探討高中生物學遺傳類題目解題方法

曹海淵

（甘肅省靈臺縣第一中學，甘肅 靈臺）

高中生物學遺傳類試題題型多樣，靈活性強。對于大多數(shù)高中學生來說，這部分試題是耗時多但收效甚微的。在高考試題中該類試題分值又較大，導致部分學生無法應對。本文針對此現(xiàn)象談談本人的觀點。

一、明確基因在染色體上的位置關(guān)系，合理運用相關(guān)規(guī)律解題

（一）一對等位基因在細胞中所在染色體的位置有三種可能

1.如果涉及一對等位基因A、a且在常染色體上，則控制該性狀的生物基因型有AA、Aa、aa共3種。

2.如果涉及一對等位基因A、a且在X、Y染色體上非同源區(qū)段，則控制該性狀的生物基因型雌性有3種（XAXA、XAXa、XaXa），雄性有2種（XAY、XaY），共計5種基因型。

3.如果涉及一對等位基因A、a且在X、Y染色體上同源區(qū)段，則控制該性狀的生物的基因型雌性有3種（XAXA、XAXa、XaXa），雄 性 有4種（XAYA、XaYa、XAYa、XaYA），共計7種基因型。

以上三種情況只涉及一對同源染色體上的一對等位基因，符合基因的分離定律。

（二）如果涉及兩對等位基因A、a和B、b，需明確基因的位置關(guān)系

1.如果涉及兩對等位基因A、a和B、b，且這兩對等位基因位于兩對常染色體上，則這兩對等位基因符合基因的自由組合定律?；蛐蜑锳aBb的個體（完全顯性時）可產(chǎn)生4種配子，經(jīng)該個體的4種雌雄配子間隨機結(jié)合后，子代中會有16種組合方式，4種表現(xiàn)型、9種基因型。如人教版必修二教材中孟德爾自由組合定律中黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交得到子一代中全為黃色圓粒，再讓子一代豌豆在自然狀態(tài)下自交，子二代中出現(xiàn)的4種表現(xiàn)型、9種基因型正是這兩對等位基因位于兩對常染色體上自交的結(jié)果。

2.如果題目中仍涉及兩對等位基因，其中一對等位基因位于常染色體上，另一對等位基因只位于X染色體上，Y染色體無其等位基因，則這兩對等位基因符合基因自由組合定律，在解題時應將兩對等位基因拆分成兩個分離定律解答，這樣做題時效果更佳、正確率更高，該群體中的基因型最多有3×5=15（種）。即上述（一）中第一種情況的3種基因型和第二種情況的5種基因型的乘積。

3.如果題目中仍涉及2對等位基因，但是一對等位基因位于常染色體上，但另一對等位基因位于X、Y染色體上同源區(qū)段，則該群體中基因型最多有3×7=21（種），即上述（一）中第一種情況的3種基因型和第三種情況的7種基因型的乘積。

4.如果題目中涉及2對等位基因，但這2對等位基因位于1對同源染色體上，則有以下兩種情況。

（1）在完全顯性的情況下，如基因型為AaBb的植株中，如果2個顯性基因位于一條染色體上，2個隱性基因位于另一條染色體上。則該個體只能生成2種配子，自交后代能產(chǎn)生AABB、AaBb、aabb3種基因型，其比例為1∶2∶1，有2種表現(xiàn)型，其比例為3∶1。

（2）如果在基因型為AaBb的植株中，Ab位于一條染色體上，aB位于另一條染色體上，則該植株也只能產(chǎn)生2種配子，經(jīng)其自交后代中會產(chǎn)生AAbb、AaBb、aaBB共3種基因型，3種表現(xiàn)型且其比例為1∶2∶1。

因此，在處理兩對等位基因的時候，一定明確這兩對等位基因的位置關(guān)系，才能按所依據(jù)規(guī)律解答問題。上述（二）中的第4點中（1）（2）兩種類型均符合基因的分離定律，原因是2對等位基因位于1對同源染色體上。其余第1、2、3種均因兩對等位基因位于非同源染色體，故其符合基因的自由組合定律。上述情況靈活多變，多次在高考試題和檢測試題中出現(xiàn)，只有判斷出這幾對等位基因的具體位置，找出其符合的基因規(guī)律，掌握相關(guān)計算技巧，便可準確進行相關(guān)推斷和計算并做出正確解答。

二、有關(guān)基因的“累加效應”的題型探究

在涉及有關(guān)基因累加效應問題中，因生物的表現(xiàn)型只與顯性基因的數(shù)目有關(guān)，而與具體的基因型無關(guān)。因此，針對一對常染色體上且與植株顏色形成有關(guān)的等位基因A、a而言，植株的表現(xiàn)型有三種，即AA（顏色深）、

Aa（顏色較淺）、aa（顏色最淺），它們的比例為1∶2∶1。那么如果涉及兩對等位基因A、a和B、b位于兩對同源染色體上，該植株AaBb自交，此時子代中的表現(xiàn)型及其比例又是多少，如何計算呢？

下面我們將兩對等位基因拆分為兩個1對等位基因（分離定律）進行解答。

AaBb的個體自交，則有［AA（2顯）1/4∶Aa（1顯）2/4∶aa（0顯）1/4］［BB（2顯）1/4∶Bb（1顯）2/4∶bb（0顯）1/4］=［AABB（4顯）1/16+AaBB（3顯）2/16+aaBB（2顯）1/16+AABb（3顯）2/16+AaBb（2顯）4/16+aaBb（1顯）2/16+AAbb（2顯）1/16）+Aabb（1顯）2/16+aabb（0顯）1/16］=

［4顯∶1/16（AABB1/16）+3顯∶4/16（AaBB2/16+AABb2/16）+2顯∶6/16（aaBB1/16+AaBb4/16+AAbb1/16）+1顯∶4/16（aaBb2/16+Aabb2/16）+0顯∶1/16（aabb1/16）］。

由上述計算過程可看出，AaBb的個體自交，子代中有五種表現(xiàn)型，各表現(xiàn)型比例為：4顯∶3顯∶2顯∶1顯∶0顯=1∶4∶6∶4∶1。同理，在處理三對獨立遺傳的等位基因AaBbCc的植株自交，子代的表現(xiàn)型及比例的問題時，我們可用同樣的方法處理。如下∶

將AaBbCc拆分為AaBb和Cc的雜交問題，AaBbCc=AaBb×Cc=［4顯∶1/16+3顯∶4/16+2顯∶6/16+1顯∶4/16+0顯∶1/16］［CC（2顯）1/4+Cc（1顯）2/4+cc（0顯）

1/4］=［6顯∶1/64+5顯∶6/64+4顯∶15/64+3顯∶20/64+2顯∶15/64+1顯∶6/64+0顯∶1/64］。

據(jù)此，可以用2對等位基因的基因型及概率與1對等位基因的基因型及概率相乘，計算出子代的基因型及概率，然后根據(jù)基因型情況統(tǒng)計子代表現(xiàn)型有7種，分別為6顯∶5顯∶4顯∶3顯∶2顯∶1顯∶0顯=1∶6∶15∶20∶15∶6∶1。這樣我們既掌握了運用數(shù)學規(guī)律解決遺傳學問題的方法，也明確了自由組合定律的實質(zhì)，提高了解決問題的能力。

三、運用分類統(tǒng)計方法明確子代不同表現(xiàn)型及比例，進而確定相關(guān)基因在染色體上的位置是解題關(guān)鍵

在高中生物學遺傳板塊教學中，常有某一親本自交或與其他個體進行雜交，子代中會出現(xiàn)不同的表現(xiàn)型的個體，有關(guān)數(shù)據(jù)常以表格、扇形面積或柱形圖的形式呈現(xiàn)出來，題目中會設計相關(guān)問題，要求回答出：控制某性狀的基因的位置位于常染色體還是性染色體，親本的基因型是什么？對于此類題目，最佳的處理方法就是在子代雌雄個體中分類統(tǒng)計各表現(xiàn)型個體的分離比，如果子代中雌雄個體的表現(xiàn)型比例相同（如同為3∶1或1∶1），則可判斷該基因位于常染色體。如果在子代個體中，某一表現(xiàn)型在雌雄個體中比例不相等，如在子代雄性個體中有兩種表現(xiàn)型且比例為1∶1，而在雌性個體中只有一種表現(xiàn)型，則可推斷控制該性狀的基因位于X染色體，也可進一步推斷出雙親的基因型。這種分類統(tǒng)計的方法是解決此類問題的突破口，根據(jù)子代雌雄個體中某一表現(xiàn)型的比例是否相等，進而判斷控制該性狀的基因是位于常染色體還是X染色體上。

第二種常見類型為子代中某一性狀的分離比為9∶3∶3∶1的相關(guān)變形，如15∶1或9∶7，而另一性狀的分離比為3∶1，則可判斷該生物的兩種性狀由三對等位基因控制，前一性狀由位于非同源染色體上的兩對等位基因控制，后一性狀由位于一對同源染色體上的一對等位基因控制，這樣三對等位基因是符合基因的自由組合規(guī)律的，子代中會出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，它們的分離比為（3∶1）（15∶1）=45∶15∶3∶1或（3∶1）（9∶7）=27∶21∶9∶7等。同理，如果子代中出現(xiàn)了四種表現(xiàn)型，其比例為45∶15∶3∶1或27∶21∶9∶7，也可以由子代出現(xiàn)的比例逆推得出親代兩種性狀的分離比為15∶1和3∶1或9∶7和3∶1，進而確定親本的基因型。

【例】某雌雄異株植物中，基因型為FF、Ff、ff的個體表現(xiàn)型分別為大花瓣、小花瓣、無花瓣。基因型RR和Rr控制紅色花瓣，基因型rr則控制白色花瓣。這兩對等位基因獨立遺傳，用基因型不同的兩個純種作親本雜交得F1，F(xiàn)1全部為紅色小花瓣植株，F(xiàn)1隨機交配得F2，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及比例如下表。

?

據(jù)表回答下列問題：

（1）控制植株有無花瓣這一性狀的基因位于_____染色體上。兩對性狀_______（填“是”或“不是”）遵循自由組合定律，理由是______。

（2）F2植株的基因型有_____種，雌株表現(xiàn)型有_____種，其中雌株中大紅花瓣的基因型為_____。

分析：將子二代表格中雌雄植株的兩種性狀分別進行分類統(tǒng)計，然后確定相關(guān)基因的具體位置。（如下表）

?

據(jù)上表分析可知：花瓣大小比例在子二代雌雄個體中的比例均為1∶2∶1，故控制該性狀的基因在常染色體上，而控制花瓣顏色比例在子二代雌性中均為紅色，雄性中紅∶白=1∶1，也就是說白色顏色的性狀只在雄性中出現(xiàn)，而在雌性中沒有這一性狀，可推斷出控制花瓣顏色的基因位于X染色體上，因控制這兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上，故這兩對等位基因是可自由組合的。在第二問中，需根據(jù)F2代雌雄個體中花瓣大小無比例均為1∶2∶1，可知位于常染色體上的F、f為不完全顯性，F(xiàn)1代常染色體上基因組成均為Ff。因F2代雄性有紅色和白色兩種表現(xiàn)型，故F1代雌性性染色體基因組成為XRXr。又因F2代雌株均為紅色，故F1代雄性的性染色體基因組成只能是XRY，這樣F1代兩親本的基因組成為FfXRXr、FfXRY。F2代常染色體基因組成有FF、Ff、ff三種，而性染色體基因組成有XRXR、XRXr、XRY、XrY四種，故F2植株的基因型有12種（計算方法參考本文第一部分）。F2代雌株中共有6種基因型、3種表現(xiàn)型，其中FFXRXR、FFXRXr均為大紅花瓣，F(xiàn)fXRXR、FfXRXr均為小紅花瓣，ffXRXR、ffXRXr為無花瓣。

四、將復雜問題簡單化是快速解答問題的關(guān)鍵

在遺傳類題目中，學生常會遇到一些較為復雜的問題，此時應掌握拆分的方法，也就是將多對等位基因拆分成若干個等位基因（分離定律）進行處理，用分枝法快速而又準確地計算出子代的基因型及概率。該方法對于不論多少對等位基因均可處理。學生若掌握此方法，則在處理一般關(guān)于基因型、表現(xiàn)型及概率的問題上將會得心應手，這也是解決其他復雜問題的基礎(chǔ)。另外，最常用的方法便是表格法，該種方法的優(yōu)點是對于一對、兩對等位基因控制的性狀計算時較為方便，尤其是在遇到配子致死的問題時，這樣計算出的結(jié)果較為清楚，便于學生理解，但其缺點就是對三對及三對以上的等位基因不再適用。所以在教學中，教師要引導學生熟練掌握上述兩種方法，明確其優(yōu)缺點并合理運用。

綜上所述，學生在解答遺傳學相關(guān)問題時可靈活運用多種方法，首先應明確基因在什么染色體上，位置如何，然后根據(jù)提取到的信息確定其相關(guān)規(guī)律，最后運用恰當?shù)慕忸}方法進行解答，就可突破思維障礙，明顯提高解題速率。