高考生物遗传类试题的归类研究与方法总结
纵观几年来全国各省市高考试题中遗传类试题的类型与变化,主要有常规试题,考查两对相对性状的遗传(基因分离及自由组合定律)。同时也出现许多变化类型,如出现三对相对性状的遗传实际考查两对、遗传中出现基因突变、遗传中出现减数分裂异常、生物某一性状由两对等位基因共同控制、同一基因型在不同性别及不同温度等环境中表现型不同、遗传与配子或个体致死现象等,现将几种主要类型归类如下:
1.常规试题,考查两对相对性状的遗传。
例题:2008年重庆理综卷:在家蚕遗传中,黑色(B)与淡赤色(b)是有关蚁蚕(刚孵化的蚕)体色的相对性状,黄茧(D)与白茧(d)是有关茧色的相对性状,假设这两对性状自由组合,杂交后得到的数量比如下表:
|
黑蚁黄茧 |
黑蚁白茧 |
淡赤蚁黄茧 |
淡赤蚁白茧 |
组合一 |
9 |
3 |
3 |
1 |
组合二 |
0 |
1 |
0 |
1 |
组合三 |
3 |
0 |
1 |
0 |
写出各组合中亲本可能的基因型:
组合一
组合二
组合三
变化1.三对相对性状的遗传实际考查两对。
例题:2008年全国卷1:某自花传粉植物的紫苗(A)对绿苗(a)为显性,紧穗(B)对松
穗(b)为显性,黄种皮(D)对白种皮(d)为显性,各由一对等位基因控制。假设这三对
基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本,以紫苗松穗黄种皮的纯合品
种作父本进行杂交实验,结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。
请回答:如果只考虑穗型和种皮色这两对性状,请写出F2代的表现型及其例。 。
变化2.遗传中出现基因突变。
例题:上述试题的第(4)小题:如果杂交失败,导致自花受粉,则子代植株的表现型为 ,基因型为 ;如果杂交正常,但亲本发生基因突变,导致F1植株群体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株,该植株最可能的基因型为 。发生基因突变的亲本是 本。
变化3.遗传中出现减数分裂异常。
例题:2008年山东理综卷:番茄(2n=24)的正常植株(A)对矮生植株(a)为显性,红果(B)对黄果(b)为显性,两对基因独立遗传。请回答:在♀AA×♂aa杂交种中,若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,产生的雌配子染色体数目为 ,这种情况下杂交后代的株高表现型可能是 。
变化4.生物某一性状由两对等位基因共同控制。
例题:2008年宁夏理综:某植物的花色由两对自由组合的基因决定。显性基因A和B同时存在时,植株开紫花,其他情况开白花。
请回答:开紫花植株的基因型有 种,其中基因型是 的紫花植株自交,子代表现为紫花植株:白花植株=9:7。基因型为 和 的紫花植株各自自交,子代表现为紫花植株:白花植株=3:1。基因型为 的紫花植株自交,子代全部表现为紫花植株。
变化5.同一基因型不同性别表现型不同。
例题:2006年温州一模试卷:羊的有角(A)对无角(a)显性,但雌羊只有在显性基因纯合时才表现出有角。白毛(B)对黑毛(b)显性,不分雌雄都是如此。两对基因分别位于2对常染色体上。
(1)纯种有角白毛公羊与纯种无角黑毛母羊交配,F1代表现型是 。(2)现有一只有角黑毛公羊,许多基因型相同的无角白毛母羊;让该公羊与多只无角母羊交配,产生了足够多的子代,子代中,雄羊:1/4有角白毛,1/4有角黑毛,1/4无角白毛,1/4无角黑毛;雌羊:1/2无角白毛,1/2无角黑毛。则亲本的基因型是:
公羊 ,母羊 。
(3)现用上述第(2)题中的子代有角白毛公羊与多只基因型为Aabb的母羊交配,产生了足够多的子代,预测子代雌雄个体表现型及比例,并写出遗传图解。
变化6.遗传与表型模拟。
例题:有关果蝇的试题:果蝇的长翅(V)对残翅(v)为显性,但是,即使是纯合长翅品种的幼虫,在35℃温度条件下培养(正常培养温度为25℃),长成的成体果蝇却成为残翅。这种现象称为“表现模拟”。
(1)这种模拟的表现性状能否遗传? 为什么? 。
(2)现有一只残翅果蝇,如何判断它是属于纯合vv还是“表型模拟”,请设计鉴定方案:方法步骤:____ ___
结果预测及分析:
变化7.遗传与配子或个体致死。
例题:2007年绍兴县第二次调测卷:已知控制果蝇某种突变性状的基因(B或b)位于细胞核内。为搞清其遗传方式,某研究小组的同学用突变型的雌性果蝇与突变型雄性果蝇进行交配,发现子一代中突变型与正常型之比为2:1,且雌雄个数之比为1:1。同学们经过咨询专家,得知某种基因型的受精卵不能发育。
请你利用遗传图解进行解释,并加以简要说明果蝇的这种突变性状的遗传方式。
高考生物遗传类试题的归类研究与方法总结(解析)
1.1常规试题,考查两对相对性状的遗传。
该题考查两对相对性状的遗传,属常规题型。要求学生熟记基因分离及自由组合的比例关系,并能对实验现象和结果进行解释、分析与处理。组合(一)的比例为9:3:3:1,所以实为F1 (BbDd)自交。组合(二)只有白茧且黑蚁与淡赤蚁比例为1:1,所以亲本为Bbdd×bbdd。组合(三)只有黄茧且黑蚁与淡赤蚁比例为3:1,所以亲本为BbDD、BbDd、Bbdd(或BbDD×BbDD、BbDd×BbDD、BbDD×Bbdd)。
1.2变化1.三对相对性状的遗传实际考查两对。
该题的题干出现了三对相对性状的表述,可试题实际考查的是穗型和种皮色这两对性状,
所以答案就是大家熟悉的紧穗黄种皮:紧穗白种皮:松穗黄种皮:松穗白种皮=9:3:3:1。
1.3变化2.遗传中出现基因突变。
该题主要考查在遗传中出现基因突变的特殊现象,若自花受粉,则子代植株的表现型为绿苗紧穗白种皮,基因型为aaBBdd。若基因突变,导致后代出现紫苗松穗黄种皮的变异类型,一定是亲代中的显性基因B变成了b,所以是母本发生了突变,F1代的基因型为AabbDd。
1.4变化3.遗传中出现减数分裂异常。
该题考查在遗传中出现减数分裂异常的特殊现象,减数第一次分裂时A基因所在的同源染色体不分离,情况有两种,一种是两条染色体均进入次级卵母细胞,这样的话,经过正常的减数第二次分裂得到的雌配子染色体数目就为12+1=13条;另一种可能是两条染色体均进入第一极体,这样,次级卵母细胞进行正常的减数第二次分裂得到的雌配子染色体数目就为12-1=11条。因此,得到的雌配子对于A基因来说就有O(表示不含A基因)和AA两种,与aa产生的雄配子a结合得到的后代基因型就有a(注意此处是单体而非单倍体)和AAa(此处为三体而非三倍体)两种,对应的株高表现型也就是矮生植株或正常植株。
1.5变化4.生物某一性状由两对等位基因共同控制。
该题考查某一性状由两对等位基因共同控制的遗传,其子代的比例可能就不会出现大家所熟悉的9:3:3:1了,如出现9:7的比例,其实这仍然是9:3:3:1,只不过后面的3:3:1只出现一种性状罢了。解题的关键是注意开紫花的特殊条件是要同时有A、B基因,所以开紫花植株基因型有4种,其中基因型是AaBb的紫花植株自交,子代表现为紫花植株:白花植株=9:7。基因型为AaBB和AABb的紫花植株各自自交,子代表现为紫花植株:白花植株=3:1。基因型为AABB的紫花植株自交,子代全部表现为紫花植株。
1.6变化5.同一基因型不同性别表现型不同。
该题考查同一基因型不同性别表现型不同的特殊遗传,解题的关键是要注意雌羊只有在显性基因纯合时才表现出有角,而雄羊则没有这个特殊现象。所以第(1)小题F1代表现型是雄羊为有角白毛,雌羊为无角白毛。第(2)小题亲本的基因型是公羊为Aabb,母羊为aaBb。第(3)小题的图解如下:
P ♂ AaBb × ♀ Aabb
↓
F1
配子 |
AB |
Ab |
aB |
ab |
Ab |
AABb |
AAbb |
AaBb |
Aabb |
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
雄羊:有角白毛:有角黑毛:无角白毛:无角黑毛=3:3:1:1
雌性:有角白毛:有角黑毛:无角白毛:无角黑毛=1:1:3:3
1.7变化6.遗传与表型模拟。
该题考查遗传与表型模拟现象,解题的关键是要注意同一基因型在不同温度等条件下表现型不同。所以这种模拟的表现性状是不能遗传的,因为其基因型没有改变。要判断一只残翅果蝇是属于纯合vv还是“表型模拟”我们可以用方法步骤:①让这只残翅果蝇与正常温度条件下发育成的异性残翅果蝇(基因型为vv)交配;②使其后代在正常温度条件下发育。结果分析:①若后代均为残翅果蝇,则这只果蝇为纯合vv;②若后代有长翅果蝇出现,则说明这只果蝇为“表型模拟”。
1.8变化7.遗传与配子或个体致死。
该题考查遗传与配子或个体致死现象,解题的关键是两只突变型亲本杂交,子代中突变型与正常型之比为2:1,推出突变型为显性,则子代中突变型与正常型之比正常应该为3:1,出现2:1则很可能显性纯合子致死。遗传图解如下:
P ♂ BbXY × ♀ BbXX
↓
F1
配子 |
BX |
BY |
bX |
bY |
BX |
BBXX(死亡) |
BBXY(死亡) |
BbXX |
BbXY |
bX |
BbXX |
BbXY |
bbXX |
bbXY |
遗传规律中的“差错”问题——致死问题
在基因的分离定律中,当后代的比例是1∶1时,一般为测交。当后代的分离比为3∶1时,则亲本必为显性性状,且亲本都为杂合体;在基因的自由组合定律中,当后代的比例为1∶1∶1∶1时,一般为测交,而当出现9∶3∶3∶1时,则亲本必为双显性性状,且亲本必为双杂合体。上述分离比和测交比指的是一般情况,在特殊情况下分离比和测交比可能会出现一些变化,例如:
例1 在一些性状的遗传中,具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育,导致后代中不存在该基因型的个体,从而使性状的分离比发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。
一个研究小组,经过大量重复实验,在小鼠毛色遗传的研究中发现( )
A. 黑色鼠与黑色鼠杂交,后代全部为黑色鼠
B. 黄色鼠与黄色鼠杂交,后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为2∶1
C. 黄色鼠与黑色鼠杂交,后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为1∶1
根据上述实验结果,回答下列问题:(控制毛色的显性基因用A表示,隐性基因用a表示)
①黄色鼠的基因型是 ,黑色鼠的基因型是 。
②推测不能完成胚胎发育的合子的基因型是 。
③写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。
解析:根据实验B“黄色鼠与黄色鼠杂交,后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为2∶1”可知:后代出现了性状分离。因此黄色鼠应为显性性状,黑色鼠为隐性性状(实验A、C验证了这一结论),而亲代黄色鼠应为杂合体(基因型记作Aa)。由Aa×Aa知,后代基因型应符合1AA:2Aa∶1aa,表现型应为:黄色鼠:黑色鼠=3∶1,但实际比例却为2∶1,这说明合子的基因型为AA时不能完成胚胎发育,而杂合的黄色鼠却能成活。
参考答案:①AA aa ②AA ③B:Aa×Aa→1AA(不存活):2Aa(黄色):1aa(黑色) C:Aa×aa→1Aa(黄色):1aa(黑色)。
思维点拨:此类问题的基本知识点仍然是遗传的基本规律。这是解答此类问题的基本出发点。由于情况的特殊性,后代性状的比例不会严格按照这些数值,但灵活运用这些数据却是此类问题的归宿。做题时应先按照正常情况,根据所学知识写出正常的后代比例,然后再根据题意写出实际的后代比例。做题时对不同的性状该删除的大胆删除,该添加的大胆添加。例5讨论的是基因分离定律中的异常问题,下面我们再对基因的自由组合定律中的异常情况做一分析。
例2 某种鼠中,黄鼠基因Y对灰鼠基因y为显性,短尾基因T对长尾基因t为显性,且基因Y或T在纯合时都能胚胎致死,这两对基因是独立分配的。两只黄色短尾鼠交配后所生的子代表现型比例为( )
A. 3∶1∶3∶1 B. 9∶3∶3∶1
C. 4∶2∶2∶1 D. 1∶1∶1∶1
解析:交配的两只黄色短尾鼠,正常情况下其基因型为YYTT、YYTt、YyTT或YyTt,但由于“基因Y或T在纯合时都能使胚胎致死”,所以交配的两只黄色短尾鼠的基因型只能为YyTt。这两只鼠交配后子代正常情况下的比例为Y_T_∶Y_tt∶yyT_∶yytt=9∶3∶3∶1,但根据题意可知,Y_T_中基因致死的有:YYTT(1/16),YyTT(2/16);YYTt(2/16)。能够存活的只有YyTt,其比例为4/16;Y_tt中基因型为YYtt的个体胚胎致死(1/16),基因型为Yytt的个体能够存活(2/16);yyT_中基因型为yyTT的个体胚胎致死(1/16),基因型为yyTt的个体能够存活(2/16);基因型为yytt的个体全部存活,所以两只黄色短尾鼠交配后所生的子代表现型比例为4∶2∶2∶1。答案为C。
变式训练1:我国的载人航天飞船已多次取得了圆满成功。在航天搭载实验中,有一批基因型为BbDd的实验鼠,已知B决定毛黑色,b决定毛褐色,决定D毛色存在,d决定毛色不存在(即白色)。请推导实验鼠繁殖后,子代表现型比例的理论值:黑色:褐色:白色为
解析:此题涉及两对等位基因,但它们却共同控制着鼠的毛色,因此涉及的性状却不是两对。根据正常情况,BbDd×BbDd后代比例也应符合9∶3∶3∶1,但由于涉及d决定毛色不存在,也即毛色为白色,因此此题比例不会是9∶3∶3∶1.我们单独考虑两对等位基因:Bb×Bb→ 1/4BB∶2/4Bb∶1/4bb;Dd×Dd → 1/4DD∶2/4Dd∶1/4dd,组合后,B_D_(黑,比例为3/4×3/4);_ _dd的个体均为白色,其比例为4/16,而褐色的比例为1-9/16-1/4=3/16。因此此题的答案为黑色:褐色:白色=9∶3∶4。
知识延伸:上述遗传规律中的“差错”问题实际上考察的是遗传学上的“基因致死”问题。基因致死主要包括:显性致死、隐性致死、配子致死和合子致死。例5、例6都是显性致死。由于其他几种基因致死在近年的高考试题未见涉及,下面笔者就此略作陈述,以引起大家高度重视。
1.隐性致死
隐性致死指的是隐性基因存在于一对同源染色体上时,对个体有致死作用,如镰刀型细胞贫血症,当其个体基因型为HsbHsb 时,对个体有致死作用;植物中的白化基因(bb),使植物不能形成叶绿素,因而使植物不能进行光合作用而死亡。
例7 以Hsb代表镰刀型细胞贫血症的致病基因,HAb代表正常的等位基因,有一对表现型正常的夫妇,共生了七个孩子,其中两个夭折于镰刀型细胞贫血症,而正常的纯合体(HAbHAb)的红细胞在同样氧分压时则不变形。请分析回答。
(1)该夫妇二人的基因型是 _______ 。
(2)存活的五个孩子其基因型都与双亲相同的概率是 _______。
(3)人类产生镰刀型细胞贫血症的根本原因是_____________
,他们的部分孩子有镰刀型细胞贫血症的根本原因是 的结果。
解析:①根据题意,正常基因(■)对致病基因(■)具有显性作用。由于夫妇双方表现型均正常,因此,双方的基因型可写作 ■ ×■ ,又因为其孩子中有两个夭折于镰刀型细胞贫血症,则夭折孩子的基因型必为■ ■,所以夫妇双方的基因型应为■ ■和■ ■;
②根据 ■ ■ ×■ ■,其后代基因型及比例应
为1■ ■∶2■ ■∶1■ ■;■ ■隐性致死,存活孩子的基因型为■ ■ 和 ■ ■,所以每一个存活孩子其后代基因型与双亲相同的概率为2/3,要使五个孩子基因型都与双亲相同,可根据乘法定理求得其概率为(2/3)5 = 32/243
参考答案:①■ ■、■ ■ ②32/243 ③基因突变,基因重组
2.配子致死
配子致死指的是致死基因在配子时期发生作用,从而不能形成有生活力配子的现象。
例8 雌雄异株的植物剪秋罗有宽叶和狭叶两种类型,宽叶由显性基因B控制,狭叶由隐性基因b控制,B和b均位于X染色体上。基因b使雄配子致死。
请回答:
①若后代全为宽叶雄株个体,则其亲本基因型为
②若后代全为宽叶,雌、雄植株各半时,则其亲本基因型为
③若后代全为雄株,宽叶和狭叶个体各半时,则其亲本基因型为
④若后代性别比例为1∶1,宽叶个体占3/4,则其亲本基因型为
解析:此题有隐含条件:基因b使雄配子致死,因此对于XbY个体,其雄配子只有含Y染色体的精子,其后代只有雄性个体;对于XBY,其配子有XB、Y两种,因此其后代雌雄之比为1∶1。由此可知后代只有雄性个体时其父本必为XbY,后代雌雄之比为1∶1时,其父本必为XBY。
(1) 若后代全为宽叶雄性个体,可知父本基因型为XbY,子代基因型为XBY。子代中Y染色体来自父本,XB来自母本,故母本基因型为XB 。由于后代全为宽叶雄株,因此母本XB 只能是XBXB,而不可能是XBXb。(若为XBXb,后代既有宽叶又有狭叶)
(2) 若后代全为宽叶,雌雄植株各半,可知父本基因型为XBY,后代XB ∶XBY=1∶1,后代XBY的Y染色体来自父本,XB来自母本,故母本为XB ,由于后代全为宽叶,因此母本XB 只能是XBXB而不可能是XBXb(理由同①)。
(3) 若后代全为雄株,宽叶和狭叶个体各半,可知父本为XbY,后代基因型为XBY∶XbY=l∶1,其中XB、Xb来自同一母本,因此母本基因型为XBXb。
(4) 若后代性别比例为1∶1,宽叶个体占3/4,可知父本基因型为XBY.由于子代宽叶占的比例大,超过1/2,因此母本必为XB ,假设母本为XBXB,则雌雄全为宽叶,不符合题意,因此只能是XBXb(经验证,XBXb符合题意)。
参考答案: ①XBXB 、XbY ② XBXB、XBY
③ XBXb、XbY ④XBXb、XbY
3.合子致死
合子致死指的是致死基因在胚胎时期或成体某一阶段发生作用,从而不能形成活的幼体或个体在生长过程中某一阶段死去的现象。
例9 家族性高胆固醇血症是一种遗传病,杂合体约到50岁就常患有心肌梗塞,纯合体常于30岁左右死于心肌梗塞,且不能生育。一对患有家族性高胆固醇血症的夫妻,已生育一个完全正常的孩子,如果再生一个孩子,那么这个孩子能活到50岁的概率是( )
A.1/4 B.2/3 C.1/2 D.3/4
解析:根据“一对患有家族性高胆固醇血症的夫妻,已生育一个完全正常的孩子”知:家族性高胆固醇血症为显性遗传病,因此这对夫妻的基因型为A ×A 。又由于正常孩子的基因型为aa,故夫妻双方的基因型为Aa×Aa。其后代基因型及比例为1AA:2Aa:1aa,其中aa为完全正常;Aa为患者但可活到50岁,AA为患者,常于30岁左右死于心肌梗塞。因此这对夫妇再生一个孩子能到50岁的概率为3/4,答案为D。
上面从几个方面谈了生物学试题中的“差错”问题。值得同学们注意的是,正如“矛盾的特殊性寓于普遍性”一样,“差错”的出现离不开相应的生理过程。因此,要想解决好“差错”问题,大家就必须牢固掌握基本的生物学知识,只有这样同学们才能做好“源于教材而又高于教材”的生物学“差错”问题。■