巧解和值为16的一类遗传题

安徽 吴汝彬

基因的自由组合定律是人教版高中生物必修2中的重难点知识，常以实验分析、实验设计等形式出现，不仅能够很好地考查考生对教材的理解程度，而且能够较为客观地评价考生实验探究和逻辑思维能力，深受高考命题专家的青睐。孟德尔的豌豆杂交实验（二）的实验结果证明：两对相对独立的等位基因控制两对相对性状，纯合亲本杂交得到的F1，F1自交产生的后代F2有四种表现型，比例为9∶3∶3∶1。但有时因基因之间的相互作用会使F2的表现型出现一些特殊的比例,这让多数学生感到困惑。笔者通过多年的教学实践发现,只要F2的表现型比例和值为16，都可以结合正推法和逆推法等方法来巧解，即从F2的表现型和值为16（基因型为 A＿B＿、A＿bb、aaB＿、aabb）逆推F1一定是双杂合子相互交配（基因型为AaBb），亲本一定是纯合子杂交（基因型为AABB和aabb或AAbb和aaBB），再结合题意正推，能迅速解答相应的问题。

一、常见的9∶6∶1、12∶3∶1、9∶4∶3等变式形式

（一）9∶6∶1是由于基因A、基因B同时存在时，个体表现出同一种性状，而只有基因A或基因B时则表现出另一种性状，基因型为aabb时则表现出一种隐性性状。

【例1】一种观赏植物，纯合的蓝色品种与纯合的鲜红色品种杂交，F1为蓝色，F1自交，F2的表现型为蓝色∶紫色∶鲜红色= 9∶6∶1。则紫色的基因型为___________ 。

【解题策略1】（正推法）：

在此题中由于9+6+1的和为16即42，故符合两对等位基因的自由组合现象；又因F2中蓝色∶紫色∶鲜红色=9∶6∶1，所以蓝色为双显性，紫色为单显性，基因型为AAbb、Aabb、aaBB、aaBb四种，鲜红色为双隐性，故解题策略1中括号内亲本的基因型是错误的。

【解题策略2】（逆推法）：因F2表现型蓝色∶紫色∶鲜红色= 9∶6∶1，比例和值为16，故F2的基因型为9A＿B＿、3A＿bb、3aaB＿、1aabb，从比例可以分析出，当基因A和基因B同时存在时表现为蓝色，只有基因A或基因B时表现为紫色，基因型为aabb时表现为鲜红色。逆推F1（蓝色）一定是双杂合子（基因型为AaBb），亲本基因型为AABB和aabb。这样无论是判断基因型还是计算基因型概率均一目了然。

【答案】AAbb、Aabb、aaBB、aaBb

（二）12∶3∶1 是由于只要存在基因A或基因B就表现出同一种性状，没有基因A（存在基因B）或没有基因B（存在基因A）时可表现出另一种性状，而基因型为aabb则表现出一种隐性性状。

【例2】在西葫芦的皮色遗传中，已知黄皮基因（A）对绿皮基因（a）为显性，但在另一白皮显性基因（B）存在时，基因A和基因a都不能表达。两对等位基因相对独立，现有基因型为AaBb的个体自交，其后代表现型及比例为__________ 。

【解题策略】

由题意可知，当B基因存在时西葫芦呈白皮，故F1中基因型为A＿B＿、aaB＿的个体表现型为白色，所占比例为12/16，基因型为A＿bb时，由于A 的显性作用，表现型为黄色，所占比例为3/16，基因型为aabb的个体表现型为绿色，所占比例为1/16。因此基因型为AaBb的个体自交，其后代表现型及比例为白色∶黄色∶绿色=12∶3∶1。

【答案】白色∶黄色∶绿色= 12∶3∶1

（三）9∶3∶4 是由于同时存在基因A和基因B时才表现出一种性状，只有基因A或基因B时可表现出另一种性状，只要无基因A或基因B就又表现出另一种性状。

【例3】香豌豆能利用体内的前体物质经过一系列代谢过程逐步合成蓝色中间产物和紫色素。此过程是由A、a和B、b两对等位基因控制的（如图所示），两对基因不在同一对染色体上。其中具有紫色素的植株开紫花，只具有蓝色中间产物的植株开蓝花，两者都没有的植株则开白花。基因型为AaBb的香豌豆自花传粉，后代表现型及比例为__________ 。

【解题策略】由图可知前体物质必须在基因A和基因B同时存在时才能合成紫色素，即基因型为A＿B＿的个体开紫花。只有基因A而无基因B时前体物质只能形成蓝色中间产物，故基因型为A＿bb的个体开蓝花。无基因A的个体，由于不能形成蓝色中间产物而无紫色素的形成，因此开白花，即基因型为aaB＿、aabb的个体开白花。因此基因型为AaBb的香豌豆自花传粉，后代表现型及比例为紫色∶白色∶蓝色= 9∶4∶3。

【答案】紫色∶白色∶蓝色= 9∶4∶3

【解题规律】此类题先要确定是否遵循基因的自由组合定律，然后据题意要求采用正推法和逆推法相结合的方式，特别是遇到两对或两对以上相对性状有关的基因型、概率计算等问题时最好再结合分解组合法（即每对基因单独考虑，用基因的分离定律进行分析研究之后再用加法或乘法定律综合考虑）便能巧、快、准的解题。

二、常见的13∶3、9∶7、15∶1等变式形式

（一）13∶3 是由于基因A对a为显性，但当另一个非等位基因B存在时，就会抑制基因A的表达。

【例4】蚕的黄色茧（A）对白色茧（a）是显性，抑制黄色出现的基因（B）对黄色出现的基因（b）是显性。两对等位基因位于两对同源染色体上，现用杂合白色茧的蚕（AaBb）相互交配，后代中白色茧对黄色茧的分离比是___________ 。

【解题策略】由题可知B基因抑制黄色茧这一性状的表达，因此F2中只有含A基因，同时不含B基因的个体表现为黄色，其余的个体均表现为白色。即基因型为A＿bb的个体表现为黄色，所占比例为3/16，而基因型为A＿B＿、aa B＿、aabb的个体都表现为白色，所占比例为13/16。因此后代中白色茧对黄色茧的分离比为13∶3。

【答案】13∶3

（二）9∶7是由于两对等位基因控制同一对相对性状，只有基因A、基因B同时存在时，个体才表现为显性性状，否则都表现为隐性性状。

【例5】某野生植物（2n=16），有紫花和白花两种表现型，已知其紫花形成的生物化学途径如下图所示。A和a、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，A对a、B对b为显性。某生物小组进行了如下实验：选取基因型不同的两白花植株杂交，所得F1中紫花∶白花= 1∶3。若将F1紫花植株自交，所得F2的表现型及比例为____________ 。

【解题策略】由题意可知此野生植物只有当A、B基因同时存在时才为紫花，其余为白花。即A＿B＿的个体表现为紫花，而A＿bb、aaB＿、aabb的个体都表现为白花。又据“取基因型不同的两白花植株杂交，所得F1中紫花∶白花=1∶3”可知，亲本的基因型为Aabb和aaBb，F1中紫色的基因型为AaBb，因此F2中紫花个体（A＿B＿）所占比例为9/16，白花个体（A＿bb、aaB＿、aabb）所占比例为7/16，故F2中紫花∶白花= 9∶7。

【答案】紫花∶白花= 9∶7

（三）15∶1是由于两对等位基因控制同一对相对性状，且只要存在一个显性基因，个体便表现为显性性状。

【解题规律】此类题考查形式多种多样，属于一题多变，但解题方法大同小异，属于“多题一解”类型。其中题目中的条件是解题的关键，因此做这类题时只要认真审题，准确把握题干要求，即可运用遗传的基本规律轻松巧解。

三、常见的4∶2∶2∶1、6∶2∶3∶1、9∶3∶0等变式形式

（一）4∶2∶2∶1的形式往往是由于基因A或基因B在纯合时使胚胎致死引起的。

【例6】某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性，且基因A或基因B在纯合时使胚胎致死，这两对基因独立遗传，现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代表现型比例为（ ）

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A.6∶2∶3∶1 B.3∶3∶1∶1

C.4∶2∶2∶1 D.9∶3∶0

【解题策略】

由于基因A或基因B在纯合时使胚胎致死，所以子代的表现型及比例是黄色短尾鼠（AaBb）为4/16、黄色长尾鼠（Aabb）为2/16、灰色短尾鼠（aaBb）为2/16、灰色长尾鼠（aabb）为1/16。即理论上所生的子代表现型比例为4∶2∶2∶1。

【答案】C

（二）6∶2∶3∶1的形式往往是基因A（基因B）纯合时使胚胎致死引起的。

【例7】大麻是雌雄异株的植物，属于XY型性别决定。假设大麻的纤维截面由分别位于两对常染色体上的两对等位基因共同决定（用A和a、B和b表示，A对a为显性、B对b为显性），其4种表现型为三角形（A＿B＿）、六边形（A＿bb）、扁圆形（aa B＿）和肾形（aabb），且AA个体胚胎致死。若让两株三角形植株（AaBb）作亲本杂交，所得后代中表现型及比例为________ 。

【答案】三角形∶六边形∶扁圆形∶肾形= 6∶2∶3∶1

（三）若一种隐性基因纯合时使胚胎致死则可以得到9∶3∶0的子代表现型比例。

【例8】已知果蝇的灰身和黑身是一对相对性状，控制该对相对性状的基因A和a位于常染色体上，且灰身对黑身为显性。研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系XdBXb， 其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因d，在纯合（XdBXdB、XdBY）时能使胚胎致死，且该基因与棒眼基因B始终连在一起，若用灰身棒眼雌果蝇（AaXdBXb）与灰身正常眼雄果蝇（AaXbY）进行杂交，其后代的表现型及比例为_________ 。

【解题策略】依据遗传的基本规律，Aa和Aa杂交的后代基因型为AA、Aa和aa，XdBXb和XbY杂交的后代基因型为XdBXb、XbXb、XdBY和XbY，据题意，Xd是致死基因，导致隐性的受精卵（XdBXdB、XdBY）不能发育而致死，因此其后代的表现型灰身棒眼雌果蝇（A＿XdBXb）占3/16，灰身正常眼雌果蝇（A＿XbXb）占3/16，灰身正常眼雄果蝇（A＿XbY）占3/16，黑身棒眼雌果蝇（aaXdBXb）占1/16，黑身正常眼雌果蝇（aaXbXb）占1/16，黑身正常眼雄果蝇（aaXbY）占1/16，灰身和黑身棒眼雄果蝇（＿XdBY）占4/16，且致死，即（灰身棒眼雌果蝇、灰身正常眼雌果蝇和灰身正常眼雄果蝇）∶（黑身棒眼雌果蝇、黑身正常眼雌果蝇和黑身正常眼雄果蝇）∶（灰身和黑身棒眼雄果蝇）= 9∶3∶0。

【答案】（灰身棒眼、正常眼雌果蝇和灰身正常眼雄果蝇）∶（黑身棒眼、正常眼雌果蝇和黑身正常眼雄果蝇）∶（灰身和黑身棒眼雄果蝇）= 9∶3∶0

【解题规律】此类题属于“致死”类试题，致死原因很多，题型也多变，一般一题只涉及一种致死条件，解题时先按照无致死条件算出各种基因型或表现型的比例，再把致死的概率舍弃即可。

四、常见的1∶4∶6∶4∶1变式形式

1∶4∶6∶4∶1形式由两对独立遗传的基因（A和a、B和b）所控制；显性基因A、B可以使遗传效应叠加，如色素量的增加，其中两者增加的量相等并且可以累加。

【例9】人类的皮肤含有黑色素，黑人含量最多，白人含量最少。皮肤中黑色素的多少由两对独立遗传的基因（A和a、B和b）所控制；显性基因A、B可以使黑色素量增加，两者增加的量相等并且可以累加。若一纯种黑人与一纯种白人婚配，后代肤色为黑白中间色；如果该后代与同基因型的异性婚配，其子代可能出现的表现型比例为___________ 。

【解题策略】由题中信息可以判断纯种黑人基因型为AABB，纯种白人基因型为aabb，基因型中显性基因（A或B）的个数越多，肤色越黑。分析可知F2中不具有显性基因的个体：aabb占1/16，具有一个显性基因的个体：（aaBb+Aabb）占4/16，具有两个显性基因的个体：（aaBB+AaBb+AAbb）占6/16，具有三个显性基因的个体：（AaBB+AABb）占4/16，具有四个显性基因的个体：AABB占1/16。故其子代可能出现的表现型种类为五种，比例为1∶4∶6∶4∶1。

【答案】1∶4∶6∶4∶1

【解题规律】此类题往往是以人的肤色、花的颜色或植株高度等为载体，变相考查基因的自由组合定律，只要把子代的表现型种类区别开，据题目要求分开计算概率并把同类别概率相加即可。

通过对以上例题的分析，不难看出“9∶3∶3∶1”及其和值为16的变式考查一题多变，涉及面广且常考常新，但考查的本质内容、解题的思路和方法不变。因此在高中生物教学中有针对性的加以总结，找出其中的规律，能有效提高学生在复习过程中尤其是冲刺阶段的学习效果。