遗传变异专题复习———浅谈综合题型的品析鉴赏

辽宁省实验中学 刘小芳

遗传变异专题是高考中的重难点部分，也是学生在高三复习中需要非常重视的一个板块，针对这一专题的复习，应引导学生注重三个方面：一、知识技巧的框架构建；二、常规题型的归纳总结；三、综合题型的品析鉴赏。

第一、二两个方面是我们高三复习的基础，也是遗传变异题型掌握的根基，构建好一个简洁明了的知识技巧框架并结合历年高考题、模拟题中的代表例题，通过课上学生边练边思考边总结，可以培养学生掌握解题的方法和技巧。关于遗传变异题型中最基本的方法技巧，如假说-演绎法、显隐性判断、基因位置判断、填空法推断基因型、概率计算、自交及自由交配计算、分枝法的灵活运用、遗传规律的验证方法等都可以很好地逐个击破并熟练掌握，在此基础上再结合经典例题总结归纳出例如致死、显隐性的相对性、复等位基因、基因互作、连锁、XY同源区段、从性遗传等在高考题中经常出现的特殊信息题型。至此，关于遗传规律的常规题型的归纳总结基本已建立雏形，学生应熟练掌握基本的方法技巧，能熟练进行常规的分析计算，这便为最后一步的能力提升奠定了基础。而遗传题想要真正做到驾轻就熟，在高考中势如破竹，这最后一步的能力提升可谓关键。而我们究竟要提升什么能力，如何去提升能力，遗传专题复习的第三个方面——综合题型的品析鉴赏过程就可以为我们揭示答案。

例1 （2011年四川卷）31.（21分）回答下列Ⅰ、Ⅱ两小题。

Ⅱ.（14分）小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮杆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）。

（1）乙、丙品系在培育过程中发生了染色体的_____变异。该现象如在自然条件下发生，可为_____提供原材料。

（2）甲与乙杂交所得到的F1自交，所有染色体正常联会，则基因A与a可随_____的分开而分离。F1自交所得F2中有_____种基因型，其中仅表现抗矮黄病的基因型有_____种。

（3）甲与丙杂交所得到的F1自交，减数分裂中Ⅰ甲与Ⅰ丙因差异较大不能正常配对，而其他染色体正常配对，可观察到_____个四分体；该减数分裂正常完成，可产生_____种基因型的配子，配子中最多含有_____条染色体。

（4）让（2）中 F1与（3）中 F1杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的几率为_____。

【答案】（1）结构（1分） 生物进化（1分）

（2）同源染色体（1分） 9（2分） 2（2分）

（3）20（1 分） 4（2 分） 22（2 分）

（4）3/16（2 分）

【解析】2011年的这道四川高考题其综合性和考点的新颖程度在当年的高考题中可谓翘楚。首先该题综合了常用的两对基因（A、a与B之间）的自由组合，第（2）问中F1自交所得F2中基因型的种类，以及仅表现抗矮黄病的基因型：基因A、a是位于同源染色体上的等位基因，因此随同源染色体的分开而分离。甲植株无Bb基因，基因型可表示为：AA00，乙植株基因型为aaBB，杂交所得F1基因型为AaB0，可看作AaBb思考，因此F2基因型有9种，仅表现抗矮黄病的基因型有2种：aaBB aaB；然后在第（3）小题中，考查了减数分裂，四分体的概念，以及异常分离产生的配子类型：小麦含有42条染色体，除去不能配对的两条，还有40条能两两配对，因此可观察到20个四分体。由于Ⅰ甲与Ⅰ丙不能配对，因此在减数第一次分裂时，Ⅰ甲与Ⅰ丙可能分开，可能不分开，最后的配子中：可能含Ⅰ甲、可能含Ⅰ丙、可能都含、可能都不含，因此能产生四种基因型的配子，最多含有22条染色体；最后，第（4）小题是该题的点睛之笔，在第（3）小题的基础上计算后代植株同时表现三种性状的几率，因为此处的A、E基因之间是不遵循自由组合定律的，应借助于第（3）小题的配子类型结合棋盘法，直接明了地算出后代A、E同时出现的概率3/8，再乘以B出现的概率1/2，得出3/16。不过这道题中最大的不足也出现在最后一问，本来是非常有新意的不遵循自由组合定律的计算，需要明确画出甲和丙杂交所得到的F1所产生的四种配子，同时考虑A、E两对基因，可由于染色体的异常分离导致其计算结果和两对基因自由组合的概率相同，因此会有部分学生用了错误的方法得出正确答案而不自知。

例2 （2012年山东卷）27.（14分）几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图所示。

（1）正常果蝇在减数第一次分裂中期的细胞内染色体组数为_____，在减数第二次分裂后期的细胞中染色体数是_____条。

（2）白眼雌果蝇（XrXrY）最多能产生 Xr、XrXr、_____和_____四种类型的配子。该果蝇与红眼雄果蝇 （XRY）杂交，子代中红眼雌果蝇的基因型为_____。

（3）用黑身白眼雌果蝇（aaXrXr）与灰身红眼雄果蝇（AAXRY）杂交，F1雌果蝇表现为灰身红眼，雄果蝇表现为灰身白眼。F2中灰身红眼与黑身白眼果蝇的比例为_____，从F2灰身红眼雌果蝇和灰身白眼雄果蝇中各随机选取一只杂交，子代中出现黑身白眼果蝇的概率为_____。

（4）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；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时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。

【答案】（1）2；8

（2）XrY；Y（注：两空顺序可颠倒）；XRXr；XRXrY

（3）3∶1；1/18

（4）M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型

Ⅰ子代出现红眼（雌）果蝇

Ⅱ子代表现型全部为白眼

Ⅲ无子代产生

【解析】该题综合考查了减数分裂、染色体变异、概率计算、个体基因型鉴定的实验分析，第（2）小题中的第二个空是易于丢分的，学生由于思维定式会出现漏答，所以高考题中一旦有特殊信息，解题过程中一定要紧扣信息，思维严密。第（4）小题中第三种情况的分析是该题得分的关键点，而图中X0个体为雄性不育的信息打破了学生的常规思维，容易被学生忽略，增加了解题的难度，同时该题为鉴定基因型的实验分析题型，要求学生扎实掌握基础方法技巧，优先考虑用测交，则与标准答案相符。利用测交鉴定个体基因型是常见的考点，下一道例题中仍然考查这一考点，在难度上也有升级。

例3 （2013年山东卷）27.（14分）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。

（4）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为图甲、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。

【答案】

①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交

②Ⅰ宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1∶1

Ⅱ宽叶红花与宽叶白花植株的比例为2∶1

Ⅲ宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2∶1

（其他合理答案也可）

【解析】该小题也是优先考虑用测交鉴定个体基因型，但由于加入了连锁、染色体变异的考点，在杂交子代的结果推断上增加了难度。

例4 （2014年山东卷）28.（14分）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表现型及比例如下：

（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；

②F1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。

【答案】（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

【解析】2014年山东高考题再次延续综合命题的特点，同时又一起考查了个体基因型的判断，但打破了前两年测交鉴定基因型的模式，虽然难度不高，却有别常规并结合了染色体变异，子二代的性状分离比不是常见的数据，让人有耳目一新的感觉。

遗传题的出题模式已经不再局限于单一的分析计算，综合遗传规律、变异、减数分裂、进化等多个考点，已成为遗传高考命题的一种流行形式，当然以这种形式命制的考题在难度上也有一定的提升，对考生的知识和能力提出了新的挑战，也冲击着我们的思维，让我们可以一次次欣喜地欣赏到如此美妙的解题过程。

例5 （2013年北京卷）30.（18分）斑马鱼的酶D由17号染色体上的D基因编码。具体纯合突变基因（dd）的斑马鱼胚胎会发出红色荧光。利用转基因技术将绿色荧光蛋白 （G）基因整合到斑马鱼17号染色体上。带有G基因的胚胎能够发出绿色荧光。未整合G基因的染色体的对应位点表示为g。用个体M和N进行如下杂交实验。

（3）杂交后，出现红·绿荧光（既有红色又有绿色荧光）胚胎的原因是亲代 _____（填“M”或“N”）的初级精（卵）母细胞在减数分裂过程中，同源染色体的_____发生了交换，导致染色体上的基因重组。通过记录子代中红·绿荧光胚胎数量与胚胎总数，可计算得到该亲本产生的重组配子占其全部配子的比例，算式为_____。

答案：（3）N 非姐妹染色单体

例6 （2014年北京卷）30.（16分）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中获得了所需的植株丙（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1中选择的引物组合是_____。

图1　

（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2）。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。

图2　

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。

【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

【解析】2014年的这道北京高考题延续了上一年连锁交换的考点，但在逻辑推理上与上一年比较更耐人寻味，对A、C、R、b四种基因在该题中的作用能否清晰分析是解题的关键。A基因是该题的探究对象，探究A基因对交换频率的影响，类似于实验题中的自变量，因此判断与丙进行比较的个体时应遵循单一变量原则；C、R基因在该题中的作用是作为标记，使基因交换的结果可以表现出来；b基因的作用是使同一花粉母细胞产生的四个花粉粒不分离便于观察，由于学生对该信息觉得陌生而使得理解不透彻，因此影响了对整道题逻辑的把握，影响答题的速度和准确率。因此解答遗传题时，整体把握题干信息，梳理多个信息之间的关系，进行严密的逻辑推理，是解决此类综合题的关键。此外，该题的第（2）小题延续了2011年北京高考题和2011年江苏高考题中的关于PCR技术进行选择性扩增的考点，但即便学生熟知这个考点也很容易错答为Ⅰ和Ⅱ，因为对题干中的信息“用PCR法确定T-DNA插入位置时”中的插入位置没有很好地理解，错以为是要对T-DNA片段进行扩增。还有该题的第（4）小题中的①对学生的观察、推理能力也要求很高，若思路不清晰，不能从交换结果出发进行逆推，则该问也很容易丢分，而且浪费时间。

最后我们再欣赏一道2015年的高考题，最后一空概率的计算可谓概率计算中的大伽!

例7 （2015年四川卷）11.（14分）果蝇的黑身、灰身由一对等位基因（B、b）控制。

（1）实验一：黑身雌蝇甲与灰身雄蝇乙杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2雌雄果蝇表型比均为灰身∶黑身=3∶1。

①果蝇体色性状中，_____为显性。F1的后代重新出现黑身的现象叫做_____；F2的灰身果蝇中，杂合子占_____。

②若一大群果蝇随机交配，后代有9900只灰身果蝇和100只黑身果蝇，则后代中Bb的基因型频率为_____。若该群体置于天然黑色环境中，灰身果蝇的比例会_____，这是_____的结果。

（2）另一对同源染色体上的等位基因（R、r）会影响黑身果蝇的体色深度。

实验二：黑身雌蝇丙（基因型同甲）与灰身雄蝇丁杂交，F1全为灰身，F1随机交配，F2表型比为：雌蝇中灰身∶黑身=3∶1；雄蝇中灰身∶黑身∶深黑身=6∶1∶1。

①R、r基因位于_____染色体上，雄蝇丁的基因型为_____，F2中灰身雄蝇共有_____种基因型。

②现有一只黑身雌蝇 （基因型同丙），其细胞（2n=8）中Ⅰ、Ⅱ号染色体发生如图所示变异。变异细胞在减数分裂时，所有染色体同源区段须联会且均相互分离，才能形成可育配子。

用该果蝇重复实验二，则F1雌蝇的减数第二次分裂后期细胞中有_____条染色体，F2的雄蝇中深黑身个体占_____。

【答案】

（1）①灰身（1 分）；性状分离（1 分）；2/3（1 分）

②18%（1分）；下降（1分）；自然选择（1分）

（2）①X（1 分）；BBXrY（2 分）；4（1 分）

②8或6（2分）；1/32（2 分）

【解析】首先该题考查了常染色体和性染色体的基因互作，在基因互作题中，这类互作题的推理过程一般更复杂，而且题中只说明等位基因（R、r）会影响黑身果蝇的体色深度，而没有明确给出等位基因（R、r）会对体色深度带来什么影响，实验二中F2表型比为：雌蝇中灰身∶黑身=3∶1；雄蝇中灰身∶黑身∶深黑身=6∶1∶1。这是该题最关键的突破信息，其中雌雄表现型不同说明（R、r）基因位于性染色体上，由于雄蝇中灰身∶黑身∶深黑身=6∶1∶1， 深黑色个体占1/8，提出最可能的假设：（R、r）基因位于X染色体上，且bbXrY为深黑色，并按常规技巧逆推子一代及亲本基因型。该题第（2）小题中的②增加了染色体变异及连锁的知识点，最后进行概率计算，若平时的基本功不扎实，只会加减乘除的同学面对这一问一定是一筹莫展、无从下手，其实面对复杂的遗传问题，准确说是带有染色体变异和连锁的遗传问题，画图法比起常规计算直接明了得多，但很多同学平时练习就不爱画图。在高三复习阶段，我觉得老师应通过这样代表性的题目让学生认识到常规加减乘除的计算解决问题的局限性，应该更多地回归到生物学科的思维和方式上。遗传规律是以减数分裂形成配子为基础，染色体行为规律是基因行为规律的基础。该问应首先以图示的变异细胞的形式画出黑身雌蝇（基因型同丙）的染色体组成图，并在染色体上标出基因组成，进而在题干信息 “所有染色体同源区段须联会且均相互分离，才能形成可育配子”的提示下，画出该异常个体产生的两种配子类型，然后画出杂交子一代两种雌性和两种雄性的染色体及基因组成。接下来是非常关键的一步，也是体现画图法直接明了的优点的一步，两种雌性个体和两种雄性个体随机交配，还有染色体变异和连锁的问题，很多学生会觉得问题已经复杂到可以放弃的程度了，其实不然，此处只需要定睛一看画出来的雌雄子代染色体及基因组成图，就会惊奇地发现子一代只有一种雌性子代和一种雄性子代杂交能产生bbXrY的个体，其他杂交方式由于连锁存在，不能得到该类个体，因此计算一下子变得简单极了：1/2（一种雌性中和占雌性子一代的比例）×1/2（一种雄性占雄性子一代的比例）×1/4（Bb和Bb得到bb的比例）……然后再乘以多少呢？可惜有些同学到这里再出错，只能说这是一道邪恶的高考题，简直不想让大家拿分嘛！“F2的雄蝇中深黑身个体占_____。”注意！是雄蝇中的比例而不是占全部F2！所以最后再乘以1/2而不是1/4！答案是1/2×1/2×1/4×1/2=1/32。至此，美妙的解题过程结束了。

综上所述，我认为高考题无论简单还是复杂都处处体现美感，充分地展示着生物学的学科思维和基本的方法技巧，同时对考生的能力，如审题能力（阅读能力、信息获取能力）、逻辑推理能力、语言表述能力都有着全面地考查。这些学科解题的基本方法技巧和应试能力也是我们高三学生复习过程中需要重点强化的。另外我们通过典型的综合型高考题的训练，不仅可以让我们的技巧能力再上一个新台阶，同时也能看到新颖的出题点、热点题型在高考中往往有一定的连续性，并且一个省市前一年的高考题可能会成为其他地区后一年的出题参考，所以多研究综合型高考题，挖掘其出题的新意和思路也可以拓宽我们的视野，打开我们的思维，让我们可以更灵活地去分析在即将到来的高考中会出现的各种貌似陌生的问题。