“三步法”解柱狀圖、表格類遺傳題

齊國(guó)旺

遺傳題作為高中生物階段重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，也幾乎每年都出現(xiàn)在全國(guó)新課標(biāo)高考生物試卷部分，且經(jīng)常作為壓軸題，難度系數(shù)大，得分率低，是高中學(xué)生不易逾越的一個(gè)障礙。多數(shù)高中學(xué)生在對(duì)這類題型作答時(shí)容易出現(xiàn)思路混亂、找不到突破口、無(wú)從入手、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)葐?wèn)題，嚴(yán)重浪費(fèi)學(xué)生的解題時(shí)間，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)效果及解題效率。因此，老師開展生物遺傳學(xué)教學(xué)時(shí)，要采用一定的方法進(jìn)行歸納總結(jié)，向?qū)W生講述這類題型的解題技巧，以幫助學(xué)生順利理清解題思路、確定解題步驟和方法，進(jìn)而提高學(xué)生的解題效率。遺傳題中較為常見的有系譜圖類遺傳題、柱狀圖類遺傳題、表格類遺傳題，采用“三步法”能有效提高這類題型的得分率，為學(xué)生更好地學(xué)習(xí)生物遺傳學(xué)知識(shí)提供一定指導(dǎo)?！叭椒ā笔欠秩齻€(gè)步驟來(lái)解決這類題型的一種常規(guī)方法。下面以兩道題為例來(lái)演示“三步法”解柱狀圖、表格類的遺傳題的過(guò)程。

【例1】蘆筍屬于XY型性別決定植物，蘆筍種群中抗病和不抗病受基因A、a控制，窄葉和闊葉受B、b控制。兩株蘆筍雜交，子代中各種性狀比例如圖1所示，請(qǐng)據(jù)圖1分析回答。

（1）基因A、a位于______染色體上，不抗病是______性性狀；基因B、b位于___ 染色體上，闊葉是______性性狀。

（2）親代的基因型為__________________，子代的不抗病闊葉雌株與子代的不抗病窄葉雄株雜交，后代中抗病窄葉雄株占_________。

【例2】某性別決定方式為XY型的植物莖色為綠色和紫色（基因型為A、a）、葉型為寬葉與窄葉（基因型為B、b），為探究這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳規(guī)律，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

（1）綠色和紫色這對(duì)相對(duì)性狀中，______ 是顯性性狀。該植物中，基因A、a和基因B、b的遺傳遵循___ 定律。依據(jù)表格信息作出判斷的理由是_________ 。

（2）控制綠色和紫色的A、a基因位于______染色體上，判斷理由是____________。

（3）實(shí)驗(yàn)2中親本的基因型為___ ；若只考慮其植物葉型性狀，在F2的寬葉植株中，純合子所占比例為___ 。

一、分雌性、雄性、全部子代統(tǒng)計(jì)出每對(duì)性狀的分離比

解遺傳題的首要任務(wù)是判斷每對(duì)基因的遺傳方式及每對(duì)性狀之間的顯隱性關(guān)系，遺傳方式分為常染色體遺傳、伴X染色體遺傳、伴XY染色體遺傳和伴Y染色體遺傳四種。解遺傳題的第二個(gè)任務(wù)是推出題目中相關(guān)個(gè)體的基因型。對(duì)于柱狀圖、表格類的遺傳題，要完成這兩個(gè)任務(wù)首先就需要分雌性、雄性、全部子代統(tǒng)計(jì)出每對(duì)性狀的分離比。例題1和例題2統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下列表1和表2。

二、根據(jù)每對(duì)性狀的3個(gè)分離比推出每對(duì)性狀的顯隱性、基因的位置、雙親的基因型

例題1中，根據(jù)雌性、雄性和全部子代中不抗病與抗病的分離比都為3：1，可推出：①不抗病是顯性性狀；②這對(duì)基因在常染色體上；③雙親的基因型都是Aa。根據(jù)雌性子代中闊葉：窄葉=2：0，雄性子代中闊葉：窄葉=1：1，全部子代中闊葉：窄葉=3：1，可推出：①闊葉是顯性性狀；②這對(duì)基因有可能在X染色體上，也有可能在XY染色體的同源區(qū)段上，在題干未作特殊說(shuō)明的情況下，一般不考慮伴XY染色體的情況，所以把這對(duì)基因看作在X染色體上；③雙親的基因型可能是XBXb和XBY或XBXb和XBYb，一般不考慮伴XY染色體的情況，所以雙親的基因型看作是XBXb和XBY。綜合兩對(duì)性狀，雙親的基因型為AaXBXb和AaXBY。

例題2中，F(xiàn)2中紫色：綠色在實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中的3個(gè)分離比都為3：1，據(jù)此可推出：①不抗病是顯性性狀；②這對(duì)基因在常染色體上；③雙親的基因型都是Aa。

實(shí)驗(yàn)1中，F(xiàn)2的寬葉：窄葉在雌性中為2：0，在雄性中為1：1，在全部個(gè)體中為3：1，據(jù)此可推出：寬葉是顯性性狀；這對(duì)基因有可能在X染色體上，也有可能在XY染色體的同源區(qū)段上，雙親（F1）的基因型可能是XBXb和XBY或XBXb和XBYb。

實(shí)驗(yàn)2中，F(xiàn)2的寬葉：窄葉在雌性中為1：1，在雄性中為2：0，在全部個(gè)體中為3：1，據(jù)此可推出：寬葉是顯性性狀；這對(duì)基因在XY染色體的同源區(qū)段上，雙親（F1）的基因型是XBXb和XbYB。

綜合對(duì)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2中第二對(duì)性狀寬葉和窄葉的3個(gè)性狀分離比的分析，得出的結(jié)論是：①寬葉是顯性性狀；②這對(duì)基因在XY染色體的同源區(qū)段上；③實(shí)驗(yàn)1雙親（F1）的基因型為XBXb和XBYb，實(shí)驗(yàn)2雙親（F1）的基因型為XBXb和XbYB。綜合兩對(duì)性狀，實(shí)驗(yàn)1中F1的基因型為AaXBXb和AaXBYb，可推出親本的基因型為AAXBXB和aaXbYb；實(shí)驗(yàn)2中F1的基因型為AaXBXb和AaXbYB，可推出親本的基因型為AAXBYB和aaXbXb。

三、推出相關(guān)個(gè)體的基因型并進(jìn)行計(jì)算

計(jì)算是柱狀圖、表格類遺傳題的最后一步，一般是將多對(duì)基因拆解成一對(duì)一對(duì)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。進(jìn)行計(jì)算時(shí)需要先推出相關(guān)個(gè)體的基因型，然后再去進(jìn)行計(jì)算。相關(guān)個(gè)體的基因型如果有多種可能，書寫時(shí)要將每種可能的概率帶上，而且每對(duì)基因分別帶著概率書寫。

比如例題1的最后一空就屬于計(jì)算，而子代的不抗病闊葉雌株與子代的不抗病窄葉雄株就是相關(guān)個(gè)體，所以先要根據(jù)題意推出子代的不抗病闊葉雌株與子代的不抗病窄葉雄株的基因型，然后再去計(jì)算。上面在步驟二中已經(jīng)推出了雙親（F1）的基因型分別是AaXBXb和AaXBY，所以子代不抗病闊葉雌株的基因型為（1/3AA+2/3Aa）（1/2XBXB+1/2XBXb），這樣書寫就是每對(duì)基因分別帶著概率書寫，這樣書寫有利于后面的計(jì)算；子代的不抗病窄葉雄株的基因型為（1/3AA+2/3Aa）XbY。相關(guān)個(gè)體的基因型全部推出后，最后就是計(jì)算，根據(jù)題意要計(jì)算后代中抗病窄葉雄株的概率，其基因型為aaXbY，一對(duì)一對(duì)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程為：（2/3×2/3×1/4）（1/2×1/4）=1/72，前一個(gè)括號(hào)是計(jì)算后代是aa的概率，后一個(gè)括號(hào)是算XbY的概率。

綜上所述，柱狀圖、表格類遺傳題的解題采用“三步法”的三個(gè)步驟是：1、分雌性、雄性、全部子代統(tǒng)計(jì)出每對(duì)性狀的分離比；2、根據(jù)每對(duì)性狀的3個(gè)分離比推出每對(duì)性狀的顯隱性、基因的位置、雙親的基因型；3、推出相關(guān)個(gè)體的基因型并進(jìn)行計(jì)算?！叭椒ā苯忸}法可以使學(xué)生對(duì)這種類型的遺傳難題有比較清晰的解題思路，通過(guò)一定的題量訓(xùn)練，學(xué)生完全有可能突破這類遺傳難題，同時(shí)還可以在一定程度上消除在解答這類遺傳題時(shí)知難而退的消極思想，增強(qiáng)解難題的自信心。

鞏固練習(xí)：

練習(xí)1：（2019年浙江4月選考）某種昆蟲眼色的野生型和朱紅色、野生型和棕色分別由等位基因A、a和B、b控制，兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。為研究其遺傳機(jī)制，進(jìn)行了雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見下表：

回答下列問(wèn)題：

（1）野生型和朱紅眼的遺傳方式為_________，判斷的依據(jù)是_________。

（2）雜交組合丙中親本的基因型分別為_________和______，

F1中出現(xiàn)白眼雄性個(gè)體的原因是_________。

（3）以雜交組合丙F1中的白眼雄性個(gè)體與雜交組合乙中的雌性親本進(jìn)行雜交，用遺傳圖解表示該過(guò)程。

【解析】 第（1）和第（2）小題可用本文介紹的“三步法”的前兩步來(lái)解。第一步，對(duì)雜交組合甲和乙的后代的性狀分離比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3。

第二步，根據(jù)每對(duì)性狀的3個(gè)分離比推出每對(duì)性狀的顯隱性、基因的位置、雙親的基因型。根據(jù)雜交組合甲雌性子代中野生型：朱紅眼=2：0，雄性子代中野生型：朱紅眼=1：1，全部子代中野生型：朱紅眼=3：1，可推出：①野生型對(duì)朱紅眼為顯性；②這對(duì)基因A/a在X染色體上；③雙親的基因型是XAXa和XAY。結(jié)合①和②，朱紅眼的遺傳方式是伴X染色體隱性遺傳，第（1）小題解決。

根據(jù)雜交組合乙雌性子代中野生型：棕眼=3：1，雄性子代中野生型：棕眼=3：1，全部子代中野生型：棕眼=3：1，可推出：①野生型對(duì)棕眼為顯性；②這對(duì)基因B/b在常染色體上；③雙親的基因型都是Bb。

結(jié)合雜交組合甲和雜交組合乙，可推出，乙組親本中野生型完整的基因型為XAXABb，朱紅眼完整的基因型為XaYBb，這說(shuō)明，A和B同時(shí)存在時(shí)才表現(xiàn)為野生型，只有B存在，而沒(méi)有A時(shí)，表現(xiàn)為朱紅眼，同理也可以猜測(cè)：只有A存在，而沒(méi)有B時(shí)，表現(xiàn)為棕眼。雜交組合丙可以證實(shí)這一猜測(cè)，雜交組合丙的F1中雌性個(gè)體的表型與雜交組合乙相同，這說(shuō)明雜交組合丙的雙親的B/b基因相關(guān)的基因型也都是Bb，兩親本都是野生型，所以雌性親本總的基因型為XAX-Bb，雄性親本總的基因型為XAYBb，F(xiàn)1中雄性個(gè)體有四種表型，比值為野生型：朱紅眼：棕眼：白眼=3：3：1：1，這說(shuō)明雌性親本的基因型不能是XAXABb，而應(yīng)該是XAXaBb，第（2）小題的前兩個(gè)空已經(jīng)解決。雜交組合丙雙親的基因型是XAXaBb×XAYBb，可推出F1中雄性個(gè)體的基因型為（1/2XAY+1/2XaY）（3/4B+1/4bb），3/8 XAYB表現(xiàn)為野生型，3/8 XaYB表現(xiàn)為朱紅眼，1/8 XAYbb表現(xiàn)為棕眼，因此，剩余的1/8 XaYbb就應(yīng)該表現(xiàn)為白眼，第（2）小題的第三個(gè)空解決。

第（3）小題，雜交組合丙F1中的白眼雄性個(gè)體的基因型為XaYbb，可產(chǎn)生的雄配子為bXa和bY，比例為1∶1；雜交組合乙中的雌性親本的基因型為XAXABb，可產(chǎn)生的雌配子為BXA和bXA，比例為1∶1；雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，因此可獲得后代基因型有BbXAXa、bbXAXa、BbXAY和bbXAY，表現(xiàn)型依次為野生型雌性個(gè)體、棕眼雌性個(gè)體、野生型雄性個(gè)體、棕眼雄性個(gè)體，且比例為1∶1∶1∶1，詳細(xì)遺傳圖解見答案。

【答案】（1）伴X染色體隱性遺傳 雜交組合甲的親本均為野生型，F(xiàn)1中雌性個(gè)體均為野生型，而雄性個(gè)體中出現(xiàn)了朱紅眼

（2）BbXAXa BbXAY兩對(duì)等位基因均為隱性時(shí)表現(xiàn)為白色

（3）如圖

練習(xí)2：（2020屆河北省衡水中學(xué)全國(guó)高三第二次聯(lián)考）果蠅的紅眼與白眼是一對(duì)相對(duì)性狀（相關(guān)基因用B、b表示），裂翅與直翅是一對(duì)相對(duì)性狀（相關(guān)基因用D、d表示）?，F(xiàn)有兩只果蠅雜交，子代的表現(xiàn)型及數(shù)量如下圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷，控制果蠅翅型的基因位于______染色體上，果蠅眼色中的_________為顯性性狀。

（2）親本雌、雄果蠅的基因型分別是_________。子代紅眼裂翅果蠅中，純合子所占的比例為_________。

（3）現(xiàn)有三個(gè)純合果蠅品系：①紅眼裂翅、②白眼裂翅、③紅眼直翅。請(qǐng)從上述品系選取實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)一只紅眼裂翅雌果蠅的基因型（寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論）。

【解析】本題為柱狀圖類遺傳題，第（1）和第（2）小題可用本文介紹的“三步法”的前兩步來(lái)解。第一步，對(duì)雜交產(chǎn)生的后代的性狀分離比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4。

第二步，根據(jù)每對(duì)性狀的3個(gè)分離比推出每對(duì)性狀的顯隱性、基因的位置、雙親的基因型。根據(jù)雌性子代中紅眼：白眼=2：0，雄性子代中紅眼：白眼=1：1，全部子代中紅眼：白眼=3：1，可推出：①紅眼是顯性性狀；②這對(duì)基因B/b

在X染色體上；③雙親的基因型是XBXb和XBY。根據(jù)雌性、雄性和全部子代中裂翅與直翅的分離比都為3：1，可推出：①裂翅是顯性性狀；②這對(duì)基因D/d在常染色體上；③雙親的基因型都是Dd。綜合兩對(duì)性狀，雙親的基因型為DdXBXb和DdXBY。第（1）小題和第（2）小題的第一個(gè)空已經(jīng)解決。

第（2）小題的第2個(gè)空，因雙親的基因型為DdXBXb和DdXBY，所以后代紅眼裂翅的基因型（1/3XBXB+1/3XBXb+1/3XBY）（1/3DD+2/3D d），其中純合子是DDXBXB和DDXBY，所以子代紅眼裂翅果蠅中純合子所占的比例為（1/3）×1/3+（1/3）×1/3=2/9。

第（3）小題，這只待檢測(cè)的紅眼裂翅雌果蠅的基因型有DDXBXB、DDXBXb、DdXBXB、DdXBXb四種可能，所給的實(shí)驗(yàn)材料是三個(gè)純合果蠅品系：①紅眼裂翅、②白眼裂翅、③紅眼直翅，品系①和品系②都為純合裂翅，基因型都為DD，用它們來(lái)與待測(cè)雌蠅雜交無(wú)法區(qū)分出待測(cè)雌蠅是DD還是Dd，因此不能選用品系①和品系②來(lái)與待測(cè)雌蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，只能選品系③純合紅眼直翅雄果蠅（基因型為ddXBY）來(lái)與待測(cè)雌蠅進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)。若后代全為紅眼裂翅果蠅，則待測(cè)雌蠅的基因型為DDXBXB；若后代雌蠅全為紅眼裂翅果蠅，后代雄蠅一半為紅眼裂翅果蠅一半為白眼裂翅果蠅，則待測(cè)雌蠅的基因型為DDXBXb；若后代雌雄果蠅中均有一半為紅眼裂翅，一半為紅眼直翅，則待測(cè)雌蠅的基因型為DdXBXB；若后代雌果蠅中一半為紅眼裂翅，一半為紅眼直翅，后代雄果蠅中有紅眼裂翅、紅眼直翅、白眼裂翅、白眼直翅四種，則待測(cè)雌蠅的基因型為DdXBXb。

【答案】 （1）常 紅眼

（2）DdXBXb、DdXBY 2/9

（3）實(shí)驗(yàn)思路：選取品系③的雄果蠅與該雌果蠅雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代果蠅的表現(xiàn)型及比例。

結(jié)果和結(jié)論：若子代果蠅翅型只有裂翅，眼色只有紅眼，則親本雌果蠅的基因型為DDXBXB；

若子代果蠅翅型只有裂翅，眼色既有紅眼也有白眼，則親本雌果蠅的基因型為DDXBXb；

若子代果蠅翅型既有裂翅也有直翅，眼色只有紅眼，則親本雌果蠅的基因型為DdXBXB；

若子代果蠅翅型既有裂翅也有直翅，眼色既有紅眼也有白眼，則親本雌果蠅的基因型為DdXBXb。

練習(xí)3：（廣東省廣州市2023屆高三年級(jí)調(diào)研測(cè)試）果蠅的長(zhǎng)翅與殘翅、紅眼與白眼是兩對(duì)相對(duì)性狀，分別由等位基因A/a、R/r控制。研究人員利用純合殘翅紅眼雄果蠅（甲）與兩只雌果蠅（乙、丙）交配，結(jié)果如下表所示。

回答下列問(wèn)題：

（1）第2組實(shí)驗(yàn)中親本紅眼果蠅雜交，子代中既有紅眼又有白眼。該現(xiàn)象在遺傳學(xué)上稱為_________。

（2）控制果蠅眼色的基因位于______染色體上，丙果蠅的基因型為______。第2組實(shí)驗(yàn)F1中的長(zhǎng)翅紅眼雌雄果蠅雜交，子代的長(zhǎng)翅紅眼雌果蠅中，純合子所占的比列為___ 。

【解析】第（1）小題考查性狀分離的概念，表現(xiàn)型相同的雙親，子代出現(xiàn)不同的表現(xiàn)型，這就是性狀分離的現(xiàn)象。

本題為表格類遺傳題，第（2）小題可用本文介紹的“三步法”來(lái)解。第一步，對(duì)第2組雜交產(chǎn)生的后代的性狀分離比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5。

___第二步，根據(jù)每對(duì)性狀的3個(gè)分離比推出每對(duì)性狀的顯隱性、基因的位置、雙親的基因型。根據(jù)雌性子代中紅眼：白眼=2：0，雄性子代中紅眼：白眼=1：1，全部子代中紅眼：白眼=3：1，可推出：①紅眼是顯性性狀；②這對(duì)基因R/r

在X染色體上；③雙親中丙的基因型是XRXr，甲的基因型是XRY。此時(shí)已經(jīng)推出第（2）小題的第一個(gè)空。

雌性子代、雄性子代、全部子代中殘翅：長(zhǎng)翅均為1：1，這無(wú)法推出殘翅和長(zhǎng)翅的顯隱性，無(wú)法推出A/a 在什么染色體上，也無(wú)法推出雙親的基因型，此時(shí)只能另辟蹊徑。根據(jù)雜交組合2的雄性子代中殘翅紅眼♂：長(zhǎng)翅紅眼♂：殘翅白眼♂：長(zhǎng)翅白眼♂=1：1：1：1，可以看出殘翅/長(zhǎng)翅與紅眼/白眼兩對(duì)相對(duì)性狀之間能夠自由組合，這說(shuō)明A/a與R/r之間遵循自由組合定律，它們是在非同源染色體上，而R/r已經(jīng)推出是在性染色體上，因此，A/a在常染色體上。基因在常染色體上時(shí)，雜交組合總共有6種：AA×AA、AA×Aa、AA×aa、Aa×Aa、Aa×aa、aa×aa，其中能使雌性子代、雄性子代、全部子代中殘翅：長(zhǎng)翅均為1：1的雜交組合只能是Aa×aa，而題干上已告知甲是純合子，因此甲是aa，甲的殘翅性狀是隱性性狀，丙是Aa，丙的長(zhǎng)翅性狀是顯性性狀。綜合兩對(duì)性狀，甲的基因型為aaXRY，丙的基因型為AaXRXr。此時(shí)已經(jīng)推出第（2）小題的第二個(gè)空。

第三步，推出相關(guān)個(gè)體的基因型并進(jìn)行計(jì)算。第2組實(shí)驗(yàn)F1中的長(zhǎng)翅紅眼雌雄果蠅即為“相關(guān)個(gè)體”，要解決第（2）小題的第三個(gè)空，就需要將它們的基因型推出來(lái)。因?yàn)榧椎幕蛐蜑閍aXRY，丙的基因型為AaXRXr，因此它們產(chǎn)生的F1中的長(zhǎng)翅紅眼雌果蠅的基因型為Aa（1/2XRXR+1/2XRXr），長(zhǎng)翅紅眼雄果蠅的基因型為AaXRY。Aa（1/2XRXR+1/2XRXr）×AaXRY，子代的長(zhǎng)翅紅眼雌果蠅的基因型為（1/3AA+2/3Aa）（3/4XRXR+1/4XRXr），其中只有AAXRXR為純合子，因此，第2組實(shí)驗(yàn)F1中的長(zhǎng)翅紅眼雌雄果蠅雜交，子代的長(zhǎng)翅紅眼雌果蠅中，純合子所占的比列為（1/3）×3/4=1/4。

【答案】 （1）性狀分離（2）XAaXRXr 1/4

責(zé)任編輯 李平安