高三生物備考中的多倍體生物雜交遺傳題解題技巧

楊學(xué)芬

遺傳基本定律的應(yīng)用在高考考綱中既是重點又是難點。在高三復(fù)習(xí)備考中，學(xué)生對這一章節(jié)內(nèi)容在考試中因知識點的缺陷和解題技能的欠缺很難得以突破，究其緣由是不能對遺傳定律做到真正理解，對孟德爾的假說演繹方法掌握不到位，而且現(xiàn)如今的題活，題新，變式題層出不窮，怎樣讓學(xué)生在解決這一類的題做到新題當(dāng)做程序來推呢？在高三三輪復(fù)習(xí)中，我發(fā)現(xiàn)有幾道多倍體生物雜交遺傳題學(xué)生失分較嚴(yán)重，究其原因是學(xué)生在平時的訓(xùn)練中對這種題型是第一次見到，解題思路不清晰，高分段的學(xué)生較難突破，現(xiàn)將此題部分作為案例剖析如下。

一、分析下列關(guān)于番茄的性狀遺傳情況并回答問題（注：以下均不考慮基因突變、交叉互換和染色體變異）

【解析】本題考查的知識點是基因的自由組合規(guī)律的實質(zhì)及應(yīng)用：

（1）學(xué)生會做二倍體生物基因的遺傳產(chǎn)生的配子但是此題是四倍體而且沒有非等位基因，四個基因分別分配在四條同源染色體上，因此在形成配子的過程中只涉及等位基因的分離沒有非等位基因的自由組合，只考慮同源染色體的兩兩配對隨機的移向兩級，不遵循自由組合定律，在向兩極的移動的過程中就會有以下幾種組合方式：1.DD、dd2.Dd、Dd3.Dd、Dd故產(chǎn)生配子的基因型及比例為DD：Dd：dd=1：4：1.DD占配子中的1/6，dd占配子中的1/6，能穩(wěn)定遺傳的是純合子DDDD和DDdd比例是1/6×1/6+1/6×1/6=1/18。

（2）雖然此題涉及等位基因和非等位基因而且是四倍體，但是解題思路和二倍體生物的遺傳一樣采用先分開后組合的方法，具體是按照同上題思路可以把控制同一性狀的基因的基因產(chǎn)生的配子計算出來：Dddd在減數(shù)分裂過程中只有兩種組合：Dd：dd=3：3，dddd占1/4，，D占3/4，；CCcc在減數(shù)分裂過程中有三種組合：CC：Cc：cc=1：4：1，cccc1/36，C占（1-1/36）35/36，所以基因型為DdddCCcc的四倍體番茄能產(chǎn)生2×3=6種配子。該番茄自交后代的表現(xiàn)型應(yīng)該是四種，可表示為：

DC，Dcccc，ddddC，ddddcccc；受精過程中配子隨機結(jié)合：3/4×35/36=105/144；3/4×1/36=3/144；1/4×35/36=35/144；1/4×1/36=1/144，因此最后的比例是：105：35：3：1

【答案】①不遵循1/18

②6105：35：3：1

【小結(jié)】本題雖然在常規(guī)的遺傳題上有所變化，但是學(xué)生一定要理解自由組合的實質(zhì)是非等位基因的自由組合，受精過程中是雌雄配子的隨機結(jié)合。本題的解決思路仍然不脫離對自由定律的理解。

二、科學(xué)家將培育的異源多倍體的抗葉銹病基因轉(zhuǎn)移到普通小麥中，育成了抗葉銹病的小麥，育種過程見圖。圖中A、B、C、D表示4個不同的染色體組，每組有7條染色體，C染色體組中含攜帶抗病基因的染色體。請回答下列問題：

（1）異源多倍體是由兩種植物AABB與CC遠(yuǎn)源雜交形成的后代，經(jīng) 方法培育而成，還可用植物細(xì)胞工程中 方法進(jìn)行培育。

（2）雜交后代①染色體組的組成為 ，進(jìn)行減數(shù)分裂時形成 個四分體，體細(xì)胞中含有 條染色體。

（3）雜交后代②中C組的染色體減數(shù)分裂時易丟失，這是因為減數(shù)分裂時這些染色體 。

（4）為使雜交后代③的抗病基因穩(wěn)定遺傳，常用射線照射花粉，使含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)接到小麥染色體上，這種變異稱為 。

【解析】

（1）A、B、C、D表示4個不同的染色體組，根據(jù)孟德爾自由組合定律，植物AABB產(chǎn)生AB的配子，植物CC產(chǎn)生含C的配子，結(jié)合后形成ABC含有三個染色體組的受精卵并發(fā)育為相應(yīng)的種子，因是三個不同的染色體組，所以后代不育，用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，即形成可育的后代AABBCC；還可以利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得AABBCC的個體。

（2）AABBCC產(chǎn)生的配子為ABC，AABBDD產(chǎn)生的配子為ABD，受精時雌雄配子結(jié)合形成AABBCD的受精卵，減數(shù)分裂過程中同源染色體兩兩配對形成四分體，但是C染色體組和D染色體組中無同源染色體，不能形成四分體，兩個A染色體組可形成7個四分體，兩個B染色體組可形成7個四分體，共計14個四分體。由于①中染色體組為AABBCD，每個染色體組7條染色體，共42條染色體。

（3）雜交后代②，減數(shù)分裂過程中C組染色體無同源染色體配對不能聯(lián)會而丟失。

（4）射線可能會導(dǎo)致C染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)變異而斷裂，斷裂的部分如果含有抗病基因，抗病基因就可通過染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位方式轉(zhuǎn)移到另一條非同源染色體上，這種變異為染色體結(jié)構(gòu)變異。

【答案】（1）秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍植物體細(xì)胞雜交

（2）AABBCD1442

（3）無同源染色體配對

（4）染色體結(jié)構(gòu)變異

【小結(jié)】本題以小麥新品種的培育過程為背景材料，考查了異源多倍體育種方案設(shè)計、染色體組、減數(shù)分裂和染色體變異等知識。內(nèi)容豐富，綜合性強，難度大。要求學(xué)生在理解相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、推理。

縱觀以上兩道多倍體生物遺傳題，解題的基礎(chǔ)都是建立在對孟德爾自由組合定律實質(zhì)的理解和掌握，學(xué)生往往能解決兩對相對性狀的遺傳題，也能解決對9：3：3：1變式，但是對多倍體生物雜交的遺傳的解題技巧顯得較陌生，究其原因是見題少，對新題的出現(xiàn)無從下手，要解決這一系列問題，還要夯實基礎(chǔ)，以不變應(yīng)萬變。