiàn)與性別有關(guān)，Bb和BB的女性表現(xiàn)為非禿頂，而只有BB的男性才表現(xiàn)為非禿頂。若一名男子表現(xiàn)為色盲非禿頂，下列判斷正確的是

A. 兩種性狀的遺傳均屬于伴性遺傳

B. 他的母親可能表現(xiàn)為色盲禿頂

C. 他的女兒可能表現(xiàn)為色盲非禿頂

D. 他的兒子一定表現(xiàn)為非色盲非禿頂

解析：色盲控制基因在X染色體，為伴性遺傳，而禿頂控制基因在常染色體，為從性遺傳。A錯(cuò)誤;根據(jù)題干信息分析，男子表現(xiàn)為色盲非禿頂，基因型為BBXaY，其母親可能色盲，但是由于有B基因，則一定不會是禿頂，B錯(cuò)誤;該男子的女兒一定表現(xiàn)為非禿頂，有可能色盲，C正確;該男子的兒子一定表現(xiàn)為非禿頂，有可能色盲或者非色盲，D錯(cuò)誤。

答案：C

責(zé)任編輯李平安