“基因互作”类试题的分析

2023-10-26段玲

数理化解题研究 2023年28期

段玲

(威宁县黑石头中学,贵州毕节 553100)

纵观历年高考,自由组合定律是高考常考的考点之一,其中“特殊分离比”也具有较高的考查频率.针对特殊分离比的情况,学生很多情景下往往能够判断非等位基因之间是否可以自由组合,但有很大一部分学生无法准确地判断特殊比值产生的原因,使得对相应实验素材的推理分析和问题解决面临无从下手的困境.特殊分离比通常是由于致死、变异、连锁、基因互作的情况导致的,高考生物学中对于致死和基因互作都有考查的典例,本文主要针对常见的由基因互作引起的特殊分离比进行分析.

1 基因互作概述

有些非等位基因可以通过相互作用来影响同一对相对性状,这种现象称为基因互作.基因互作的情况是多种多样的,通常有基因上位、叠加、累加、抑制等相互作用的情况[1-2].以两对非同源染色体上的非等位基因为例,表现在性状方面就是杂合子AaBb自交后代的性状分离比不是9∶3∶3∶1,而是表现为其他特殊形式[3].同样,杂合子AaBb测交后代的性状分离比也不是1∶1∶1∶1,而是其他特殊形式.高中生物学教学在通常会把由基因互作引起的这种不同于9∶3∶3∶1或1∶1∶1∶1的性状分离情况通俗地称为“特殊比值”.

2 自由组合中常见的特殊性状分离比

自由组合中常见的特殊性状分离比形式多样,通过统计整理和对比分析,总结出特定的规律,有助于快速的对情景问题进行甄别和解答.以等位基因A/a、B/b为例,由基因互作引起的杂合子自交和测交的性状分离比有多种情况,见表1.

3 例析常见考查方式及其解题关键

例1 (2022全国甲卷 32节选)玉米是我国重要的粮食作物.玉米通常是雌雄同株异花植物(顶端长雄花序,叶腋长雌花序),但也有的是雌雄异株植物.玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株……

分析由题中“玉米的性别受两对独立遗传的等位基因控制,雌花花序由显性基因B控制,雄花花序由显性基因T控制,基因型bbtt个体为雌株”可知:B_T_为雌雄同株,bbT_为雄株,B_tt和bbtt为雌株.则基因型为BbTt雌雄同株个体,自交后代的基因型及比例为:

BBTT∶BbTT∶BBTt∶BbTt∶bbTT∶bbTt∶BBtt∶Bbtt∶bbtt=1∶2∶2∶4∶1∶2∶1∶2∶1

(或B_T_∶bbT_∶B_tt∶bbtt=9∶3∶3∶1).表现型及比例为,雌雄同株∶雄株∶雌株=9∶3∶4.

若现有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4种纯合体玉米植株.乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株.则可推知,纯合雌株乙基因型为BBtt,纯合雄株丁基因型为bbTT,F1基因型为BbTt,且纯合雌株丙基因型为bbtt.故,F1自交所得的F2中,雌雄同株∶雄株∶雌株=9∶3∶4.故原题(1)中“雌株所占比例为1/4,F2中雄株的基因型是bbTT、bbTt”.在F2的雌株中,基因型及其比例为BBtt∶Bbtt∶bbtt=1∶2∶1,与丙基因型相同的植株所占比例是1/4.

解题关键(1)准确分析等位基因B/b与T/t之间的关系,判断出不同基因型对应的表型.

(2)能根据“乙和丁杂交,F1全部表现为雌雄同株”这一关键信息,结合对基因型与表型的判断,快速确定甲、乙、丙、丁以及乙与丁杂交产生的F1的基因型.

(3)能应用基因的自由组合定律分析杂合子BbTt自交的结果.

4 不适用表1结论的特殊情况

前文表1中的对比分析适用的条件是有限的,只适用于两对独立遗传的等位基因控制同一性状的情况.若超过两对等位基因,则不能直接将性状分离比与表中的情况一一对应.

例2(2022·山东高考 17)(不定项) 某两性花二倍体植物的花色由3对等位基因控制,其中基因A控制紫色,a无控制色素合成的功能.基因B控制红色,b控制蓝色.基因I不影响上述2对基因的功能,但i纯合的个体为白色花.所有基因型的植株都能正常生长和繁殖,基因型为A_B_I_和A_bbI_的个体分别表现紫红色花和靛蓝色花.现有该植物的3个不同纯种品系甲、乙、丙,它们的花色分别为靛蓝色、白色和红色.不考虑突变,根据表2所列杂交结果,下列推断正确的是( ).