2014高考生物几道典型遗传学大题分类剖析

陈志远

摘 要 叙述了2014年高考生物试卷中的几道典型遗传学大题，难度较大，考查角度各异，对学生的能力要求较高，现对其分类解析，为下年高考复习和迎考作一参考。

关键词 高考生物 遗传学 分类解析

中图分类号 G633.91

2014年理综生物高考试卷中有几道遗传学大题，难度较大，从不同角度对学生的审题能力、获取信息能力、推理判断能力等有很好的考查，这几道遗传题往往都成为了当年本套试卷中的压轴题，具有很大的区分度，能很好的起到选拔的作用，现对其进行分类剖析，为下年学生复习备考和教师教学作一参考。

1 染色体结构变异型

【例题】 （2014·山东卷28题）果蝇的灰体（E）对黑檀体（e）为显性；短刚毛和长刚毛是一对相对性状，由一对等位基因（B，b）控制。这两对基因位于常染色体上且独立遗传。用甲、乙、丙三只果蝇进行杂交实验，杂交组合、F1表现型及比例如图1所示。

（1） 根据实验一和实验二的杂交结果，推断乙果蝇的基因型可能为 或 。若实验一的杂交结果能验证两对基因E，e和B，b的遗传遵循自由组合定律，则丙果蝇的基因型应为 。

（2） 实验二的F1中与亲本果蝇基因型不同的个体所占的比例为 。

（3） 在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1，F1中灰体果蝇8 400只，黑檀体果蝇1 600只。F1中e的基因频率为 ，Ee的基因型频率为 。亲代群体中灰体果蝇的百分比为 。

（4） 灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE，Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同）

实验步骤：

① 用该黑檀体果蝇与基因型为 的果蝇杂交，获得F1；

② F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。

结果预测：I.如果F2表现型及比例为 ，则为基因突变；

II. 如果F2表现型及比例为 ，则为染色体片段缺失。

【解析】本题考查了基因自由组合定律、种群基因频率计算、相关杂交方案设计，难度较大。

（1） 根据实验一中灰体∶黑檀体=1∶1、短刚毛∶长刚毛=1∶1，得知甲乙的基因型可能为EeBb×eebb或者eeBb×Eebb。同理由实验二的杂交结果，推断乙和丙的基因型应为eeBb×EeBb，所以乙果蝇的基因型可能为EeBb或eeBb。若实验一的杂交结果能验证两对基因E，e和B，b的遗传遵循自由组合定律，则甲乙的基因型可能为EeBb×eebb，乙的基因型为EeBb，则丙果蝇的基因型应为eeBb。

（2） 实验二亲本基因型为eeBb×EeBb，F1中与亲本果蝇基因型相同的个体所占的比例为1/2×1/2+1/2×1/2=1/2，所以基因型不同的个体所占的比例为1/2。

（3）一个由纯合果蝇组成的大种群中，如果aa基因型频率为n，则AA的基因型频率为1-n，则其产生雌雄配子中A和a的比例为n：（1-n），自由交配得到F1中黑檀体果蝇基因型比例=n2=1 600/（1 600+8 400），故n=40%。在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，每一代中e的基因频率是不变的，所以为40%，F1中Ee的基因型频率为2n（1-n）=48%，亲代群体中灰体果蝇的百分比为60%。

（4） 由题意知，出现该黑檀体果蝇的原因如果是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变则此黑檀体果蝇的基因型为ee，如果是染色体片段缺失，黑檀体果蝇的基因型为e。选用EE基因型果蝇杂交关系如图2所示。

选用Ee基因型果蝇杂交关系如图3所示。

答案：（1） EeBb eeBb（注：两空可颠倒） eeBb （2） 1/2 （3） 40% 48% 60%

（4） 答案一：①EE I.灰体∶黑檀体=3∶1 II.灰体∶黑檀体=4∶1

答案二：①Ee I.灰体∶黑檀体=7∶9 II.灰体∶黑檀体=7∶8

2 同源染色体交叉互换型

【例2】 （2014·北京卷30题）拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；B基因位于5号染色体上，使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离，b基因无此功能。用植株甲（AaBB）与植株乙（AAbb）作为亲本进行杂交实验，在F2中获得了所需植株丙（aabb）。

（1） 花粉母细胞减数分裂时，联会形成的

经 染色体分离、姐妹染色单体分开，最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。

（2） a基因是通过将T-DNA插入到A基因中获得的，用PCR法确定T-DNA插入位置时，应从图4中选择的引物组合是 。

（3） 就上述两对等位基因而言，F1中有 种基因型的植株。F2中表现型为花粉粒不分离的植株所占比例应为 。

（4） 杂交前，乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后，丙获得C、R基因（图5）。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。

① 丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的

在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。

② 丙的花粉母细胞进行减数分裂时，若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换，则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是 。

③ 本实验选用b基因纯合突变体是因为：利用花粉粒不分离的性状，便于判断染色体在C和R基因位点间 ，进而计算出交换频率。通过比较丙和 的交换频率，可确定A基因的功能。

解析：本题考查关于减数分裂过程中，同源染色体联会时交叉互换的概念及过程的理解。对考生关于减数分裂的概念和有关知识要求较高，试题考查方式较为灵活，极具特色，属于中高难度试题。

（1） 减数分裂中，同源染色体会联会形成四分体，接着同源染色体彼此分离。

（2） 确定T-DNA插入位置时，需扩增A中T-DNA两侧片段，在DNA聚合酶的作用下从引物的3′开始合成，即DNA复制时子链的延伸方向为5′→3′，故选择Ⅱ、Ⅲ两个片段做引物。

（3） 由亲代甲（AaBB）、乙（AAbb）杂交，可知F1中有AABb、AaBb两种基因型。F1自交到F2（从图2可知），得到花粉粒不分离的植株（bb）所占的比例为25%。

（4） ①本题目的之一是通过实验，检测A基因对于基因交换频率的影响。故需将AA个体与aa个体进行比较，同时，为了鉴别是否发生交换，选择荧光蛋白基因C、R整合到相应染色体上。本题中亲代乙中C、R基因与A基因位于1号染色体上。故减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体部分片段互换，致使C、R在F2中与a基因位于1号染色体上。所以丙获得C、R基因是由于F1在减数分裂形成配子时发生了染色体交换；

② 丙的花粉母细胞减数分裂时，若染色体在C和R基因位点见只发生一次交换，则产生的四个花粉粒，且四种花粉粒如图6所示，呈现出的颜色分别仅含C蓝色、仅含R红色、C、R整合在一条染色体上红蓝叠加呈紫色，不含荧光标记基因的无色；故产生的四个花粉粒的颜色是：红色、蓝色、紫色、无色。

③ 本实验选用b基因纯合个体是为了利用花粉粒不分离的性状，便于统计判断染色体在C、R基因间是否发生互换，通过丙（aa）与乙（AA）比较，可确定A基因对于基因交换次数的影响。

答案：（1） 四分体 同源 （2） Ⅱ和Ⅲ （3） 2 25% （4） ①父本和母本 ②蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色 ③交换与否和交换次数 乙

3 纯合基因致死型

【例3】 （2014·江苏卷33题）有一果蝇品系，其一种突变体的X染色体上存在ClB区段用（XClB表示）。B基因表现显性棒眼性状；l基因的纯合子在胚胎期死亡（XClBXClB与XClBY不能存活）；ClB存在时，X染色体间非姐妹染色单体不发生交换；正常果蝇X染色体无ClB区段用（X+表示）。果蝇的长翅（Vg）对残翅（vg）为显性，基因位于常染色体上。请回答下列问题：

（1）图7是果蝇杂交实验示意图。图中F1长翅与残翅个体的比例为 ，棒眼与正常眼的比例为

。如果F1用正常眼长翅的雌果蝇与F1正常眼残翅的雄果蝇杂交，预期产生正常眼残翅果蝇的概率是 ；用F1棒眼长翅的雌果蝇与正常眼长翅的雄果蝇杂交，预期产生棒眼残翅果蝇的概率是。

（2） 图8是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图。为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变，需用正常眼雄果蝇与F1中 果蝇杂交，X染色体的诱变类型能在其杂交后代 果蝇中直接显现出来，且能计算出隐性突变频率，合理的解释是 ；如果用正常眼雄果蝇与F1中 果蝇杂交，不能准确计算出隐性突变频率，合理的解释是 。

解析：（1） 长翅与残翅基因位于常染色体上，与性别无关联，因此P：Vg×Vg→长翅∶残翅=3∶1；XCIBX+×X+Y→X+X+、X+Y、XCIBX+和XCIBY（死亡），故棒状眼和正常眼的比例为1∶2；

F1长翅为1/3Vg、Vg和2/3Vgvg，残翅为vgvg，2/3Vgvg×vgvg→残翅vgvg为2/3×1/2=1/3，F1正常眼雌果蝇为X+X+×正常眼雄果蝇X+Y所得后代均为正常眼，故产生正常眼残翅果蝇的概率是1/3×1=1/3；F1长翅×长翅→残翅，2/3Vg、vg×2/3Vg、vg→2/3×2/3×1/4=1/9残翅vgvg，F1棒眼雌果蝇XCIBX+×正常眼雄果蝇X+Y→XCIBX+，X+X+，XCIBX+和XCIBY（死亡），故棒眼所占比例为1/3，二者合并产生棒眼残翅果蝇的概率是1/9×1/3=1/27。

（2）P：XCIBX+×X？Y→F1：雌性XCIBX？，X？X+雄性X+Y，XCIBY（死亡），F1中雌果蝇为正常眼X？X+和棒眼XCIBX？，正常眼雄果蝇的基因型为X+Y，由于ClB存在时，X染色体间非姐妹染色单体不发生交换，故XCIB X？不会交叉互换，X？X+可能会发生交叉互换。又由于杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雌果蝇，Y 色体无对应的等位基因，故隐性突变可以在子代雄性中显性出来，所以选择F1棒眼雌性XCIBX？与正常眼雄性X+Y交配，后代雄性将会出现三种表现型即棒眼，正常眼和隐性突变体。可以根据子代隐性突变个体在正常眼和突变体中所占的比例计算出该隐性突变的突变率；如果选择F1雌性正常眼X？X+与正常眼雄性X+Y交配，则雌性X染色体有可能存在交叉互换，故不能准确计算出隐性突变频率。

答案：（1） 3∶1 1∶2 1/3 1/27 （2） 棒眼雌性 雄性 杂交后代中雄果蝇X染色体来源于亲代雌果蝇，且X染色体间未发生交换，T染色体无对应的等位基因 正常眼雌性 X染色体间可能发生了交换。

4 基因累加型

【例4】 （2014·重庆卷8题）肥胖与遗传密切相关，是影响人类健康的重要因素之一。

（1） 某肥胖基因发现于一突变系肥胖小鼠，人们对该基因进行了相关研究。

① 为确定其遗传方式，进行了杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。

实验材料： 小鼠；杂交方法： 。

实验结果：子一代表现型均正常；结论：遗传方式为常染色体隐性遗传。

② 正常小鼠能合成一种蛋白类激素，检测该激素的方法是 。小鼠肥胖是由于正常基因的编码链（模板链的互补链）部分序列“CTC CGA”中的一个C被T替换，突变为决定终止密码（UAA或UGA或UAG）的序列，导致该激素不能正常合成，突变后的序列是 ，这种突变 （填“能”或“不能”）使基因的转录终止。

③ 在人类肥胖症研究中发现，许多人能正常分泌该类激素却仍患肥胖症，其原因是靶细胞缺乏相应的 。

（2） 目前认为，人的体重主要受多基因遗传的控制。假如一对夫妇的基因型均为AaBb（A、B基因使体重增加的作用相同且具累加效应，两对基因独立遗传），从遗传角度分析，其子女体重超过父母的概率是

，体重低于父母的基因型为 。

（3） 有学者认为，利于脂肪积累的基因由于适应早期人类食物缺乏而得以保留并遗传到现代，表明 决定生物进化的方向。在这些基因的频率未明显改变的情况下，随着营养条件改善，肥胖发生率明显增高，说明肥胖是 共同作用的结果。

解析：（1） ①题中要确定基因位置（在X染色体上还是常染色体上）和显、隐性关系。根据子一代性状可直接确定显隐性关系。若要根据子一代性状来判断基因位置，可采用正、反交的方法。若是伴性遗传，以纯合肥胖小鼠为父本，纯合正常为母本，子一代都为正常，以纯合肥胖小鼠为母本，纯合正常为父本，子一代雌鼠正常，雄鼠都肥胖；若是常染色体遗传，正、反交结果相同。②该激素为蛋白类激素，检测蛋白质用抗原-抗体杂交技术。题中“模板链的互补链”上“一个C被T替换”，产生终止密码，因而突变后的序列为CTCTGA（TGA），这种突变只能是基因的转录提前终止，形成大多肽链变短，不能使基因转录终止；③激素作用需要受体，当受体缺乏时，也能引起肥胖症。

（2） 由于A、B基因具有累加效应，且独立遗传，双亲基因型为AaBb，子代中有3或4个显性基因则体重超过父母，概率为5/16，低于父母的基因型有1个或0个显性基因，为aaBb、Aabb、aabb。

（3） 根据题干信息可知，自然选择决定生物进化的方向，表现型是环境和基因共同作用的结果。

答案：（1）①纯合肥胖小鼠和纯合正常 正反交 ②抗原抗体杂交（分子检测） CTCTGA（TGA） 不能 ③受体 （2） 5/16 aaBb、Aabb、aabb （3） 自然选择 环境因素与遗传因素 文献标识码 B