逍遥学能 2014-05-08 12:55
孟德尔通过豌豆的杂交试验发现了基因的分离和自由组合两大遗传学规律，然而自然界中却有许多性状的遗传并不如此简单，如针对某一对等位基因在F2中不呈现正常的3：1关系。这就是孟德尔遗传规律的扩展问题。笔者就此类问题进行如下分析：
1.显隐关系的相对性
1．1 不完全显性
有些性状，其杂种F1的性状表现是双亲性状的中间型，这称为不完全显性。例如金鱼草的花色遗传。红花亲本（RR）和白花亲本（rr）杂交，F1（Rr）的花色不是红色，而是粉红色。F2群体的基因型分离比为：1RR：2Rr：1rr，即其中1/4的植株开红花，1/2开粉红色花，1/4的植株开白花。因此，在不完全显性的，表现型和其基因型是一致的。
例1(2008上海)金鱼草的红花（A）对白花（a）为不完全显性，红花金鱼草与白花金鱼草杂交得到F1，F1自交产生F2，F2中红花个体所占的比例为
A．1/4 B．1/2 C．3/4 D．1
【答案】A
1．2 共显性
如果双亲的性状同时在F1个体上表现出来，即一对等位基因的两个成员在杂合体中都表达的遗传现象称为共显性。例如，正常人红细胞呈碟形，镰刀型贫血症患者的红细胞呈镰刀形。这种患者和正常人结婚所生的子女，其红细胞既有碟形，又有镰刀形，这就是共显性的现象。
1．3 镶嵌显性
双亲的性状在后代的同一个体不同部位表现出来，形成镶嵌图式，这种显性现象称为镶嵌显性。例如，我国学者谈家桢教授对异色瓢虫色斑遗传的研究，他用黑缘型鞘翅（SAu SAu）瓢虫（鞘翅前缘呈黑色）与均色型鞘翅（SE SE）瓢虫（鞘翅后缘呈黑色）杂交，子一代杂种（SAu SE）既不表现黑缘型，也不表现均色型，而出现一种新的色斑，即上下缘均呈黑色。
1．4 显性与环境作用
显隐性关系有时受到环境的影响，或者为其他生理因素如年龄、性别、营养、健康状况等左右。
例2（2011全国卷1）人类中非秃顶和秃顶受常染色体上的等位基因（B、b）控制，其中男性只有基因型为BB时才表现为非秃顶，而女性只有基因型为bb时才表现为秃顶。控制褐色眼（D）和蓝色眼（d）的基因也位于常染色体上，其表现型不受性别影响。这两对等位基因独立遗传。
回答问题：
（1）非秃顶男性与非秃顶女性结婚，子代所有可能的表现型为____________________。
（2）非秃顶男性与秃顶女性结婚，子代所有可能的表现型为_____________________。
（3）一位其父亲为秃顶蓝色眼而本人为秃顶褐色眼的男性与一位非秃顶蓝色眼的女性结婚。这位男性的基因型为_________或___________，这位女性的基因型为__ __ ___或___________。若两人生育一个女儿，其所有可能的表现型为_____________________________________。
【解析】本题中，杂合子（Bb）的表现型受性别影响。男性Bb表现为秃顶，女性Bb表现为非秃顶。
（1）非秃顶男性基因型为BB，非秃顶女性结婚基因型为BB或Bb，二人的后代基因型为BB、Bb。BB表现型为非秃顶男、非秃顶女性。Bb表现型为秃顶男、非秃顶女性。
（2）非秃顶男性（BB）与秃顶女性结婚（bb），后代基因型为Bb，表现型为秃顶男、非秃顶女性。
（3）其父亲基因型为Bbdd或bbdd；这位男性的基因型为BbDd或bbDd。这位女性的基因型为Bbdd或BBdd。若两人所生后代基因型有BBDd、BBdd、Bbdd、BbDd、bbDd、bbdd。女儿所有可能的表现型为非秃顶褐色眼、秃顶褐色眼、非秃顶蓝色眼、秃顶蓝色眼。
【答案】（1）女儿全部非秃、儿子为秃顶或非秃顶
（2）女儿全部为非秃、儿子全部为秃顶
（3）BbDd bbDd Bbdd BBdd
非秃顶褐色眼、 秃顶褐色眼、非秃顶蓝色眼、秃顶蓝色眼
2.复等位基因
遗传学把同源染色体相同位点上存在的3个或3个以上的等位基因称为复等位基因。复等位基因在生物界广泛存在，如人类的ABO血型遗传。
例3(2008海南)人的i、IA、IB基因可以控制血型。在一般情况下，基因型ii表现为O型血，IA IA或IA i为A型血，IBIB或IBi为B型血，IA IB为AB型血。以下有关叙述错误的是
A．子女之一为A型血时，双亲至少有一方一定是A型血
B．双亲之一为AB型血时，不能生出O型血的孩子
C．子女之一为B型血时，双亲之一有可能为A型血
D．双亲之一为O型血时，不能生出AB型血的孩子
【解析】亲代组合IAIB ×IBi可能产生A型血的子女。
【答案】A
3.致死基因
致死基因是指当其发挥作用时导致生物体死亡的基因。致死基因包括显性致死基因和隐性致死基因。隐性致死基因只有在隐性纯合时才使个体死亡。比如，植物中常见的白化基因就是隐性致死基因。因为不能形成叶绿素，植物成为白化苗，很快死亡。显性致死基因在杂合体状态时就可导致个体死亡。如人的神经胶症基因只要一份就可引起皮肤畸形生长，严重的智力缺陷，多发性肿瘤，所以对该基因是杂合的个体在很年轻时就会死亡。
例4（2010全国卷2）已知某环境条件下某种动物的AA和Aa个体全部存活，aa个体在出生前会全部死亡。现有该动物的一个大群体，只有AA、Aa两种基因型，其比例为1：2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎，在上述环境条件下，理论上该群体随机交配产生的第一代中AA和Aa的比例是
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．3：1
【解析】本题考查的是隐性致死基因的遗传问题。由已知条件可知，AA：aa=1：2，在该群体中，A=2/3，a=1/3，所以后代中，AA=4/9，Aa=2×2/3×1/3=4/9，aa致死，所以理论上AA：Aa=1：1。
【答案】A
4.基因互作
根据自由组合规律，两对基因杂交F2出现9：3：3：1的性状分离比例。但是，两对基因的自由组合有时也出现15：1、9：7、9：6：1、9：3：4等多种性状分离比例。这是由于不同对基因间相互作用共同决定同一个单位性状表现的结果。这种现象称为基因互作。
例5（2010安徽）南瓜的扁盘形、圆形、长圆形三种瓜形由两对等位基因控制（A、a和B、b），这两对基因独立遗传。现将2株圆形南瓜植株进行杂交，F1收获的全是扁盘形南瓜；F1自交，F2获得137株扁盘形、89株圆形、15株长圆形南瓜。据此判断，亲代圆形南瓜植株的基因型分别是
A．aaBB和Aabb B．aaBb和AAbb C．AAbb和aaBB D．AABB和aabb
【解析】两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时能分别表现相似的性状，两种显性基因均不存在时又表现第三种性状，这种基因互作称为积加作用。本题中涉及的遗传现象就是积加作用。解答本题的关键，就是要能看出题干中的性状分离比是由9 ：3 ：3：1变形而来，再据此确定基因型与表现型的对应关系。
【答案】C
5.多因一效和一因多效
基因互作的实例说明了一个单位性状的表现并不都受一个位点基因的控制，而经常受到许多不同位点基因的影响。多个基因影响一个性状的表现称为“多因一效”，而一个基因影响多个性状的表现称为“一因多效”。
例6(2008宁夏)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。
【解析】本题涉及到“多因一效”的遗传现象。依据9:7是由9:3:3:1变形而来，可知紫花植株：白花植株=9:7是由AaBb自交的结果；由紫花植株自交产生3:1的分离比，不难得出其必有一对基因纯合，一对基因杂合。
【答案】4 AaBb AaBB AABb AABB
孟德尔遗传规律的扩展问题在历年的高考中屡见不鲜，应该引起我们的重视。在解答此类题目时，首先要注意审题，根据从题干中获取的信息作出判断，本题属于孟德尔遗传规律扩展问题中的哪一类型。然后将其分离比与常规分离比作对比分析，明确其遗传方式，继而找到基因型与表现型的对应关系。通过对以上遗传现象的分析，我们不难发现，虽然在后代的表现型上有别于正常的孟德尔两大遗传规律现象，但其实质上还是遵循孟德尔基因规律的。只要我们能熟知发生每种现象的实质原因，就不难进行辨别和相关计算。