“非等位基因间的相互作用”试题例谈

2017-04-21 13:47阅读：

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《生物学教学》2017.1

“非等位基因间的相互作用”试题例谈

陈龙 (山东省新泰市教育局教研室 271200)

孟德尔通过豌豆的两对相对性状的杂交实验，揭示了遗传学中基因的自由组合定律，其隐含的前提条件是一对等位基因控制一对相对性状，且非等位基因之间不存在相互作用，F₁自交后代和测交后代表现出特定的比例，前者为9：3：3：1，后者为1：1：1：1。但在具体的性状遗传中，往往非等位基因之间存在相互作用，致使F₁自交后代和测交后代表现型比例出现不同的变式。建立在这类情景之上的遗传学考题从知识上考查“基因的自由组合定律”，从能力上考查考生的“获取信息能力”和“综合运用”能力，现选取今年的两例考题作分析，以飨读者。
1.推理判断型

该类型考题需通过给定相关交配后代的表现型比例判断非等位基因间的相互作用形式，再对交配后代的基因型种类、纯合子杂合子及每一种基因型的数量情况做判断。因这类考题一般都是至少涉及两对等位的自由组合的遗传，这就要求考生在分析时对题干展示出的有关数据信息要特别敏感，如两对等位的自由组合的遗传F₂中的9：3：3：1的变式如9:7、15:1、13:3等，测交后代1：1：1：1的变式如1:3、1:2：1等，再如在9/16即(3/4)²基础上的多对等位基因遗传时表现出的27/64即(3/4)³、81/256即(3/4)⁴等。只有对这些数据高度敏感，在考场上才能快速准确的做出判断，为理综全面获胜赢得时间上的支持。
金题回放1（2016年全国理综丙卷题6）：用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F₁全部表现为红花。若F₁自交，得到的F₂植株中，红花为272株，白花为212株；若用纯合白花植株的花粉给F₁红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是（）
A. F₂中白花植株都是纯合体
B. F₂中红花植株的基因型有2种
C. 控制红花与白花的基因在一对同源染色体上
D. F₂中白花植株的基因类型比红花植株的多
【思路剖析】第一步：由“用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F₁全部表现为红花”可判断出该植物红花和白花这对相对性状中红花为显性性状，白花为隐性性状。第二步：假设该相对性状受一对等位基因控制，F₁自交，得到的F₂植株中应该出现红花：白花≈3:1，同时纯合白花植株的花粉给F₁红花植株授粉（相当于测交），得到的子代植株中应该出现红花：白花≈1:1，但从实际数据分析离这两个比例想去甚远，故否定这一假设。第三步：假设该相对性状受两对等位基因控制，F₁自交，得到的F₂植株中应该出现9：3：3：1的比例或其变式，实际比例为272:212≈9:7，同时纯合白花植株的花粉给F₁红花植株授粉（相当于测交），得到的子代植株中应该出现1:1:1:1或其变式，实际比例为101：302≈1:3，故第二种假设正确。如果考生通过日常的复习对一些比例非常敏感，可直接切入第三步，大大缩短时间。
通过上述分析可推知该相对性状受两对等位基因控制（假设为A/a、B/b），且两对基因独立遗传，且A B 表现为红色，A bb、aaB 、aabb表现为白色，因此F₂中白花植株中有纯合体和杂合体，故A项错误；F₂中红花植株的基因型有AaBb、AABB、AaBB、AABb4种，故B项错误；控制红花与白花的基因独立遗传，存在于两对同源染色体上，故C项错误；F₂中白花植株的基因类型有5种，红花植株的基因型有4种，故D项正确。
【答案】D。
2.深入分析型
题目初步给出特定非等位基因间的相互作用情况，再结合相关的杂交后代出现的特定的表现型及比例，要求考生对非等位基因间的相互作用的具体情况做出推断，在此基础上再对特定个体的基因型及纯合或杂合情况做出判断。
金题回放2（2016年四川理综题11）油菜物种Ⅰ（2n=20）与Ⅱ（2n=18）杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后，得到一个油菜新品系（注：Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会相互配对）。
第⑴、⑵小题略。
⑶该油菜新品系经多代种植后出现不同颜色的种子，已知种子颜色由一对基因A/a控制，并受另一对基因R/r影响。用产黑色种子植株（甲），产黄色种子植株（乙和丙）进行以下实验：

组别	亲代	F₁表现型	F₁自交所得F₂的表现型及比例
实验一	甲×乙	全为产黑色种子植株	产黑色种子植株：产黄色种子植株=3:1
实验二	乙×丙	全为产黄色种子植株	产黑色种子植株：产黄色种子植株=3:13

①由实验一得出，种子颜色性状中黄色对黑色为性。
②分析以上实验可知，当基因存在时会抑制A基因的表达。实验二中丙的基因型为，F₂代产黄色种子植株中杂合子的比例为。
③有人重复实验二，发现一F₁植株，其体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条（其中两条含R基因），请解释该变异产生的原因。让该植株自交，理论上后代中产黑色种子的植株所占的比例为。
【思路剖析】根据实验一中F₁表现型或F₂的性状分离情况可判断出黄色对黑色为隐性。由实验二， F₂的表现型及比例为：黑色种子植株：产黄色种子植株=3:13（9：3：3：1变式），由此可知F₁的代黄色种子植株基因为AaRr，进一步分析出当R基因存在时会抑制A基因的表达，则F₂中A R 、aa R 、A rr、aarr=9：3：3：1，A R 、aa R 、aarr三类变现为黄色种子，A rr表现为黑色种子，即产黑色种子植株：产黄色种子植株=3:13。
根据以上分析可知，甲乙的基因型分别是AArr、aarr，丙的基因型为AARR，实验二F₂的16份中，AaRr为4份、AaRR为2份、AARr为2份、aaRr为2份，故F₂代产黄色种子植株中杂合子的比例为10/13。若F₁植株体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条（其中两条含R基因），只能是植株丙发生了染色体变异，即减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离（或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开）。RRr基因型个体减数分裂形成的配子中，R：r：Rr：RR=2：1：2：1，基因型为AaRRr的植株自交，后代中产黑色种子的植株基因型为A rr，所占比例为3/4×1/6×1/6=1/48。
【答案】 ⑶①隐 ②R AARR 10/13 ③植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离（或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开） 1/48
巩固提高：
1.鳟鱼的眼球颜色和体表颜色分别由两对等位基因A、a和B、b控制。现以红眼黄体鳟鱼和黑眼黑体鳟鱼为亲本，进行杂交实验，正交和反交结果相同。实验结果如图所示。请回答：

“非等位基因间的相互作用”试题例谈

（1）在鳟鱼体表颜色性状中，显性性状是。亲本中的红眼黄体鳟鱼的基因型是。
（2）已知这两对等位基因的遗传符合自由组合定律，理论上F₂还应该出现性状的个体，但实际并未出现，推测其原因可能是基因型为的个体本应该表现出该性状，却表现出黑眼黑体的性状。
（3）为验证（2）中的推测，用亲本中的红眼黄体个体分别与F₂中黑眼黑体个体杂交，统计每一个杂交组合的后代性状及比例。只要其中有一个杂交组合的后代，则该推测成立。
【答案】（1）黄体（或黄色） aaBB （2）红眼黑体 aabb （3）全部为红眼黄体
2.某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制（如A 、a ；B 、b ;C c ……）,当个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时（即A_B_C_......）才开红花，否则开白花。现有甲、乙、丙、丁4个纯合白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：

“非等位基因间的相互作用”试题例谈

根据杂交结果回答问题：
（1）这种植物花色的遗传符合哪些遗传定律？
（2）本实验中，植物的花色受几对等位基因的控制，为什么？
【答案】（1）基因的自由组合定律和基因的分离定律（或基因的自由组合定律）
（2）4对 ①本实验中乙×丙和甲×丁两个杂交组合中，F₂代中红色个体占全部个体的比例为81/(81+175)=81/256=(3/4)⁴，依据n对等位基因自由组合且完全显性时，F₂代中显性个体的比例是(3/4)ⁿ，可判断这两对杂交组合涉及4对等位基因 ②综合杂交组合的实验结果，可进一步判断乙×丙和甲×丁两个杂交组合中的4对等位基因相同。

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