高中生物遺傳規(guī)律類試題“四步” 解題法研究

高中生物遺傳規(guī)律類試題一直是重點(diǎn)、難點(diǎn)，其涉及的知識(shí)點(diǎn)繁多、邏輯復(fù)雜，學(xué)生難以找到清晰的解題思路。而“四步”解題法為解決此類問題提供了系統(tǒng)的方法。“四步”即定性、定位、定型和定律。定性是判斷基因顯隱性關(guān)系，可采用概念界定法和性狀分離法；定位是確定基因在染色體上的位置，有概念界定法和正、反交法；定型是推導(dǎo)個(gè)體基因型，通過正推法和反推法實(shí)現(xiàn)；定律是計(jì)算遺傳概率，運(yùn)用自由組合定律和分離定律。掌握“四步”解題法，有助于學(xué)生攻克遺傳難題，提升生物學(xué)科素養(yǎng)。

一、定性：判斷基因顯隱性關(guān)系

在遺傳學(xué)問題的解決過程中，準(zhǔn)確判定基因的顯隱性關(guān)系是后續(xù)邏輯推理的基礎(chǔ)。若題目未明確給出顯隱性，就需要運(yùn)用科學(xué)的方法展開定性分析。定性的兩種常用手段為概念界定法、性狀分離法，二者是從孟德爾遺傳定律的不同層面出發(fā)。

（一）概念界定法定性

該方法依據(jù)顯性性狀與隱性性狀的定義來判定顯隱性。顯性性狀指的是具有相對性狀的純合親本雜交后，子一代表現(xiàn)出來的性狀；而隱性性狀則是子一代未表現(xiàn)，但在子二代重新出現(xiàn)的性狀[]。運(yùn)用此方法時(shí)，判定流程可細(xì)化為三步。第一步，要確定雜交組合類型，也就是純合親本之間的正交或反交。第二步，仔細(xì)觀察子一代的表現(xiàn)型，若子一代全部表現(xiàn)為高莖，則高莖就是顯性性狀。第三步，將子一代與親本的性狀進(jìn)行對比，進(jìn)一步確認(rèn)結(jié)果。

（二）性狀分離法定性

該方法基于孟德爾第二定律，利用雜合子自交子代出現(xiàn)性狀分離的現(xiàn)象來判定。具體操作步驟如下。第一步，識(shí)別自交群體的表現(xiàn)型分布。以雜合的黃色圓粒豌豆自交為例，要觀察其后代中出現(xiàn)的不同表現(xiàn)型，如黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒等。第二步，統(tǒng)計(jì)分離比例，如四種表現(xiàn)型理論上應(yīng)接近9：3：3：1的比例。第三步，確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合孟德爾遺傳定律，準(zhǔn)確判定顯隱性關(guān)系[2]。

（三）判斷基因顯隱性關(guān)系的實(shí)踐

例1（改編自江蘇2022年高考生物卷）：某植物花色由一對等位基因控制，現(xiàn)有紫花植株甲與白花植株乙雜交，子一代全為紫花。子一代自交后，子二代出現(xiàn)紫花126株、白花43株。試判定花色的顯隱性關(guān)系。

1.概念界定法解析：題目中是紫花植株甲與白花植株乙雜交，屬于不同性狀的純合親本間的雜交（假設(shè)甲、乙為純合子）。觀察子一代的表現(xiàn)型發(fā)現(xiàn)，子一代全為紫花。根據(jù)顯性性狀的定義，具有相對性狀的純合親本雜交后，子一代表現(xiàn)的性狀為顯性性狀。所以在此例中，紫花是顯性性狀。對比子一代與親本的性狀差異可知，子一代紫花與親本白花性狀不同，進(jìn)一步驗(yàn)證紫花為顯性，白花為隱性。子一代自交后子二代出現(xiàn)白花，符合隱性性狀在子二代重新出現(xiàn)的特點(diǎn)，因此白花是隱性性狀。

2.性狀分離法解析：通過識(shí)別自交群體的表現(xiàn)型分布可知，子一代紫花植株自交后，子二代出現(xiàn)紫花126株、白花43株，存在紫花和白花兩種表現(xiàn)型，說明出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象。統(tǒng)計(jì)分離比例發(fā)現(xiàn)，子二代中紫花與白花的比例約為126：43，接近3：1。雜合子自交子代性狀分離比理論上為3：1（設(shè)控制花色的等位基因?yàn)锳、a，子一代基因型為Aa，自交后代基因型及比例為

AA：Aa：aa a=1：2：1 ，表現(xiàn)型比例為顯性性狀：隱性性狀 ）。經(jīng)驗(yàn)證，子二代的實(shí)際分離比例接近理論值3：1，符合孟德爾遺傳定律。由此可推斷，子一代是雜合子，而子一代表現(xiàn)的性狀為顯性性狀，即紫花為顯性性狀，白花為隱性性狀。

二、定位：確定基因在染色體上的位置

定位指確定基因在染色體上的位置。此步驟可依據(jù)題目給出的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果、親子代性狀的性別關(guān)聯(lián)等條件進(jìn)行判斷。該步驟同樣可以使用兩種方案實(shí)現(xiàn)。其一為概念界定法；其二為正、反交法解析，具體方法如下：

（一）概念界定法定位

伴性遺傳，指的是由位于性染色體上的基因所控制的性狀，其遺傳表現(xiàn)與性別相關(guān)聯(lián)。在此類遺傳中，后代性狀在雌雄個(gè)體中的比例存在明顯不同，像紅綠色盲、抗維生素D佝僂病等，便是典型的伴性遺傳實(shí)例。與之不同的是，常染色體遺傳所決定的性狀，在不同性別的群體里，表現(xiàn)情況毫無差別，不存在因性別而產(chǎn)生的差異。通過對伴性遺傳和常染色體遺傳概念的清晰區(qū)分，能初步對基因在染色體上的位置做出判斷。當(dāng)某性狀在后代雌雄個(gè)體中表現(xiàn)比例一致時(shí)，極有可能受常染色體基因控制；若出現(xiàn)比例不同，特別是與性別緊密相關(guān)的差異，就很可能是伴性遺傳，基因位于性染色體上。

（二）正、反交法定位

在判斷基因究竟位于常染色體還是性染色體時(shí)，除使用概念界定外，還可使用正、反交法定位。正常情況下，若正交和反交得到的結(jié)果相同，即無論父本和母本的性狀如何組合，子代的表現(xiàn)型都一致，則可以判定該基因位于常染色體上[3]。例如，以純合的高莖豌豆作父本、矮莖豌豆作母本進(jìn)行雜交，與以純合矮莖豌豆作父本、高莖豌豆作母本雜交，子代均為高莖，表明控制莖高度的基因位于常染色體。相反，要是正反交后代表現(xiàn)型存在差異，意味著基因位于性染色體上。

（三）確定基因在染色體上的位置實(shí)踐

例2：現(xiàn)有純合的灰身直毛雌果蠅與黑身分叉毛雄果蠅雜交， F₁ 中雌果蠅均為灰身直毛，雄果蠅均為灰身分叉毛。已知控制體色的基因（A、a）和控制毛型的基因（B、b）獨(dú)立遺傳，且只有一對基因位于性染色體上，試確定控制毛型的基因在染色體上的位置。

1.概念界定法解析：本題中， F₁ 里雌果蠅是直毛，雄果蠅是分叉毛，性狀表現(xiàn)和性別緊密相關(guān)，不符合常染色體遺傳特征。已知只有一對基因在性染色體上，且控制毛型的基因符合此條件。由于 F₁ 中雌雄果蠅毛型不同，呈現(xiàn)明顯性別差異。

2.正、反交法解析：本題中，正交為純合的灰身直毛雌果蠅（AAXX）與黑身分叉毛雄果蠅（aaXbY）雜交， F₁ 中雌果蠅為 AaX^BX^b （灰身直毛），雄果蠅為AaXY（灰身分叉毛）。反交則是純合的黑身分叉毛雌果蠅（aaXX）與灰身直毛雄果蠅（AAXY）雜交， F₁ 中雌果蠅基因型為 AaX^BX^b ，表現(xiàn)為灰身直毛；雄果蠅基因型為AaXbY，表現(xiàn)為灰身分叉毛。對比正、反交結(jié)果，子代在雌雄個(gè)體中的表現(xiàn)型分布不同。

三、定型：推導(dǎo)個(gè)體基因型

在遺傳學(xué)研究里，當(dāng)依據(jù)“定位”明確了基因座位之后，便能借助題干給定的材料，去判定親本的基因型，推斷出子代的基因型、表現(xiàn)型及其比率。具體而言，推導(dǎo)的手段主要包含“正推法”與“反推法”兩類。正推法，是從已知的親本基因型出發(fā)，按照遺傳規(guī)律，逐步推算出子代的基因型以及表現(xiàn)型的比例。而反推法則是依據(jù)子代呈現(xiàn)出的表現(xiàn)型及其比例，反向推理出親本的基因型。子代的表現(xiàn)型是其基因表達(dá)的外在呈現(xiàn)，可以從外在特征入手，結(jié)合遺傳規(guī)律，逆向分析出產(chǎn)生子代的親本可能具有的基因型。如此，便可深入了解遺傳信息是如何在親代與子代之間傳遞的，為遺傳規(guī)律解題提供便捷方法。

例3：果蠅體色受兩對等位基因控制，灰身、黑身由等位基因（B、b）決定，（R、r）影響雌、雄黑身體色深度，兩對基因位于兩對同源染色體。黑身雌蠅與灰身雄蠅雜交，F(xiàn)1全灰身， F₁ 隨機(jī)交配，F(xiàn)₁ 表現(xiàn)型數(shù)量如下：雌果蠅中灰身151只、黑身49只，無深黑身；雄果蠅中灰身148只、黑身26只、深黑身28只。求親代灰身雄果蠅基因型。

解析：根據(jù)題意，該例題可運(yùn)用“反推法”，根據(jù)子代表現(xiàn)型及比例推導(dǎo)親代基因型。首先，黑身雌蠅與灰身雄蠅雜交， F₁ 全為灰身，表明灰身對黑身為顯性。在 F₂ 中，灰身與黑身的比例接近3：1，符合一對雜合子（Bb）自交的性狀分離比，由此可知親代關(guān)于體色（B、b）這對基因，組合是bb（黑身雌蠅）和BB（灰身雄蠅）。接著看影響黑身體色深度的基因（R、r）。 F₂ 中雌果蠅無深黑身，而雄果蠅有深黑身，且表現(xiàn)型與性別相關(guān)聯(lián)，可判斷該基因位于X染色體上。假設(shè)親代黑身雌蠅基因型為bbXX，灰身雄蠅為BBXrY，則 F₁ 基因型為BbXXr 和BbXY。 F₁ 隨機(jī)交配后， F₂ 中雌果蠅的基因型為BBXX、BbXX、bbXX，不會(huì)出現(xiàn)深黑身；雄果蠅會(huì)出現(xiàn)bbXY（深黑身），與題目中 F₂ 的表現(xiàn)型情況相符。通過對兩對基因分別分析，結(jié)合子代表現(xiàn)型與遺傳規(guī)律，可確定親代灰身雄果蠅的基因型為BBXY。

四、定律：計(jì)算遺傳概率

在解遺傳規(guī)律類試題“四步”法中，“定律”主要聚焦于計(jì)算各類遺傳概率，如子代出現(xiàn)特定性狀的概率，或者擁有某種特定基因型的概率等。而完成該步驟的主要方法為自由組合定律以及分離定律。

（一）自由組合定律

自由組合定律適用于研究兩對或兩對以上位于非同源染色體上的等位基因的遺傳情況。當(dāng)親代具有多對相對性狀，且性狀由不同對染色體上的基因控制時(shí)，在形成配子的過程中，非同源染色體上的非等位基因會(huì)進(jìn)行自由組合[4]。比如，若親代個(gè)體的基因型為AaBb（A、a和B、b分別位于兩對非同源染色體上），在產(chǎn)生配子時(shí)，A與a分離，B與b分離，同時(shí)A、a和B、b之間自由組合，最終會(huì)產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種配子。通過分析配子的組合情況，就能計(jì)算出子代不同基因型和表現(xiàn)型出現(xiàn)的概率。

（二）分離定律

分離定律主要針對一對等位基因的遺傳。在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性。在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入不同的配子中[5]。以基因型為Aa的個(gè)體為例，其產(chǎn)生的配子中，A和a的比例為1：1。當(dāng)Aa與Aa雜交時(shí)，根據(jù)分離定律，子代中AA、Aa、aa的基因型比例為1：2：1，表現(xiàn)型（假設(shè)A對a為完全顯性）的比例為3：1。

（三）計(jì)算遺傳概率實(shí)踐

例4：果蠅的長翅和短翅由基因B、b決定，紅眼和白眼由基因R、r決定。親代雌、雄果蠅雜交，得到的 F₁ 表現(xiàn)型及數(shù)量如下：雌果蠅中，長翅紅眼151只，短翅紅眼52只，長翅白眼和短翅白眼均為0只；雄果蠅中，長翅紅眼77只，長翅白眼75只，短翅紅眼25只，短翅白眼26只。請回答： F₁ 長翅紅眼雌果蠅有種基因型，其中雜合子占

1.自由組合定律解析：首先，分析翅型， F₁ 中雌、雄果蠅長翅與短翅比例都接近3：1，表明長翅對短翅為顯性，且控制翅型的基因位于常染色體上，親代關(guān)于翅型的基因型都為Bb。接著，看眼色， F₁ 中雌果蠅全為紅眼，雄果蠅紅眼與白眼比例接近1：1，說明眼色遺傳與性別相關(guān)聯(lián)，控制眼色的基因位于X染色體上，且紅眼對白眼為顯性，親代關(guān)于眼色的基因型為 X^RX^r （雌蠅）和XY（雄蠅）。則親代基因型組合就是BbXX和BbXY。根據(jù)自由組合定律， F₁ 長翅紅眼雌果蠅基因型有BBXRXR、BBXRXr、BbXRXR、 BbX^RX^r ，共4種。計(jì)算純合子 BBX^RX^R 的概率，BB概率為 1/4 ， X^RX^R 概率為1/4 ，所以純合子概率為 1/16 。長翅紅眼雌果蠅在子代中的概率為 3/8 ，則長翅紅眼雌果蠅中純合子比例為 1/6 ，雜合子比例為5/6。

2.分離定律解析：對于翅型，親代基因型都為Bb，其后代長翅基因型為BB或Bb。BB概率為 1/4 ，Bb概率為1/2。對于眼色，親代基因型為 X^RX^r 和 X^RY ，后代雌果蠅紅眼基因型為 X^RX^R 或X^RX^r ， X^RX^R 概率為 1/4 ，XXr概率為 1/4 。

F1長翅紅眼雌果蠅基因型組合有4種。計(jì)算純合子BBXX概率，將翅型和眼色純合子概率相乘，即1/16。長翅紅眼雌果蠅在子代中概率：長翅概率3/4 ，雌果蠅紅眼概率 1/2 ，相乘得 3/8 所以長翅紅眼雌果蠅中純合子比例為 1/6 ，雜合子比例為5/6。

結(jié)束語

綜上所述，“四步”解題法將高中生物遺傳規(guī)律類試題的解題過程進(jìn)行了清晰的步驟劃分，從基因顯隱性關(guān)系的判斷，到基因位置的確定，再到個(gè)體基因型的推導(dǎo)以及遺傳概率的計(jì)算，每個(gè)環(huán)節(jié)緊密相連。通過以上四個(gè)步驟，學(xué)生能夠?qū)?fù)雜的遺傳問題拆解，逐步分析，邏輯清晰地得出答案。在實(shí)際教學(xué)和學(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)對“四步”解題法的練習(xí)，熟練掌握每一步的解題技巧和方法，提高解題的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳美玉.高中生物遺傳類試題的解題思路和方法[J].數(shù)理化解題研究，2021（33）：106-107.

[2]劉進(jìn)平，王倩男，安邦，等.提高學(xué)生遺傳學(xué)解題能力的途徑[].科技視界，2022（18）：81-84.

[3]俞博文.找尋規(guī)律，巧解遺傳題：以“摩爾根果蠅實(shí)驗(yàn)”拓展為例[].生物學(xué)通報(bào)，2023，58（12）：72-75.

[4]陳兆亮，康珍，張英鋒．“0”在遺傳題解題中的妙用[J].生物學(xué)教學(xué)，2023，48（2）：89-90.

[5]呂海燕.遺傳圖解的書寫邏輯探討[].生物學(xué)教學(xué)，2022，47（12）：88-90.