攻克遺傳試題信息處理的堡壘

河南

遺傳試題一直是高考中難度較大的一類(lèi)試題。其中失分較多的重要原因之一就是學(xué)生對(duì)試題中的信息處理不到位。例如忽視了試題中的隱性信息，或者是對(duì)試題中的信息處理不得當(dāng)，從而造成了在考試中失分的遺憾。下面筆者通過(guò)對(duì)幾種遺傳試題中信息類(lèi)型的試題進(jìn)行處理分析，簡(jiǎn)述如何攻克遺傳試題中的信息類(lèi)型題，以期能對(duì)學(xué)生的高考備考有所幫助。

一、要注意從試題中的已知信息或所學(xué)知識(shí)中發(fā)現(xiàn)暗含的信息

有些試題在給出一些明顯信息的同時(shí)，還會(huì)暗含一些信息，這些信息即為隱性信息，它們往往是解題的關(guān)鍵點(diǎn)。如題干中標(biāo)明某生物的Xb雄配子不育，就暗含了雌性個(gè)體中不可能有基因型為XbXb的個(gè)體。這些暗含的信息往往是命題者設(shè)置的“陷阱”。

【例1】某雌雄異株植物，其性別受M、m 基因控制，研究發(fā)現(xiàn)含有M 的受精卵發(fā)育成雄株；該植物剛萌發(fā)形成的嫩莖有綠色、紅色兩種性狀，依次由A、a 基因控制，且前者對(duì)后者為完全顯性。據(jù)此分析，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 （ ）

A.該植物中綠莖雄株有2 種基因型

B.該植物中紅色雄株的基因型可能是MMaa 或Mmaa

C.該植物中綠莖雌株有2 種基因型

D.該植物中紅色雌株基因型是mmaa

【解析】根據(jù)題中信息可知，含有M 的受精卵發(fā)育成雄株，因此雌株不可能含有M 基因，一定是由mm 基因組成的。這樣雌株產(chǎn)生的配子中不可能出現(xiàn)M 基因，所以雄株的基因組成只能是Mm。而綠莖的基因型可能是Aa 或AA，因此該植物中綠莖雄株的基因型只能有2 種，分別是MmAa 和MmAA，A 項(xiàng)正確。因雄株的基因組成不可能有MM，因此紅色雄株的基因型不可能是MMaa，B 項(xiàng)錯(cuò)誤。該植物中綠莖雌株的基因型為mmAA 和mmAa，C 項(xiàng)正確。該植物中紅色雌株基因型只能是mmaa，D 項(xiàng)正確。

【答案】B

本題的正確率很低，很多同學(xué)認(rèn)為既然含有M 的受精卵發(fā)育成雄株，那么雄株的基因組成就可能是Mm 或MM，即雄株有2 種基因組成，綠莖為顯性又有2 種基因組成，綜合在一起共有4 種基因型，所以選擇了A 選項(xiàng)。其錯(cuò)誤的原因是只看到題干中“含有M 的受精卵發(fā)育成雄株”這個(gè)信息，卻忽視了這個(gè)信息暗含的雌株不可能有M 基因，因此不可能產(chǎn)生含M 的配子這個(gè)隱性信息了。

【攻克技巧】解答此類(lèi)試題，一方面要注意題干中蘊(yùn)涵的隱性信息，另一方面也要注意平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中的隱性知識(shí)。如題干中給出“自花傳粉植物”就暗含了此種植物雌雄同花，不存在性別決定，因此也沒(méi)有性染色體這個(gè)隱性信息，進(jìn)一步可推知，如果判斷該植物某個(gè)體的基因型最簡(jiǎn)單的方法就是自交。另外，筆者總結(jié)出一些關(guān)于基因突變的隱性知識(shí)，在解答此類(lèi)試題時(shí)可以加以運(yùn)用。①在DNA 的復(fù)制過(guò)程中，DNA 的兩條鏈在解旋后以半保留的形式進(jìn)行復(fù)制，此時(shí)由于DNA 處于解旋狀態(tài)，易發(fā)生突變，且由于基因突變具有低頻性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，所以一般來(lái)說(shuō)，只有一條單鏈在產(chǎn)生子代DNA 時(shí)發(fā)生突變，即后代中產(chǎn)生突變的DNA 占比為1/2。②由于基因突變的低頻率和不定向性，AA 通過(guò)突變形成aa 的可能性幾乎沒(méi)有。③關(guān)于隱性突變和顯性突變的判斷：對(duì)于體細(xì)胞，如果發(fā)生顯性突變，在當(dāng)代即可表現(xiàn)出來(lái)，同原來(lái)的性狀并存，形成嵌合體。突變?cè)皆纾秶酱?，反之越小。例如果?shù)上許多“芽變”就是體細(xì)胞突變引起的，一旦發(fā)現(xiàn)可及時(shí)采用扦插、嫁接或組織培養(yǎng)等方法加以繁殖、保留。如果發(fā)生隱性突變，則在當(dāng)代不表現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于生殖細(xì)胞，如果發(fā)生顯性突變，即aa →Aa，在當(dāng)代可表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)性狀，并且當(dāng)代應(yīng)該是雜合子，可通過(guò)減數(shù)分裂和受精過(guò)程傳遞給后代。如果發(fā)生隱性突變，即AA →Aa，當(dāng)代不表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)性狀，只有等到第二代突變基因處于純合狀態(tài)才能表現(xiàn)出來(lái)，并且在性狀表現(xiàn)出來(lái)后應(yīng)是純合子。

二、對(duì)疑似9∶3∶3∶1變形信息的處理

由于受基因互作、基因上位等因素的影響，生物在遺傳過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)9∶3∶4、9∶7等各種9∶3∶3∶1的變形，這些變形比例的特點(diǎn)就是所有比值相加等于16，因此在很多情況下，這些變形的比例常常作為判斷兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體上的依據(jù)。但是在解題時(shí)要注意9∶3∶3∶1 及其變形的適用條件。

（1）9∶3∶3∶1 分離比產(chǎn)生的條件是兩對(duì)性狀分別受位于非同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制，兩對(duì)等位基因之間完全顯性，不存在配子或某些基因型致死的情況。

（2）9∶3∶4、9∶7 等各種變形的分離比產(chǎn)生的條件往往是一對(duì)性狀由位于非同源染色體上的兩對(duì)等位基因控制，兩對(duì)等位基因之間完全顯性，不存在配子或某些基因型致死的情況。

（3）如果題中存在配子或其他基因型致死、或者某對(duì)性狀受三對(duì)及其以上等位基因控制的情況，當(dāng)試題中出現(xiàn)類(lèi)似9∶3∶3∶1 的變形時(shí)，實(shí)則不屬于它的變形。

【例2】黑腹果蠅的復(fù)眼縮小和眼睛正常是一對(duì)相對(duì)性狀，分別由顯性基因A 和隱性基因a 控制，但是顯性基因A 的外顯率為75%，即具有A 基因的個(gè)體只有75%是小眼睛，其余25%的個(gè)體眼睛正?！，F(xiàn)將一對(duì)果蠅雜交，F(xiàn)1中小眼睛∶正常眼睛=9∶7，下列分析正確的是 （ ）

A.該比例說(shuō)明眼睛大小性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律

B.親本表現(xiàn)型都為小眼睛

C.只考慮控制眼睛大小的基因，F(xiàn)1正常眼睛個(gè)體都是純合子

D.F1自由交配，獲得的F2中小眼睛和正常眼睛的比例仍然是9∶7

【解析】對(duì)于本題，部分學(xué)生可能會(huì)因看到小眼睛∶正常眼睛=9∶7 就認(rèn)定其是9∶3∶3∶1 變形，而忽視了題干中的“A 基因的個(gè)體只有75%是小眼睛”這一信息。

由題干信息可知含A 基因的個(gè)體中只有75%表現(xiàn)顯性狀態(tài)，即表現(xiàn)為小眼睛，另外的25%仍表現(xiàn)為眼睛正常，對(duì)于本題來(lái)說(shuō)，當(dāng)性狀只由一對(duì)等位基因控制時(shí)，若親本基因型都是Aa，F(xiàn)1理論上的性狀分離比應(yīng)為3∶1，但由于含A 基因的個(gè)體中只有75% 表現(xiàn)顯性狀態(tài)，因此實(shí)際上小眼睛與正常眼睛的分離比為（3×0.75）∶（1+3×0.25）=9∶7，即控制果蠅眼睛大小的性狀由一對(duì)等位基因決定。A 項(xiàng)錯(cuò)誤。親本基因型為Aa 時(shí)，表現(xiàn)型可能是小眼睛也可能是正常眼睛，B 項(xiàng)錯(cuò)誤。F1的正常眼睛基因型有3 種，即AA、Aa、aa，C 項(xiàng)錯(cuò)誤。若F1自由交配，由于F1中A 和a 基因頻率均為1/2，因此自由交配后代基因型的比例不變，則后代小眼睛與正常眼睛的比例仍是9∶7，D 項(xiàng)正確。

【答案】D

【例3】某自花傳粉的植物花瓣中紅色是經(jīng)過(guò)多步化學(xué)反應(yīng)生成的，其中所有的中間產(chǎn)物都是白色，3 個(gè)開(kāi)白花的純種品系（白1、白2 和白3），相互雜交后，所得后代中花色的比例如表1（相關(guān)基因依次用A/ a、B/ b、C/ c等表示）。

表1

回答下列問(wèn)題：

（1）研究發(fā)現(xiàn)該植物花色不是僅受兩對(duì)等位基因控制，請(qǐng)說(shuō)明判斷的理由_________________。

（2）分析可知該植物花色受3 對(duì)等位基因控制。3 種白花品種的基因型分別是__________。其中雜交組一中F2紅花植株中純合子占__________。

（3）若讓雜交組二中F2紅花植株自交，其中有_____的植株自交后代能出現(xiàn)白花植株。如果將雜交組合一和雜交組合三中所得到的F1進(jìn)行雜交，其中后代中有__________比例將開(kāi)白花。

【解析】本題中對(duì)于每一雜交組來(lái)說(shuō)都出現(xiàn)9 紅∶7 白的分離比，初看時(shí)符合兩對(duì)等位基因位于兩對(duì)同源染色體上的情況，但無(wú)法同時(shí)解釋3 組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這是本題的易錯(cuò)點(diǎn)。（1）根據(jù)題中信息F2出現(xiàn)9 紅∶7 白的分離比，可推斷F1的基因型應(yīng)該是雙雜合子。如果只由兩對(duì)等位基因控制，則純合的白花基因型只有AAbb、aaBB、aabb 3 種可能，但只有AAbb 與aaBB 雜交得到的F1自交后代才會(huì)出現(xiàn)9 紅∶7 白的分離比，不可能有3 種品種分別雜交F2都出現(xiàn)9 紅∶7 白的現(xiàn)象。（2）當(dāng)該植物花色受3 對(duì)等位基因控制時(shí)，分析可知只有3 對(duì)等位基因都有顯性時(shí)才呈紅色，因此三個(gè)白花純種品系的基因型分別是AABBcc（設(shè)為品種1）、AAbbCC（設(shè)為品種2）、aaBBCC（設(shè)為品種3）。這樣對(duì)于組合一來(lái)說(shuō)，F(xiàn)1基因型為AABbCc，F(xiàn)2紅花植株中純合子占1/9。（3）若讓雜交組二中F2紅花植株自交，由于F1的基因型為AaBbCC，F(xiàn)2的紅花植株基因型分別為1/9AABBCC、2/9AABbCC、2/9AaBBCC、4/9AaBbCC，其中2/9AABbCC、2/9AaBBCC、4/9AaBbCC 的自交后代能出現(xiàn)白花，所占比例是8/9。雜交組一F1的基因型為AABbCc，雜交組三得到的F1是AaBBCc，AABbCc與AaBBCc雜交，后代一定有A、B基因，因此開(kāi)紅花的概率為3/4，開(kāi)白花的概率為1/4。

【答案】（1）如果只有兩對(duì)等位基因控制，則純合的白花基因型只有3 種可能，但只有2 種基因型雜交得到的F1自交后代才會(huì)出現(xiàn)9 紅∶7 白的分離比，不可能有3 種品種分別雜交的F2都出現(xiàn)9 紅∶7 白的現(xiàn)象 （2） AABBcc、AAbbCC、aaBBCC 1/9 （3） 8/9 1/4

【攻克技巧】對(duì)于題干信息中出現(xiàn)類(lèi)似9∶3∶4、9∶7 等各種9∶3∶3∶1 的變形時(shí)，要注意題干中有無(wú)配子致死或基因型致死等信息，如果出現(xiàn)這些信息，則往往不是9∶3∶3∶1 的變形。反之，當(dāng)某種配子或基因型致死或出現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)缺失時(shí)，會(huì)直接導(dǎo)致后代有些表現(xiàn)型的比例減少，從而導(dǎo)致后代比例不符合9∶3∶3∶1，甚至這些比例相加也不等于16，但它仍是9∶3∶3∶1 的變形。對(duì)于此類(lèi)試題，學(xué)生做題時(shí)需要“瞻前顧后”，把試題中實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與理論值進(jìn)行比較，其中表現(xiàn)型比例與理論值相比減少的就可能是由于子代基因型或配子致死引起的。如前文的例3 盡管題中沒(méi)有致死信息存在，但表1 中給出了3 組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此在遇到此類(lèi)習(xí)題時(shí)要注意提出的某種假設(shè)能否解釋所有雜交組合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

三、對(duì)遺傳試題中數(shù)據(jù)信息的處理

孟德?tīng)柪猛愣惯M(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行分析，總結(jié)出了兩大遺傳規(guī)律，因此在遺傳學(xué)研究過(guò)程中，師生得到的第一手資料往往就是這些原始數(shù)據(jù)。如何對(duì)這些原始數(shù)據(jù)剝繭抽絲，從而得出一定的規(guī)律是遺傳學(xué)研究的重要手段之一。所以在遺傳試題中相關(guān)信息往往會(huì)以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)，這也是高考試題常見(jiàn)的考查類(lèi)型之一。

【例4】某植物紅花和白花為一對(duì)相對(duì)性狀，同時(shí)受多對(duì)等位基因控制（如A、a；B、b；C、c……），當(dāng)個(gè)體的基因型中每對(duì)等位基因都至少含有一個(gè)顯性基因時(shí)（即A、B、C ……）才開(kāi)紅花，否則開(kāi)白花。現(xiàn)有甲、乙、丙、丁4 個(gè)純合白花品系，相互之間進(jìn)行雜交，雜交組合、后代表現(xiàn)型及其比例如表2 所示，下列分析錯(cuò)誤的是 （ ）

表2

A.組二F1基因型可能是AaBbCcDd

B.根據(jù)組二和組五可判斷這一對(duì)相對(duì)性狀至少受4 對(duì)等位基因控制，且遵循自由組合定律

C.組二和組五的F1基因型可能相同

D.這一對(duì)相對(duì)性狀不可能受5 對(duì)等位基因控制

【解析】由組二和組五的F1自交，F(xiàn)2的分離比為紅∶白=81∶175，即紅花占81/（81+175）=（3/4）4，則可推測(cè)這1 對(duì)相對(duì)性狀至少受4 對(duì)等位基因控制，且4 對(duì)等位基因分別位于4 對(duì)同源染色體上，遵循自由組合定律，B 項(xiàng)正確。當(dāng)該相對(duì)性狀受4 對(duì)等位基因控制時(shí)，組二和組五F1的基因型都可能是AaBbCcDd，A、C 項(xiàng)正確?？刂七@一對(duì)相對(duì)性狀的等位基因至少有4 對(duì)，可能也有5 對(duì)，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。

【答案】D

【攻克技巧】當(dāng)試題中給出實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的原始數(shù)據(jù)時(shí)，學(xué)生要設(shè)法將其轉(zhuǎn)換成熟悉的比例關(guān)系，理解實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的信息。（1）通過(guò)對(duì)題中給出各種表現(xiàn)型的數(shù)值進(jìn)行約分化簡(jiǎn)，觀察其比例關(guān)系是否等于或約等于3∶1 或其他比例關(guān)系。（2）如果題中要求回答某性狀受幾對(duì)等位基因控制，可分別求出某種表現(xiàn)型占該性狀所有表現(xiàn)型的比例，并比較是否符合（3/4）n或（1/4）n。（3）當(dāng)題中給出雌雄個(gè)體各表現(xiàn)型的數(shù)量時(shí)，可以分別分析雌性或雄性中某種性狀的比例關(guān)系，觀察其遺傳現(xiàn)象是否與性別有關(guān)。（4）當(dāng)試題中給出了幾對(duì)性狀的數(shù)量關(guān)系時(shí)，可以分別求出每種性狀的表現(xiàn)型比例關(guān)系。

綜上所述，對(duì)于遺傳試題，由于其試題信息量往往較大，因此在解題時(shí)，一是要學(xué)會(huì)獲取并遷移利用題目中的有效信息；二是解題時(shí)要細(xì)心分析，不要被某些所謂總結(jié)的“結(jié)論”束縛思想；三是要理解遺傳規(guī)律內(nèi)容的實(shí)質(zhì)，然后進(jìn)行適量、有針對(duì)性地訓(xùn)練，便能在考試時(shí)獲得理想的成績(jī)。