2017年高考全國卷理綜生物學第32題的解析

陳從兵

(重慶市潼南第一中學校 402660)

2017年高考全國卷理綜生物學遺傳試題所占分值升高，再度引起學生和教師對遺傳題的重視，下面就全國卷Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的第32題遺傳類題進行全方面分析思考，從而總結出應對遺傳類題的一些解決方法。

1 全國Ⅰ卷的第32題

某種羊的性別決定為XY型，已知其有角和無角由位于常染色體上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛對白毛為顯性，回答下列問題：

(1)公羊中基因型為NN或者Nn的表現為有角，nn無角；母羊中基因型為NN的表現為有角，nn或Nn無角。若多對雜合體公羊與雜合體母羊雜交，則理論上，子一代群體中母羊的表現型及其比例為__________；公羊的表現型及其比例為__________。

(2)某同學為了確定M/m是位于X染色體上，還是位于常染色體上，讓多對純合黑毛母羊與純合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛=3∶1，我們認為根據這一實驗數據，不能確定M/m是位于X染色體上，還是位于常染色體上，還需要補充數據，如統計子二代中白毛個體的性別比例，若__________，則說明M/m是位于X染色體上；若__________，則說明M/m是位于常染色體上。

(3)一般來說，對于性別決定為XY型的動物群體而言，當一對等位基因(如A/a)位于常染色體上時，基因型有______種；當其位于X染色體上時，基因型有______種；當其位于X和Y染色體的同源區段時，如圖所示，基因型有______種。

2 全國Ⅱ卷的第32題

人血友病是伴X隱性遺傳病，現有一對非血友病的夫婦生出了兩個非雙胞胎女兒。大女兒與一個非血友病的男子結婚并生出了一個患血友病的男孩。小女兒與一個非血友病的男子結婚，并已懷孕。回答下列問題：

(1)用“◇”表示尚未出生的孩子，請畫出該家系的系譜圖，以表示該家系成員血友病的患病情況。

(2)小女兒生出患血友病男孩的概率為__________；假如這兩個女兒基因型相同，小女兒生出血友病基因攜帶者女孩的概率為__________。

(3)已知一個群體中，血友病的基因頻率和基因型頻率保持不變，且男性群體和女性群體的該致病基因頻率相等。假設男性群體中血友病患者的比例為1%，則該男性群體中血友病致病基因頻率為________；在女性群體中攜帶者的比例為________。

分析：由題意可寫出系譜中部分成員的基因型如圖，由大女兒的兒子的基因型XhY可逆推知大女兒的基因型為XHXh，再由大女兒的基因型可逆推知其母親的基因型為XHXh。由此可知這對表現正常的夫婦基因型為XhY和XHXh，其生出的小女兒的基因型為XHXH或XHXh，占的比例分別為1/2XHXH和1/2XHXh，小女兒與正常男子XHY結婚生出的子女中患血友病男孩的概率為1/2XHXh× XHY→(1/2)(1/4)XhY，即為1/8。如問男孩患血友病的概率則為(1/2)(1/4)/(1/2)=1/4?；疾∧泻⑹侵冈谡麄€子女中找患病的男孩，男孩患病是在所有的男孩中找患病的男孩。假如這兩個女兒基因型相同，則小女兒的基因型就為XHXh，小女兒與正常男子XHY結婚生出的血友病基因攜帶者女孩的概率為XHXh×XHY→(1/2)(1/2)XHXh，即為1/4。如問女孩為血友病基因攜帶者的概率為(1/4)/(1/2)=1/2。已知男性群體中血友病患者XhY的比例為1%，則該男性群體正常XHY的比例為1-1%=99%，所以男性群體中血友病致病基因(Xh)頻率為1%m /m=1%(m為男性群體中總的人數)，而XH基因頻率為1-1%=99%。又因男性群體和女性群體的該致病基因頻率相等，所以女性群體中血友病致病基因Xh頻率為1%，XH基因頻率為99%。由基因分離定律可知女性群體中的基因頻率就等于女性群體產生相應配子的概率，即女性群體產生配子XH的概率為99%，產生配子Xh的概率為1%。由基因分離定律可知男性產生含X和Y的配子比例各占1/2，也可知男性群體中的基因頻率與男性群體產生相應配子的關系是X染色體上的基因頻率的1/2就等于相應配子的概率，另含1/2Y的配子，即男性群體產生配子XH的概率為(1/2)99%，產生配子Xh的概率為(1/2)1%和1/2Y的配子。群體中男女的婚配相當于是隨機交配，隨機交配也就是雌雄配子的隨機結合，所以群體中下一代的基因型情況為：(99%XH+1%Xh)[(1/2)99%XH+(1/2)1%Xh+1/2Y]，即(1/2)(99%)2XHXH、(99%)(1%)XHXh、(1/2)(1%)2XhXh、99%XHY、1%XhY。題意告知“已知一個群體中，血友病的基因頻率和基因型頻率保持不變”，所以此時群體的基因頻率與下一代相同，這樣女性群體中攜帶者的比例為：[(99%)(1%)]/[(1/2)(99%)2+(99%)(1%)+(1/2)(1%)2]=2(99%)(1%)=1.98%。

教材中未涉及遺傳平衡定律，即使補充了遺傳平衡定律，利用分離定律得出雌雄配子的概率，然后利用雌雄配子隨機結合來計算其基因型的比例。當然如果一個群體中X染色體上某基因頻率和其各基因型頻率保持不變，且男性群體和女性群體的該基因頻率相等，那么這樣的群體也達到了遺傳平衡。X染色體上基因的遺傳平衡種群中各基因頻率和各基因型頻率存在如下等式關系：如果XB=p、Xb=q，p+q=1；那么XBXB=1/2p2，XBXb=pq，XbXb=1/2q2，XBY=1/2p，XbY=1/2q，且種群中各基因頻率和各基因型頻率代代將保持不變，這就稱作X染色體遺傳平衡定律。當然X染色體上基因的遺傳平衡種群中各基因頻率與雌雄群體中相應基因頻率是相等的。用一個公式表示就是(p+q)(p/2+q/2+1/2)=p2/2+pq+q2/2+p/2+q/2=1，這就是X染色體上一對等位基因的X染色體基因遺傳平衡公式。

3 全國Ⅲ卷的第32題

已知某種昆蟲的有眼(A)與無眼(a)、正常剛毛(B)與小剛毛(b)、正常翅(E)與斑翅(e)這三對相對性狀各受一對等位基因控制?，F有三個純合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不發生染色體變異和染色體交換，回答下列問題：

(1)若A/a、B/b、E/e這三對等位基因都位于常染色體上，請以上述品系為材料，設計實驗來確定這三對等位基因是否分別位于三對染色體上。(要求：寫出實驗思路、預期實驗結果、得出結論。)

(2)假設A/a、B/b這兩對等位基因都位X染色體上，請以上述品系為材料，設計實驗對這一假設進行驗證。(要求：寫出實驗思路、預期實驗結果、得出結論。)

分析：要確定A/a、B/b、E/e這三對位于常染色體上的等位基因分別位于三對染色體上，則必須要滿足任何兩對等位基因都遵循基因的自由組合定律(體現出數學的分析能力)，而基因自由組合體現出的方法，一個是雙雜合的自交，另一個就是雙雜合的測交。而從提供的現有三個純合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee中不可能雜交或自交得到雙隱性個體，所以只能考慮雙雜合的自交，而三個純合品系兩兩雜交就可以得到三對等位基因兩兩組合的三種雙雜合個體AaBbEE、AABbEe和AaBBEe。若位于兩對非同源染色體的兩對等位基因的雙雜合個體自交后代可得到四種表現型且比例為9∶3∶3∶1，或每種雙雜合自交得到4種表現型或者三種雙雜合自交共有8種表現型；若有兩對等位基因位于同源染色體上，假定不發生染色體變異和染色體交換(即交叉互換)，三種雙雜合個體自交后代要么是三種表現型且比例為2∶1∶1，要么是四種表型且比例為9∶3∶3∶1。而此處是探究實驗，所以預期結果和結論有多種可能(這里有兩種)。

實驗思路：三個純合品系：①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee兩兩雜交得到F1，各自的F1自交(或者隨機交配)得到F2。觀察F2后代的表現型及比例。預期實驗結果和結論：若每種雜交后代的F2都出現四種表現型且比例為9∶3∶3∶1(或者若每種雜交后代的F2都出現四種表現型或者所有雜交后代的F2中共出現8種表現型)，則A/a、B/b、E/e這三對等位基因分別位于三對常染色體上；反之，這三對等位基因就不是分別位于三對常染色體上。

實驗思路：選擇①×②雜交組合進行正反交，觀察F1雄性個體的表現型。預期實驗結果：若正交得到的F1中雄性個體與反交得到的F1中雄性個體有眼/無眼、正常剛毛/小剛毛這兩對相對性狀的表現均不同。得出結論：這兩對等位基因都位于X染色體上。