例析遺傳題解題的一般步驟與方法

潘冬

摘要 以歷年全國新課標卷高考生物試題為例，闡述遺傳題解題的一般步驟與方法，以期更好地幫助師生舉一反三，備戰2020年生物高考。

關鍵詞 全國新課標卷 遺傳題 解題方法

中圖分類號C633. 91

文獻標志碼B

1 概述

科學思維是生物學學科核心素養之一，是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。簡而言之，科學思維可以概括為利用“邏輯推理”來解決問題的思維方法。高考生物試題中對科學思維的考查非常普遍，屬于高考生物試題能力考查要求中的“綜合運用能力”，是高考考查的重點，而試題中的遺傳題則是這項能力考查的集中體現。其解題的一般步驟如圖1所示。

2 例析

2.1 判斷性狀的顯隱性

【例1】（2018.全國新課標.I卷）果蠅體細胞有4對染色體，其中2、3、4號為常染色體。己知控制長翅/殘翅性狀的基因位于2號染色體上，控制灰體/黑檀體性狀的基因位于3號染色體上。某小組用一只無眼灰體長翅雌蠅與一只有眼灰體長翅雄蠅雜交，雜交子代的表現型及其比例見表1。

（1）根據雜交結果，_____ （填“能”或“不能”）判斷控制果蠅有眼/無眼性狀的基因是位于X染色體還是常染色體上。若控制有眼/無眼性狀的基因位于X染色體上，根據上述親本雜交組合和雜交結果判斷，顯性性狀是_____ ，判斷依據是____。

（2）若控制有眼/無眼性狀的基因位于常染色體上，請用上表中雜交子代果蠅為材料設計一個雜交實驗來確定無眼性狀的顯隱性（要求：寫出雜交組合和預期結果）。________。

（3）若控制有眼/無眼性狀的基因位于4號染色體上，用灰體長翅有眼純合體和黑檀體殘翅無眼純合體果蠅雜交，F1相互交配后，F2中雌雄均有 _____ 種表現型，其中黑檀體長翅無眼所占比例為3/64時，則說明無眼性狀為 ____-（填“顯性”或“隱性”）。

參考答案：（1）不能無眼只有當無眼為顯性時，子代雌雄個體中才都會出現有眼與無眼性狀的分離;（2）雜交組合：無眼×無眼;預期結果：若子代中無眼：有眼=3：1，則無眼為顯性性狀;若子代全部為無眼，則無眼為隱性性狀;（3）8隱性

解析：（1）第二空、三空，已知控制有眼/無眼性狀的基因位于X染色體上（設該性狀由A/a 一對等位基因控制），若無眼為隱性性狀，則親代無眼雌蠅基因型為（XaXa），有眼雄蠅基因型為（XAy），子代雌性個體全為有眼，雄性個體全為無眼，與題不符，所以無眼為顯性性狀。（2）己知控制有眼/無眼性狀的基因位于常染色體上，可讓表中雜交子代中無眼雌果蠅和無眼雄果蠅交配，觀察子代的性狀表現。若子代中無眼：有眼=3：1，則無眼為顯性性狀，若子代全為無眼，則無眼為隱性性狀。（3）第二空，己知控制有眼/無眼性狀的基因位于4號染色體上，則控制三對性狀的基因獨立遺傳。由題表所示雜交結果可知，灰體、長翅性狀為顯性。用灰體長翅有眼純合體和黑檀體殘翅無眼純合體果蠅雜交，F1中三對等位基因都雜合，故Fi相互交配后，如果黑檀體長翅無眼所占比例為3/64= 1/4x3/4x1/4，說明無眼性狀為隱性。

規律：判斷性狀顯隱性的方法一般有：①假設推理法，即先假設某一性狀為顯性（或隱性），再確定親代基因型，推導子代基因型及表現型，進而得出相符（或不符）的結論，如“（1）題”。②數據分析法，即根據親子代的表現型及比例進行正推或逆推，若子代出現性狀分離，且比例為3：1，則“3”或“3/4”的性狀為顯性，“1”或“1/4”的性狀為隱性，如“（3）題”。③實驗設計法，即選擇適合的材料進行自交或雜交，觀察并分析后代的表現型及比例。

“假設推理法”適用于“顯隱性的判斷及判斷依據”的考查;“數據分析法”要求考生靈活處理并運用性狀分離比“3：1”及變式“1/4”或“3/4”;“實驗設計”要求選擇合適的實驗材料、實驗方法，正確表述實驗結果與結論。

2.2 判斷基因的位置

[例2]（2018.全國新課標.III卷）某小組利用某二倍體自花傳粉植物進行兩組雜交實驗，雜交涉及的四對相對性狀分別是：紅果（紅）與黃果（黃）、子房二室（二）與多室（多）、圓形果（圓）與長形果（長）、單一花序（單）與復狀花序（復）。實驗數據見表2。

回答下列問題：

（1）根據表中數據可得出的結論是：控制甲組兩對相對性狀的基因位于上________- ，依據是____________ ;控制乙組兩對相對性狀的基因位于 ___________ （填“一對”或“兩對”）同源染色體上，依據是________。

（2）某同學若用“長復”分別與乙組的兩個F1進行雜交，結合表中數據分析，其子代的統計結果不符合的比例 ________________ 。

參考答案：（1）非同源染色體F2中兩對相對性狀表現型的分離比符合9：3：3：1 一對F：中每對相對性狀表現型的分離比都符合3：1，而兩對相對性狀表現型的分離比不符合9：3：3：1

（2）1：1：1：1

解析：①假設四對相對性狀可分別由A/a、B/b、C/c、D/d四對等位基因控制，根據表2數據可知，甲組中紅果（紅）對黃果（黃）為顯性、子房二室（二）對多室（多）為顯性。僅考慮果實顏色和子房室數兩對相對性狀，則甲組F.基因型為AaBb，Fi自交得F2表現型及其比例約為紅二（A B）：紅多（A_bb）：黃二（aaB）：黃多（aabb）=9：3：3：1，符合基因自由組合定律的性狀分離比，即控制甲組果實顏色和子房室數兩對相對性狀的基因位于非同源染色體上。乙組中圓形果（圓）對長形果（長）為顯性、單一花序（單）對復狀花序（復）為顯性，則乙組F1基因型為CcDd，F1自交得F2：果形中圓（C-）：長（cc）=3：1，花序中單（D_）：復（dd）=3：1，說明果形和花序遵循分離定律。但是，這兩對相對性狀表現型的分離比不符合9：3：3：1，說明控制果形和花序兩對等位基因不符合自由組合定律，即控制乙組果形和花序的兩對等位基因位于一對同源染色體上。②乙組中的兩個F1自交得F2的表現型及其比例的原因可能是F.在減數分裂形成配子時，同源染色體中的非姐妹染色單體間發生交叉互換，產生四種配子及其比例為CD：Cd：cD：cd=4：1：1：4， CD： Cd：cD： cd=1：4：4：1。根據題意，C/c、D/d兩對等位基因位于一對同源染色體上，若用“長復（ccdd）”分別與乙組的FI（CcDd）進行測交，其子代的表現型及其比例為不出現1：1：1：1，可能出現的結果是4：1：1：4或1：4：4：1。

規律：判斷基因位置的方法一般有：（1）直接描述法。①若F1自交，后代出現性狀分離比為“9：3：3：1”及某性狀所占比例為“1/16”等變式，測交后代表現型及比例為“1：1：1：1”及某性狀所占比例為“1/4”等變式，則兩對等位基因位于兩對同源染色體（或非同源染色體）上，反之，則位于一對同源染色體上，如“（1）題、（2）題”。②據雜交（或正反交）后代雌雄個體表現型及比例不同，可初步確定基因位于X染色體上。③若假設基因位于常染色體上，分析后代雌雄個體表現型及比例是否與題意一致，不一致，則基因位于X染色體上。（2）實驗設計法，即利用染色體上的基因的遺傳規律不盡相同進行實驗設計。①若雜交后代性狀的遺傳遵循自由組合定律，即可確定基因位于非同源染色體上;②若隱性雌個體與顯性雄個體雜交，后代雌個體全為雄性，雄性個體全為隱性，即可確定基因位于X染色體上;③若雜合雌個體與相同性狀的雄個體雜交，后代雌個體全為一種性狀，雄個體有兩種表現型，則可確定基因位于X染色體上。

“直接描述法”適用于“實驗數據和實驗結果分析”的考查;而“實驗設計法”要求考生能夠選擇合適的材料、方法，正確表述實驗預期結果與結論。

2.3 確定基因型與計算

[例3]（2017.全國新課標.I卷）果蠅的紅眼基因（R）對白眼基因（r）為顯性，位于X染色體上;長翅基因（B）對殘翅基因（b）為顯性，位于常染色體上。現有一只紅眼長翅果蠅與一只白眼長翅果蠅交配，F1雄蠅中有1/8為白眼殘翅。下列敘述錯誤的是

（）

A.親本雌蠅的基因型是BbXRXr

B.F1中出現長翅雄蠅的概率為3/16

C.雌、雄親本產生含Xr配子的比例相同

D.白眼殘翅雌蠅可形成基因型為bXr的極體

參考答案：B。

解析：根據兩對相對性狀的顯隱性、基因的位置及親代的表現型，可直接推出親本己知的基因型為B—X-X、B__X-Y，同時又己知F1雄蠅中有1/8為白眼殘翅（bbXry），則親本常染色體上的基因型均為Bb，雌性個體性染色體的基因型為X-X;若親本雌性個體性染色體的基因型為XrX'，則雄性個體性染色體的基因型為XRy，F1中出現長翅雄蠅的概率為3/4（長翅）×1（雄性）=3/4，與題不符，則可推導親本雌性個體性染色體上的的基因型為XRXr，雄性個體性染色體上的基因型為X'Y，即親本雌蠅的基因型是BbXRX，雄蠅的基因型是BbXry。F1中出現長翅雄蠅（BX_Y）的概率為3/4（長翅）×1/2（雄性）=3/8。親本雌蠅產生XR和Xr兩種配子，雄蠅產生Xr和Y兩種配子，在雌、雄親本產生的配子中Xr均占1/2。白眼殘翅雌蠅的基因型為bbXrXr，減數分裂形成的極體的基因型可為bX'。

規律：確定基因型的前提是“已知性狀的顯隱性”和“基因的位置”，可以利用“正向與逆向組合推導”，即根據親子代表現型及比例寫出已知親子代的基因型，接著利用“拆分法”或“假設法”單獨分析確定每一對相對性狀的分離比（有時候需要對數據進行整理加工），再組合。而計算概率的最常用的方法是“拆分法”——單獨分析每一對相對性的分離比（有時候需要對數據進行整理加工），并結合題目要求，然后利用乘法原理，最后直接相乘即可。

3 小結

遺傳題的考查核心是假說一演繹法，要求學生能夠基于生物學事實和證據運用演繹與推理的方法，闡述生命現象及規律。因此，遺傳題的解題方法應著重訓練學生“演繹與推理”的思維方法和思維習慣。