鹰眼与索隆Q版:近几年高考中有关遗传学的几种特殊情形

从2007-2009年的三年高考试题来看，结合遗传学的特殊情形，考察学生获取信息的能力和综合运用能力，是遗传学这一主干知识点考察的一个显著特点，主要涉及两对或多对等位基因控制一对相对性状、致死基因、上位效应、不完全显性、从性遗传等几种特殊情形。
一、两对或多对等位基因控制一对相对性状
一对（组）相对性状不再由一对等位基因控制，而是由两对或多对等位基因控制的遗传现象。如果这两对或多对等位基因位于不同的同源染色体上，则仍然遵循孟德尔的遗传规律。
【例1】（09 安徽）某种野生植物有紫花和白花两种表现型，已知紫花形成的生物化学途径是：
A和a、B和b是分别位于两对染色体上的等位基因，A对a、B对b为显性。基因型不同的两白花植株杂交，F1紫花：白花=1：1。若将F1紫花植株自交，所得F2植株中紫花：白花=9：7
请回答：
（1）从紫花形成的途径可知，紫花性状是由         对基因控制。
（2）根据F1紫花植株自交的结果，可以推测F1紫花植株的基因型是         ，其自交所得F2中，白花植株纯合体的基因型是             。
（3）推测两亲本白花植株的杂交组合（基因型）是             或             ；用遗传图解表示两亲本白花植株杂交的过程（只要求写一组）。
（4）紫花形成的生物化学途径中，若中间产物是红色（形成红花），那么基因型为AaBb的植株自交，子一代植株的表现型及比例为                         。
【解析】从题干上的概念图可知，紫花和白花这一对相对性状是由两对等位基因控制的。开紫花（A＿B＿）的该野生植物的基因型有AABB、AABb、AaBB和AaBb四种，开白花（aaB＿、A＿bb和aabb）的有aaBB、aaBb、aabb、AAbb和Aabb五种，也即只有双显性（A＿B＿）开紫花，单显性（aaB＿和A＿bb）和双隐性（aabb）均开白花。依据F2植株中紫花：白花=9：7,可推知F1紫花植株基因型为AaBb（双杂合子），所以F2中白花植株纯合体的基因型有aaBB、aabb和Aabb三种。由此可以推测两亲本白花植株的基因组成应该为aaB＿和A＿bb，一共存在以下几种可能性：①aaBB×Aabb②aaBb×AAbb③aaBb×Aabb④aaBB×AAbb，通过计算可知，F1分离比为1:1的只有①和②两种情形。若中间代谢产物为红色（形成红花），则双显性（A＿B＿）为紫花，第一种单显性（A＿bb）为红花，另一种单显性（aaB＿）和双隐性（aabb）开白花。AaBb双杂合子自交，子一代植株的表现型及比例为紫花：红花：白花= 9 : 3 : 4。
【答案】
（1）两对
（2）AaBb   aabb、AAbb、aaBB
（3）AAbb×aaBb   Aabb×aaBB
P    AAbb       ×       aaBb
配子    Ab             aB      ab
子一代   AaBb                aabb
紫色                 白色
1          ：       1
自交
子二代9A  B   (紫色)，3A  bb(白色) ，3aaB  (白色) ，1 aabb(白色)，
9 （紫色）               ：           7（白色）
（4）紫色：红色：白色=9：3：4
【练习】(08  全国卷Ⅰ)某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定。只要基因R存在，块根必为红色，rrYY或rrYy为黄色，rryy为白色；在基因M存在时果实为复果型，mm为单果型。现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。
（1）请写出以二倍体黄色块根、复果型（rrYyMm）植株为原始材料，用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。
（2）如果原始材料为二倍体红色块根、复果型的植株，你能否通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子？为什么？
【答案】
（1）步骤：
①二倍体植株（rrYyMm）自交，得到种子；（3分）
②从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株，并收获其种子（甲）；（3分）
③播种种子甲，长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单果型四倍体植株，并收获其种子（乙）；（3分）
④播种甲、乙两种种子，长出植株后，进行杂交，得到白色块根、单果型三倍体种子。（3分）
（若用遗传图解答题，合理也给分）
（2）不一定（1分）
因为表现型为红色块根、复果型的植株有多种基因型，其中只有基因型为RrYyMm或RryyMm的植株自交后代才能出现基因型为rryymm的二倍体植株。（4分）（其他合理答案也给分）
二、特殊性别决定
绝大多数哺乳动物和少数雌雄异株的高等植物性别决定方式为性染色体X和Y决定性别，即性纯合子XX为雌性，性杂合子XY为雄性，这是最常见的性别决定方式。除此之外，还有以下几种常见的性别决定类型：
1.性染色体ZW决定性别：鸟类和昆虫多为这种性别决定方式，性纯合子ZZ为雄性，性杂合子ZW为雌性。
2.基因决定性别:如玉米植株的性别决定受两对等位基因B、b和T、t控制，B和T基因同时存在时（包括BBTT、BBTt和BbTt三种基因型）表现为雌雄同株异花，T基因存在但B基因不存在时（包括bbTT和bbTt两种基因型）表现为雄株，T基因不存在时（包括BBtt、Bbtt和bbtt三种基因型）表现为雌株。
3.染色体数目决定性别：如蜜蜂和蚂蚁，雄性个体染色体数目为体细胞（2N）的一半，雌性个体染色体数目（2N）与体细胞相同。
4.年龄决定性别：如鳝，1--2冬龄、体长30厘米以下者一般为雌性，体长在50厘米以上者一般为雄性，而且终生为雄性。
5.环境决定性别：很一些龟鳖类和所有的鳄鱼的性别是由受精后的温度决定的，当受精卵在22-27℃温度中孵化时，只产生一种性别；当受精卵在30℃以上的温度中孵化时，则产生另一种性别。只在很小的温度范围内同一批卵才会孵化出雌性和雄性两种个体。
【例2】（08 广东）玉米植株的性别决定受两对基因（B-b,T-t）的支配，这两对基因位于非同源染色体上，玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表，请回答下列问题：
基因型
B和T同时存在
（B_T_）
T存在，B不存在
（bbT_）
T不存在
(B_tt或bbtt)
性别
雌雄同株异花
雄株
雌株
(1)    基因型为bbTT的雄株与BBtt的雌株杂交，F1的基因型为________,表现型为_______；F1自交，F2的性别为_________，分离比为________.
(2)    基因型为________的雄株与基因型为_________的雌株杂交，后代全为雄株。
(3)    基因型为________的雄株与基因型为_________的雌株杂交，后代的性别有雄株和雌株，且分离比为1：1。
【解析】
本题属于两对等位基因决定性别。
第（1）小题：基因型为bbTT的雄株与BBtt的雌株杂交，F1的基因型为BbTt，依据题意知道其表现型应为雌雄同株异花；F1自交，F2的分离比为雌雄同株异花：雄株：雌株=9:3:4。
第（2）小题：若雄株（bbT_）与雌株(B_tt或bbtt)杂交，后代全为雄株（bbT_），则可推知亲本的基因型必定为雄株bbTT与雌株bbtt。
第（3）小题：若雄株（bbT_）与雌株(B_tt或bbtt)杂交，后代既有雄株（bbT_），又有雌株(B_tt或bbtt)，则可推知亲本的基因型为雄株bbTt与雌株bbtt。
【答案】
（1）BbTt  雌雄同株异花  雌雄同株异花、雌株、雄株  9：3：4
（2）bbTT  bbtt
（3）bbTt  bbtt
【练习1】（09 广东A卷）雄鸟的性染色体组成是ZZ，雌鸟的性染色体组成是ZW。某种鸟羽毛的颜色由常染色体基因（A、a）和伴染色体基因（ZB、Zb）共同决定，其基因型与表现型的对应关系见下表。请回答下列问题。
基因组合
A不存在，不管B存在与否（aa Z—Z— 或aa Z— W）
A存在，B不存在
（A  ZbZb或A  ZbW）
A和B同时存在
（A  ZBZ—或A  ZBW
羽毛颜色
白色
灰色
黑色
（1）黑鸟的基因型有        种，灰鸟的基因型有       种。
（2）基因型纯合的灰雄鸟与杂合的黑雌鸟交配，子代中雄鸟的羽色是       ，此鸟的羽色是       。
（3）两只黑鸟交配，子代羽毛只有黑色和白色，则母体的基因型为       ，父本的基因型为       。
(4)一只黑雄鸟与一只灰雌鸟交配，子代羽毛有黑色、灰色和白色，则母本的基因型为    ，父本的基因型为       ，黑色、灰色和白色子代的理论分离比为       。
【答案】
（1）6   4
（2）黑色，灰色
（3）AaZBW   AaZBZB
（4）AaZbW   AaZBZb     3：3：2.
【练习2】（05 北京）蜜蜂是具有社会性行为的昆虫。一个蜂群包括一只蜂王、几只雄蜂和众多工蜂。蜂王专职产卵，雄蜂同蜂王交尾，工蜂负责采集花粉、喂养幼虫、清理蜂房等工作。请回答下列问题：
（1）蜂王、雄蜂和工蜂共同生活，各司其职，这种现象称为                  。
（2）未受精卵发育成雄蜂，受精卵发育成雌性的蜂王或工蜂，这表明密蜂的性别由
决定。
（3）研究人员发现了工蜂清理蜂房行为不同的两个蜂相，分别称为“卫生”蜂（会开蜂房盖、能移走死蛹）和“非卫生”蜂（不会开蜂房盖、不能移走死蛹）。为研究工蜂行为的遗传规律，进行如下杂交实验：
P      “非卫生”蜂的蜂工  ×  “卫生”蜂的雄蜂
↓   （配子的染色体数目不减少）
F1                    “非卫生”蜂
测交                           ？     ×      ？     的雄蜂
↓
测交后代      “非卫生”蜂    新类型Ⅰ    新类型Ⅱ   “卫生”蜂
（25%）     （25%）     （25%）     （25%）
①“非卫生”蜂的工蜂行为是      （显性/隐性）性状。
②工蜂清理蜂房的行为是受      对基因控制的，符合基因的            定律。
判断依据是                                                  。
③本实验中测交选择了                  作母本与            的雄蜂交配。
④测交后代中纯合体的表现型是                                       ，
新类型I的表现型是                                                   。
⑤“卫生”蜂的工蜂会开蜂房盖、能移走死蛹的行为属于         行为。
【答案】
（1）种内互助
（2）染色体数目
（3）①显性
②两  自由组合  测交后代四种表现型比例相等
③F1代的蜂王  “卫生”蜂
④会开蜂房盖、能移走死蛹  会开蜂房盖、不能移走死蛹（或不会开蜂房盖、能移走死蛹）
⑤本能
三、基因互作
不同基因间的相互作用，可以影响性状的表现，这种遗传现象称为基因互作。包括以下几种常见类型：
1.互补效应：两对独立遗传基因分别处于纯合显性（AABB）或杂合显性状态（AABb、AaBb或AaBB）时共同决定一种性状的发育；当只有一对基因是显性（AAbb、Aabb、aaBB或aaBb），或两对基因都是隐性（aabb）时，则表现为另一种性状，F2产生9:7的比例。
2.积加效应：两种显性基因同时存在（AABB、AABb、AaBb或AaBB）时产生一种性状，单独存在（AAbb、Aabb、aaBB或aaBb）时能分别表示相似的性状，两种基因均为隐性（aabb）时又表现为另一种性状，F2产生9:6:1的比例。
3.重叠效应：重叠作用也称重复作用，只要有一个显性重叠基因（重叠基因：表现相同作用的基因）存在，该性状就能表现，即AABB、AABb、AaBb、AaBB、AAbb、Aabb、aaBB和aaBb表现同一种性状，aabb则表现另一种性状。F2产生15:1的比例。
4.上位效应：一对基因中显性基因的表现受到另一对非等位基因的作用，这种非等位基因间的抑制或遮掩作用叫上位效应。起抑制作用的基因称为上位基因，被抑制的基因称为下位基因。分为显性上位（起遮盖作用的基因是显性基因，F2的分离比例为12:3:1）和隐性上位（一对隐性基因对另一对基因起阻碍作用时叫隐性上位，F2的分离比例为12:3:1）两种基本类型。例如在家鼠的毛色遗传中，等位基因A和a分别控制黑色和灰色这一相对性状，但是这一对等位基因的表达还受到了另一对非同源染色体上的等位基因C和c的控制，C基因阻止A和a基因的表达使家鼠表现为白色，但是c基因不阻止A和a基因的表达。所以家鼠的表现型与基因型的对应关系为：白色→CCAA、CCAa、CCaa、CcAA、CcAa、Ccaa；黑色→ccAA、ccAa；灰色→ccaa，属于显性上位。
【例3】（05 广东）家禽鸡冠的形状由两对基因( A和a，B和b)控制，这两对基因按自由组合定律遗传，与性别无关。据下表回答问题：
项目
基因组合
A、B同时存在
（A B 型）
A存在、B不存在
（A bb型）
B存在、A不存在
（aaB 型）
A和B都不存在
（aabb型）
鸡冠形状
核桃状
玫瑰状
豌豆状
单片状
杂交组合
甲：核桃状×单片状→F1：核桃状，玫瑰状，豌豆状，单片状
乙：玫瑰状×玫瑰状→F1：玫瑰状，单片状
丙：豌豆状×玫瑰状→F1：全是核桃状
（1)甲组杂交方式在遗传学上称为         ：甲组杂交F1代四种表现型比别是                                 ．
(2 ）让乙组后代F1中玫瑰状冠的家禽与另一纯合豌豆状冠的家禽杂交，杂交后代表现型及比例在理论上是                      。
（3）让丙组F1中的雌雄个体交配．后代表现为玫瑰状冠的有120只，那么表现为豌豆状冠的杂合子理论上有     只。
（4）基因型为AaBb与Aabb的个体杂交，它们的后代基因型的种类有        种，后代中纯合子比例占         。
【解析】本题中，两对等位基因互作，使得A和B基因同时存在时（包括AABB、AaBB、AABb和AaBb四种基因型）表现为核桃状冠，A基因存在但是B基因不存在时（包括AAbb和Aabb两种基因型）表现为玫瑰冠，A基因不存在但是B基因存在时（包括aaBB和aaBb两种基因型）表现为豌豆冠，A基因和B基因都不存在时（aabb）表现为单片冠。
【答案】
（l）测交    1：1：1：1
（2）核桃状：豌豆状＝2：1
（3）80
（4）6      1/4。
四、基因致死
基因致死主要包括配子致死和合子致死两种基本类型:
1．配子致死：是指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。按照致死基因的显隐性分为显性致死和隐性致死两种类型。按照致死基因发生作用的配子类型可分为雄配子致死和雌配子致死两种类型。如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，为雄配子隐性致死。
2．合子致死：是指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。按照致死合子的基因组成可分为显性纯合致死、隐性纯合致死和杂合子致死。如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，则为显性纯合致死和杂合致死。
【例4】（04 北京）无尾猫是一种观赏猫。猫的无尾、有尾是一对相对性状，按基因的分离定律遗传。为了选育纯种的无尾猫，让无尾猫自交多代，但发现每一代中总会出现约1/3 的有尾猫，其余均为无尾猫。由此推断正确的是
A．猫的有尾性状是由显性基因控制的 B．自交后代出现有尾猫是基因突变所致
C．自交后代无尾猫中既有杂合子又有纯合子 D．无尾猫与有尾猫杂交后代中无尾猫约占1/2
【答案】选D
【解析】依题意可知，无尾是显性性状（A）,有尾是隐性性状(a)，符合基因分离定律。但无尾猫自交后代总是出现无尾猫与有尾猫且比例总是接近2：1，这说明无尾猫是杂合（Aa）的且纯合(AA)致死。
【练习】（04 全国卷II）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例发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。
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。
【答案】
（1）Aa aa （2）AA（3）
除了上面我们提到的两对或者多对等位基因控制一对相对性状、特殊性别决定、基因互作和致死基因外，遗传学的特殊情形还包括从性遗传和数量性状的遗传等主要类型。
从性遗传是指常染色体上的等位基因控制的性状，同一基因型在雌雄个体内表现型却不同的遗传现象。例如绵羊的有角对无角为显性，受常染色体上的一对等位基因H和h控制，杂合子（Hh）公羊表现为无角，而杂合子（Hh）母羊却表现为有角。
数量性状是指在一个群体内的各个体间表现为连续变异的性状，如动植物的高度或长度等。同一数量性状由若干对等位基因所控制；各个基因对于性状的效应都很微小，而且大致相等；控制同一数量性状的微效基因的作用一般是累加性的；控制数量性状的等位基因间一般没有明显的显隐性关系。如人皮肤中黑色素的多少，是由位于不同常染色体上的两队等位基因A、a和B、b控制，显性基因A和B能使黑色素增加，且增加的量相等，并且可以累加。所以各种基因型的人群中，皮肤颜色由深到浅的顺序依次为:AABB＞AaBB=AABb＞AAbb=AaBb=aaBB＞Aabb=aaBb＞aabb。
关于本文以上所述的几种遗传学的特殊情形，在高考试题中往往以信息题的形式出现，考察我们对分离规律和自由组合规律的灵活运用。只要我们准确理解了孟德尔基因分离规律和自由组合规律的实质，以孟德尔一对和两对相对性状的遗传学实验为根本，以不变应万变，联系题干中的特殊信息，一定能够快速准确地的出正确的答案。