談2017年全國I卷中摩爾根伴性遺傳的質疑和思辨

陳素芬

2017年高考塵埃落定，但是新課標對教學又提出了鮮明的目標，教師要引導學生發疑、質疑和思辨。《中國學生發展核心素養總體框架》中提出中國學生發展核心素養，以科學性、時代性和民族性為基本原則，以培養“全面發展的人”為核心，分為文化基礎、自主發展、社會參與三個方面。其中文化基礎方面包括人文底蘊和科學精神兩個素養。科學精神素養包括了理性思維、批判質疑、勇于探究3個基本要點，而2017年全國I卷遺傳題32題就體現了科學思維、批判質疑和勇于探究的思想，與這幾年各地模擬題有相近之處，但是又簡潔明了地考查了學生思維和探究能力。

1近幾年模擬題對摩爾根實驗的質疑和思辨

摩爾根伴性遺傳實驗是遺傳學經典實驗，紅眼雌性果蠅與白眼雄性果蠅雜交F1果蠅全為紅眼，F2紅眼和白眼之間的數量比為3：1，但是白眼性狀限于雄性，與性別有所聯系（圖1）。摩爾根提出的假設是控制白眼的基因在x染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。實際上控制白眼和紅眼的基因也可位于X、Y同源區段，果蠅雜交實驗分析圖解見圖2。

[例1]（2016·湖北七市聯考）野生型果蠅（純合體）的眼形是圓眼，某遺傳學家在研究中偶然發現一只棒眼雄果蠅，他想探究果蠅眼形的遺傳方式，設計了如圖3所示的實驗。雄果蠅染色體的模式圖及性染色體放大圖如圖4所示。據圖分析回答下列問題：

（1）由圖1中F1的表現型可知，果蠅眼形中_____是顯性性狀。

（2）若F2中圓眼：棒眼=3：1，且雌、雄果蠅個體中均有圓眼、棒眼，則控制圓眼、棒眼的基因位于——染色體上。

（3）若F2中圓眼：棒眼=3：1，但僅在雄果蠅中有棒眼，則控制圓眼、棒眼的基因可能位于_____，也可能位于_____。

（4）請從野生型F1、F2中選擇合適的個體，設計實驗方案，對上述（3）中的問題作出進一步判斷。

實驗步驟：

①用F2中棒眼雄果蠅與F1中雌果蠅交配，得到_____；

②用_____與_____交配，觀察子代中有沒有_____個體出現。

預期結果與結論：

①若只有雄果蠅中出現棒眼個體，則控制圓眼、棒眼的基因位于_____。

②若子代中沒有棒眼果蠅出現，則控制圓眼、棒眼的基因位于_____。

答案：（1）圓眼（2）常（3）X染色體的Ⅱ區段X和Y染色體的I區段（順序可顛倒）（4）實驗步驟：①棒眼雌果蠅②棒眼雌果蠅野生型雄果蠅棒眼

結果與結論：①x染色體的特有區段Ⅱ

②X、Y染色體的同源區段I

解析：（1）由顯性性狀的概念可知，F1表現的圓眼為顯性性狀。

（2）若F2中圓眼：棒眼=3：1，且雌、雄果蠅個體中均有圓眼、棒眼，說明該性狀的傳遞與性染色體沒有關聯，控制圓眼、棒眼的基因位于常染色體上。

（3）若F2中圓眼：棒眼=3：1，但僅在雄果蠅中有棒眼，眼形遺傳與性別有關，則控制圓眼、棒眼的基因可能位于x染色體的II區段，也可能位于x和Y染色體的I區段。

（4）若控制眼形的基因位于x染色體的II區段，則F：中棒眼雄果蠅（XY）與F1中雌果蠅交配得到棒眼雌果蠅。再用該棒眼雌果蠅檢測野生型圓眼雄果蠅的基因型，看野生型圓眼雄果蠅基因型是XY，還是XY。觀察子代中有沒有棒眼果蠅出現，若只有雄果蠅中出現棒眼個體，則控制圓眼、棒眼的基因位于X染色體的特有區段Ⅱ，若子代中沒有棒眼果蠅出現，則控制圓眼、棒眼的基因位于x、Y染色體的同源區段I。

點評：本模擬題考查難度高于高考題，不但考查了3：1的分離比不僅僅限于常染色體，且提出了隱性性狀限于雄性，基因可能位于x染色體上，也可能位于x、Y同源區段。要判斷“基因位于x染色體上還是位于x、Y同源區段”，必須構建“顯性作父本，隱性作母本”的雜交組合，依據后代的表現進行判別。當然本模擬題加了一步構建出隱性母本的步驟，所以需要逆推。

2對2017年全國I卷32題的分析

[例2]某種羊的性別決定為XY型，己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。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，基因型有一種；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（圖5），基因型有_____種。

答案：

（1）有角：無角=1：3有角：無角=3：1

（2）白毛個體全是雄性白毛個體中雌：雄=1：1

（3）3 5 7

解析：（1）考查了特殊的遺傳現象——從性遺傳。控制性狀的基因位于常染色體上，但性狀表現與性別相關聯，NN雌雄個體均表現顯性，nn雌雄個體均表現隱性，雜合子隨性別不同而表現不同，如Nn的公羊表現為有角，Nn的母羊卻表現為無角，因此多對雜合體公羊與雜合體母羊雜交，理論上子一代群體中基因型為NN：Nn：nn=1：2：1，但在母羊中卻表現為有角：無角=1：3；在公羊中表現為有角：無角=3：1。

（2）考查了常染色體遺傳和伴性遺傳，不論常染色體遺傳還是伴性遺傳均符合分離定律，即F1表現顯性個體，F2顯隱比為3：1，所以區分常染色體遺傳還是伴性遺傳需要依據隱性性狀是否限于雄性個體來確定，即排查黑毛和白毛羊的性別來把基因定位于某染色體上。

（3）考查了常染色體、伴X染色體、X和Y同源區段三種遺傳方式的基因型種類數。

3從性遺傳對伴Z遺傳的沖擊

伴性遺傳主要應用在幼年期區分動植物的雌雄，便于生產生活上避免物質和能量的浪費。教材上用蘆花雌雞與非蘆花雄雞交配，子代中雄雞都是蘆花雞，雌雞都是非蘆花雞，從而利用蘆花雞羽毛有黑白相間的橫斑條紋淘汰公雞，多養母雞，多得雞蛋。

伴z遺傳，利用“顯性作母本，隱性作父本”的雜交組合，通過F1雌雄個體性狀截然不同對雌雄進行區分。但從性遺傳也可以得到同樣的結果，所以區分從性遺傳和伴z遺傳仍需要構建新的實驗組合進行判斷，即進行“讓F。中的雌、雄個體相互交配”。若后代出現1：1：1：1的分離比，則屬于伴z遺傳。若出現雄性個體中顯隱比為3：1，雌性個體中顯隱比為1：3，則屬于從性遺傳。

[例3]鸚鵡是ZW型性別決定方式，其頭頂羽毛的紅色和灰色為一對相對性狀（由基因A、a控制，紅羽為顯性性狀）。純合雄性灰羽鸚鵡與純合雌性紅羽鸚鵡交配，F1中雄性全為紅羽、雌性全為灰羽。生物興趣小組同學對該遺傳現象進行分析后，甲、乙兩組同學對該基因在染色體上的位置分別提出兩種假設：

假設一：控制項羽顏色的基因位于z染色體上。

假設二：控制頂羽顏色的基因位于常染色體上，但性狀與性別相關聯。無論雌雄，AA個體均為紅羽，aa個體均為灰羽；但Aa雌性個體為灰羽，Aa雄性個體為紅羽。

（1）為驗證假設的成立，兩組同學采取了相同的雜交實驗方案：__________，觀察并統計后代的表現型及比例。

①若假設一成立，則理論上出現的結果是__________；

②若假設二成立，則理論上出現的結果是_______________。

（2）若假設二成立，該實驗現象說明基因與_____性狀。

答案：（1）讓F1中的雌、雄個體相互交配

①紅羽雄性：紅羽雌性：灰羽雄性：灰羽雌性=1：1：1：1

②紅羽雄性：灰羽雄性=3：1、紅羽雌性：灰羽雌性=1：3

（2）基因、基因產物

解析：從圖6和圖7可以看出，伴性遺傳和從性遺傳都可以解釋ZW性別決定方式中“顯性作母本，隱性作父本”，后代雌雄截然分開的遺傳現象。但是用F，中雌雄個體相互交配，利用后代性狀分離比的差異可以區分開伴性遺傳還是從性遺傳。