遗传探究题的解决方案示例

李　欧

遗传探究题的考查主要包括以下几个方面：作出假设，设计方案，预期结果，得出结论。出题方向灵活多变，可能考查其中某个环节，也可能综合考查以上各个方面，要求学生有较强的分析综合能力和科学探究能力。在近几年高考中这类题型频繁出现，所占分值很高，而学生解答这类问题又频频出错。因此，帮助学生建立一套分析和解决这类问题的方法是非常必要的。笔者在教学中发现， 引导学生运用“假设—预期法”去分析和解决这类问题，效果不错。下面就结合近几年高考中遗传探究题的几种常见题型，谈谈如何运用“假设—预期法”去分析和解决这类问题。

一、预测型

已知杂交方案，要求预测可能出现的子代结果并推断出相应的结论。

例1 从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。现有从自然界中获得的灰色与黄色果蝇若干，并进行如下组合的杂交：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇。如果只做一代杂交实验，每个杂交组合选用多对果蝇，推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，作出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论）

解析：根据“假设—预期法”的思路，问题的分析和解决过程如下：

（1）作出假设，列出所有可能的情况

假设1：灰色为显性，黄色为隐性，基因位于常染色体上。

假设2：黄色为显性，灰色为隐性，基因位于常染色体上。

假设3：灰色为显性，黄色为隐性，基因位于X染色体上。

假设4：黄色为显性，灰色为隐性，基因位于X染色体上。

（2）由上述假设出发，推理分析，预期结果

根据假设1，杂交组合亲本基因型及后代的情况预期如下：（“＞”表示“数量上远多于”）

P灰色雌蝇 × 黄色雄蝇 P黄色雌蝇 × 灰色雄蝇

AA、Aaaaaa AA、Aa

↓ ↓

F1灰色（Aa）＞黄色（aa）F1灰色（Aa）＞黄色（aa）

根据假设2，杂交组合亲本的基因型及后代的情况预期如下：

P灰色雌蝇 × 黄色雄蝇P黄色雌蝇 × 灰色雄蝇

aa AA、AaAA、Aaaa

↓↓

F1黄色（Aa）＞灰色（aa）F1黄色（Aa）＞灰色（aa）

根据假设3，杂交组合亲本的基因型及后代的情况预期如下：

P灰色雌蝇 × 黄色雄蝇P黄色雌蝇 ×灰色雄蝇

XAXA、XAXaXaY XaXaXAY

↓ ↓

F1雌：灰（XAXa）＞黄（XaXa） F1雌：灰（XAXa）

雄：灰（XAY）＞黄（XaY）雄：黄（XaY）

根据假设4，杂交组合亲本的基因型及后代的情况预期如下：

P灰色雌蝇×黄色雄蝇 P黄色雌蝇×灰色雄蝇

XaXa XAY XAXA、XAXAXaY

↓↓

F1雌：黄（XAXa） F1 雌：黄（XAXA）＞灰（XaXa）

雄：灰（XaY）雄：黄（XAY）＞灰（XaY）

（3）总结并得出相应结论

结论1：如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体远多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上。

结论2：如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体远多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上。

结论3：如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇的子一代中无论雌雄都是灰色个体数量远多于黄色个体；并且在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇的子一代中雌性个体全为灰色，雄性个体全为黄色。则灰色为显性，基因位于X染色体上。

结论4：如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇的子一代中雌性个体全为黄色，雄性个体全为灰色；并且在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇的子一代中无论雌雄都是黄色个体数量远多于灰色个体。则黄色为显性，基因位于X染色体上。

上述结论：可作为参考答案。

二、评价型

已知实验现象和结果，要求学生通过分析作出正确的推断。

例2 已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？并简要说明推断过程。

解析：根据“假设—预期法”的思路，问题的分析和解决过程如下：

（1）作出假设，列出所有可能的情况

假设1：有角为显性。

假设2：无角为显性。

（2）由上述假设出发，推理分析，预期结果

根据假设1，题中的6头有角母牛的基因型为AA或Aa，1头无角公牛的基因型为aa。AA母牛的后代均为有角，Aa母牛的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代就有可能会出现3头无角小牛，3头有角小牛。

根据假设2，题中的6头有角母牛的基因型为aa ，1头无角公牛的基因型为Aa时，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2，6个组合后代也有可能会出现3头无角小牛，3头有角小牛。

（3）总结并得出相应结论

综合上述推理分析，最终作出不能确定这对相对性状中的显性性状的结论。

参考答案：不能确定。推断过程的描述语句可参照上述推理分析的内容。

三、综合型

在一定的探究情境中，要求设计杂交方案，预期结果，得出结论。

例3 科学家研究黑腹果蝇时发现，刚毛基因（B）对截毛基因（b）为显性。若这对等位基因存在于X、Y染色体上的同源区段，则刚毛雄果蝇可表示为XBYB或XBYb或XbYB；若仅位于X染色体上，则只能表示为XBY。现有各种纯种果蝇若干，要求利用一次杂交实验来推断这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段，还是仅位于X染色体上。

解析：根据“假设—预期法”的思想，分析过程如下：

（1）作出假设，列出所有可能的情况

假设1：这对等位基因位于X、Y染色体上的同源区段。

假设2：这对等位基因仅位于X染色体上。

（2）由上述假设出发，推理分析，预期结果

根据假设1，所有可供选择的杂交方案的亲本基因型及后代的情况预期如下：

P雌性刚毛 × 雄性刚毛P雌性刚毛 × 雄性截毛

XBXBXBYBXBXB XbYb

↓ ↓

F1XBXB XBYBF1XBXb XBYb

雌性刚毛 雄性刚毛雌性刚毛雄性刚毛

P雌性截毛 × 雄性刚毛P 雌性截毛 × 雄性截毛

XbXb XBYBXbXb XbYb

↓↓

F1 XBXb XbYBF1 XbXbXbYb

雌性刚毛 雄性刚毛雌性截毛雄性截毛

根据假设2，所有可供选择的杂交方案的亲本基因型及后代的情况预期如下：

P 雌性刚毛 × 雄性刚毛P雌性刚毛 × 雄性截毛

XBXB XBY XBXBXbY

↓↓

F1XBXBXBYF1 XBXbXBY

雌性刚毛 雄性刚毛 雌性刚毛雄性刚毛

P 雌性截毛 × 雄性刚毛P雌性截毛 × 雄性截毛

XbXb XBY XbXbXbY

↓ ↓

F1XBXbXbY F1XbXb XbYb

雌性刚毛 雄性截毛 雌性截毛 雄性截毛

（3）总结并得出问题解决方案

综合上述推理分析，两种假设对应的杂交方案中，只有杂交组合雌性截毛×雄性刚毛的F1代结果不同。因此我们可以选择这一杂交方案，根据F1代的结果去确定这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段，还是仅位于X染色体上。

参考答案：选择上述的雌性截毛果蝇和雄性刚毛果蝇进行杂交实验，产生数量足够多的后代，若后代中无论雌雄个体都是刚毛，则这对等位基因是位于X、Y染色体上的同源区段；若后代中雌性果蝇全为刚毛，雄性果蝇全为截毛，则这对等位基因仅位于X染色体上。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。