“基因互作”類試題的分析

段 玲

(威寧縣黑石頭中學,貴州 畢節 553100)

縱觀歷年高考,自由組合定律是高考常考的考點之一,其中“特殊分離比”也具有較高的考查頻率.針對特殊分離比的情況,學生很多情景下往往能夠判斷非等位基因之間是否可以自由組合,但有很大一部分學生無法準確地判斷特殊比值產生的原因,使得對相應實驗素材的推理分析和問題解決面臨無從下手的困境.特殊分離比通常是由于致死、變異、連鎖、基因互作的情況導致的,高考生物學中對于致死和基因互作都有考查的典例,本文主要針對常見的由基因互作引起的特殊分離比進行分析.

1 基因互作概述

有些非等位基因可以通過相互作用來影響同一對相對性狀,這種現象稱為基因互作.基因互作的情況是多種多樣的,通常有基因上位、疊加、累加、抑制等相互作用的情況[1-2].以兩對非同源染色體上的非等位基因為例,表現在性狀方面就是雜合子AaBb自交后代的性狀分離比不是9∶3∶3∶1,而是表現為其他特殊形式[3].同樣,雜合子AaBb測交后代的性狀分離比也不是1∶1∶1∶1,而是其他特殊形式.高中生物學教學在通常會把由基因互作引起的這種不同于9∶3∶3∶1或1∶1∶1∶1的性狀分離情況通俗地稱為“特殊比值”.

2 自由組合中常見的特殊性狀分離比

自由組合中常見的特殊性狀分離比形式多樣,通過統計整理和對比分析,總結出特定的規律,有助于快速的對情景問題進行甄別和解答.以等位基因A/a、B/b為例,由基因互作引起的雜合子自交和測交的性狀分離比有多種情況,見表1.

3 例析常見考查方式及其解題關鍵

例1 (2022全國甲卷 32節選)玉米是我國重要的糧食作物.玉米通常是雌雄同株異花植物(頂端長雄花序,葉腋長雌花序),但也有的是雌雄異株植物.玉米的性別受兩對獨立遺傳的等位基因控制,雌花花序由顯性基因B控制,雄花花序由顯性基因T控制,基因型bbtt個體為雌株……

分析由題中“玉米的性別受兩對獨立遺傳的等位基因控制,雌花花序由顯性基因B控制,雄花花序由顯性基因T控制,基因型bbtt個體為雌株”可知:B_T_為雌雄同株,bbT_為雄株,B_tt和bbtt為雌株.則基因型為BbTt雌雄同株個體,自交后代的基因型及比例為:

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).表現型及比例為,雌雄同株∶雄株∶雌株=9∶3∶4.

若現有甲(雌雄同株)、乙(雌株)、丙(雌株)、丁(雄株)4種純合體玉米植株.乙和丁雜交,F1全部表現為雌雄同株.則可推知,純合雌株乙基因型為BBtt,純合雄株丁基因型為bbTT,F1基因型為BbTt,且純合雌株丙基因型為bbtt.故,F1自交所得的F2中,雌雄同株∶雄株∶雌株=9∶3∶4.故原題(1)中“雌株所占比例為1/4,F2中雄株的基因型是bbTT、bbTt”.在F2的雌株中,基因型及其比例為BBtt∶Bbtt∶bbtt=1∶2∶1,與丙基因型相同的植株所占比例是1/4.

解題關鍵(1)準確分析等位基因B/b與T/t之間的關系,判斷出不同基因型對應的表型.

(2)能根據“乙和丁雜交,F1全部表現為雌雄同株”這一關鍵信息,結合對基因型與表型的判斷,快速確定甲、乙、丙、丁以及乙與丁雜交產生的F1的基因型.

(3)能應用基因的自由組合定律分析雜合子BbTt自交的結果.

4 不適用表1結論的特殊情況

前文表1中的對比分析適用的條件是有限的,只適用于兩對獨立遺傳的等位基因控制同一性狀的情況.若超過兩對等位基因,則不能直接將性狀分離比與表中的情況一一對應.

例2(2022·山東高考 17)(不定項) 某兩性花二倍體植物的花色由3對等位基因控制,其中基因A控制紫色,a無控制色素合成的功能.基因B控制紅色,b控制藍色.基因I不影響上述2對基因的功能,但i純合的個體為白色花.所有基因型的植株都能正常生長和繁殖,基因型為A_B_I_和A_bbI_的個體分別表現紫紅色花和靛藍色花.現有該植物的3個不同純種品系甲、乙、丙,它們的花色分別為靛藍色、白色和紅色.不考慮突變,根據表2所列雜交結果,下列推斷正確的是( ).

表2 雜交結果

解題關鍵(1)本題中應優先考慮i基因純合的影響,即“i純合的個體為白色花”,由此可以確定上述雜交組合中,I/i基因的對應情況見表3.

表3 I/i基因的對應情況

(2)在不考慮基因I/i的情況下,單獨分析基因A/a、B/b的遺傳情況:同時含有A和B的為紫紅色,含A不含B(A_bb)的為靛藍色,含B不含A(aaB_)的為紅色.

(3)推斷三種親本的基因型:結合甲(靛藍色)、乙(白色)、丙(紅色)均為純合子,可以優先推出甲(靛藍色)基因型為AAbbII,丙(紅色)為aaBBII.乙與甲或丙雜交,后代均為紫紅色,說明乙同時含有A和B,且乙為白色,故乙的基因型為AABBii.

(4)結合推測分析兩個雜交組合的遺傳情況:

組合一見表4.

表4 組合一遺傳情況分析

組合二見表5.

表5 組合二遺傳情況分析