遗传与变异的综合题归类解析

重庆 朱 雄 吕 涛

遗传与变异的综合题归类解析

重庆 朱 雄 吕 涛

遗传与变异是历年高考题必有的内容，也是考生的难点。本文意在对部分遗传和变异的综合题进行归类解析。

1．遗传规律与染色体变异类型相结合

【例1】（2013·山东卷·节选）某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成如图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）。

实验步骤：①_______________________；

②观察、统计后代表现型及比例。

结果预测：Ⅰ.若_______________，则为图甲所示的基因组成；

Ⅱ.若________________________，则为图乙所示的基因组成；

Ⅲ.若________________________，则为图丙所示的基因组成。

【解析】染色体缺失一条或部分缺失引起的缺少的基因用0来占用其位置，判断基因组成可用测交的方法，依题意选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株m0r0与该宽叶红花突变体进行测交，甲产生的配子为1MR∶1Mr，窄叶白花植株m0r0产生的配子为1mr∶100，甲测交后代基因型为1MmRr∶1M0R0∶1Mmrr∶1M0r0，表现型为宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1；乙产生的配子为1MR∶1M0，乙测交后代基因型为1MmRr∶1M0R0∶1Mmr0∶1M000（幼胚死亡），表现型为宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1；丙产生的配子为1MR∶100，丙测交后代基因型为MmRr、M0R0、m0r0、（0000幼胚死亡），表现型为宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。甲、乙、丙测交结果具有排他性，所以可以将子代的表现型及比例作为条件来判断亲本宽叶红花突变体的基因型。

【答案一】让该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交，收集并种植种子，长成植株 子代宽叶红花∶宽叶白花＝1∶1 子代宽叶红花∶宽叶白花＝2∶1 子代中宽叶红花∶窄叶白花＝2∶1。

【答案二】让该宽叶红花突变体与缺失一条2号染色体的窄叶红花植株杂交，收集并种植种子，长成植株。 子代宽叶红花∶宽叶白花＝3∶1 子代全为宽叶红花 子代宽叶红花∶窄叶红花＝2∶1

【解题方法指导】

先用“0”代替染色体变异后缺失的基因，再写出不同染色体变异类型生物的基因组成，将问题转化为测定基因组成，而测定基因组成常用测交方法。当不同变异类型生物的测交后代表现型不同或表现型相同但比例不同时，就可作为判断待测个体基因组成的依据。

2．遗传规律与判断变异类型相结合

【例2】（2012·山东卷）几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。

用红眼雌果蝇（XRXR）与白眼雄果蝇（XrY）为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇（记为“M”）。M果蝇出现的原因有三种可能： 第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇在减数分裂过程中发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时期X染色体不分离。请设计简便的杂交实验，确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。

实验步骤：________________________________________________。

结果预测：Ⅰ. 若___________，则是环境改变；

Ⅱ. 若____________，则是基因突变；

Ⅲ. 若___________，则是减数分裂时X染色体不分离。

【解析】若仅是环境引起的，M果蝇基因型为XRY；若是基因突变引起的，M果蝇基因型为XrY；若是X染色体不分离引起的，M果蝇基因型为XrO。本题就转化为测定M果蝇的基因型，可以用M果蝇与正常白眼雌果蝇（XrXr）杂交，统计子代果蝇的眼色，如果杂交后代的眼色或比例具有排他性，就可根据后代眼色确定M果蝇产生异常的原因。

【答案】让M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代表现型 子代全为红眼 子代全为白眼 无后代产生

【解题方法指导】

根据产生异常的不同情况，分析待测个体在不同情况下的基因型，从而将问题转化为测定待测个体的基因组成。

3．遗传规律与其适用条件和基因工程相结合

【例3】小鼠弯曲尾（B）对正常尾（b）完全显性，将一弯曲尾雄鼠与一正常尾雌鼠交配，F1中弯曲尾雌鼠∶正常尾雄鼠=1∶1。遗传学家将一个外源DNA片段导入到子一代弯曲尾雌鼠的体细胞中，利用克隆技术获得一只转基因正常尾小鼠。该DNA片段插入小鼠核DNA的位置有多种可能，下图表示了其中两种。（说明：插入的DNA片段本身不控制具体的性状；小鼠体内存在该DNA片段时B不表达，但b基因的表达不受影响）请回答有关问题：

（1）控制小鼠尾形的基因位于________（填“常”“X”或“Y”）染色体上，子一代雄鼠的基因型是________。

（2）为确定转基因小鼠DNA插入的具体位置，研究者让该转基因小鼠与非转基因弯曲尾雄性小鼠杂交，统计子代的表现型种类及比例，并进行了以下分析（不考虑交叉互换）：

①若子代表现型及比例为弯曲尾雌鼠∶正常尾雌鼠∶正常尾雄鼠∶弯曲尾雄鼠=_______，则该DNA片段的插入位置属于第一种可能性；

②若子代表现型及比例为=弯曲尾雌鼠∶正常尾雌鼠∶弯曲尾雄鼠∶正常尾雄鼠=_______，则该DNA片段的插入位置属于第二种可能性。

【解析】（1）根据F1中弯曲尾雌鼠∶正常尾雄鼠=1∶1，可知控制尾形的基因位于X染色体上，因此两个亲本基因型分别为XbXb、XBY，子一代雌鼠基因型为XBXb。（2）B基因所在同源染色体为X染色体，①如果是第一种可能，外源DNA（设为A）插入b基因所在X染色体上，而B基因所在X染色体上无A基因用O表示，让该转基因正常尾小鼠（XBOXbA）与非转基因正常尾雄性小鼠（XBY）杂交，应遵循基因分离定律，杂交后代基因型为XBOXB、XbAXB、XbAY、XBOY，后代表现型及比例为弯曲尾雌鼠∶正常尾雌鼠∶弯曲尾雄鼠∶正常尾雄鼠=1∶1∶1∶1。②如果是第二种可能，说明外源DNA插入常染色体，与该常染色体同源的另一条染色体没有插入外源DNA，可用O来表示。子一代弯曲尾雌鼠的基因型为AOXBXb，非转基因弯曲尾雄鼠基因型为OOXBY，A、O和XB、Xb应遵循自由组合定律，杂交后代基因型为AOXBXB、OOXBXB、AOXBXb、OOXBXb、AOXBY、OOXBY、AOXbY、OOXbY，含外源DNA片段（A）的B不表达，b可表达，所以杂交后代表现型及比例为弯曲尾雌鼠∶正常尾雌鼠∶弯曲尾雄鼠∶正常尾雄鼠=2∶2∶1∶3。

【答案】（1）X XbY （2）1∶1∶1∶1 2∶2∶1∶3

【解题方法指导】

先根据外源DNA插入位置判断相关基因适用于分离定律还是自由组合定律，然后推出杂交后代表现型及比例。

4．遗传规律与减数分裂过程相结合

【例4】（2011·北京卷·节选）果蝇的2号染色体上存在朱砂眼（a）和褐色眼（b）基因，减数分裂时不发生交叉互换。（aa）个体的褐色素合成受到抑制，（bb）个体的朱砂色素合成受到抑制，正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果。

（1）a和b是________性基因，用双杂合体雄蝇（K）与双隐性纯合体雌蝇进行测交实验，子代表现型及比例为暗红眼∶白眼=1∶1，说明父本的A、B基因与染色体的对应关系是_______。

（2）在近千次的重复实验中，有6次实验的子代全部为暗红眼，但反交却无此现象，从减数分裂的过程分析，出现上述例外的原因可能是_______的一部分_______细胞未能正常完成分裂，无法产生_______。

【解析】（1）由题目所给信息“正常果蝇复眼的暗红色是这两种色素叠加的结果”可知a和b都是隐性基因，基因型为A_B_的果蝇为暗红眼，aabb的个体无色素合成表现为白眼，基因型为A_bb果蝇不能合成朱砂色为褐色眼，基因型aaB_的果蝇不能合成褐色素为朱砂眼。双杂合体雄蝇（K）基因型AaBb与双隐性雌性蝇aabb测交过程中，母本产生的雌配子只有ab一种、子代暗红眼和白眼的比例为1∶1，由此可知子代暗红眼和白眼基因型分别为AaBb和aabb，说明雄蝇K只产生了AB和ab两种配子，而没有产生Ab和aB配子，所以A和B基因在同一条2号染色体上。（2）由暗红眼雄蝇K（AaBb）与白眼雌蝇（aabb）千次杂交中有6次子代只有暗红眼（A_B_），而没有白眼aabb，可知雄蝇K只产生了AB精子，没有产生ab的精子；说明减数第一次分裂后期2条号染色体正常分离，含AB的次级精母细胞在减数第二次分裂正常，含ab的次级精母细胞减数第二次分裂不正常，反交却无此现象，说明暗红眼（AaBb）果蝇作母本时能产生AB和ab两种配子。

【答案】（1）隐 A、B在同一条2号染色体上 （2）父本次级精母 携带a、b基因的精子

【解题方法指导】

解答减数分裂过程中出现差错而引起的子代表现型出现异常， 可根据子代异常表现型及比例先逆推出亲本产生配子的种类，与正常情况下亲本产生配子的种类进行比较，找出异常配子的基因型，联系减数分裂过程进而找出差错原因。

（作者单位：重庆市忠县忠州中学；重庆市教科院）