论文部分内容阅读
遗传学因果推断题是运用遗传学原理或思想方法，根据一系列生命现象或事实，通过分析、推理、判断等思维活动对相关的遗传学问题进行解决的一类题型。该题型具有难度大，考查功能强等特点。据考查目的，可将其分为五大类。
1.推断基因座位及遗传方式
【例1】已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型
(1)现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，若用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，应选择的亲本表现型为：。
(2)实验预期及相应结论为:_________
①_______;②__________;③___________。
【解析】
(1)白眼(♀)红眼(♂)
(2)①子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上
②子代中雌、雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体上
③子代中雌、雄果蝇均既 有红眼又有白眼，则这对基因位于常染色体上
2．推断相对状的显隐性关系
【例2】已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中(无角基因与有角基因的频率相等)，随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产生1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
(1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状?请简要说明推断过程。
(2)为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，以上述自由放养的牛群(假设无突变发生)为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行?(简要写出杂交组合、预期结果并得出结论)
【解析】 (1)由于等位基因在常染色体上，若无角为显性，则公牛为杂合子(Aa)，六头母牛均为隐性纯合子(aa)，后代中两种性状出现的概率相等，与上述交配结果相同。若有角为显性，则公牛为隐性纯合子(aa)，6头母牛的基因型可能有两种(AA或Aa)，交配后代中有角个体数应较多，但在取样较少且杂合子母牛数量大于等于1／2的情况下，交配后代也可能出现上述的交配结果。因此无法确定无角与有角谁是显性。
(2)判断相对性状的显隐性关系，最佳方式为相同表现型的个体相交，看后代是否出现性状分离。为了使隐性性状出现的概率增大，应增加实验的交配组合数。
【答案】 (1)不能确定。
①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1／2。6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。
②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA或Aa。AA的后代均为有角，Aa的后代或为有角或为无角，概率各占1／2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1／2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。
综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。
(2)从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交(有角牛×有角牛)。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性：如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。
3. 人类遗传病的谱系分析
【例3】下图是某家族甲、乙两种遗传病的系谱图。请据图回答：
(1)甲病致病基因在________上，为________性基因；乙病致病基因最可能在上。
(2)从优生角度看，Ⅲ3和Ⅲ4的婚配是不宜的，其生物学道理是______。
(3)若Ⅳ1个体与一个患甲病的女性结婚，则所生小孩只患甲病的几率为________，两病都患的几率为_________。
【解析】遗传系谱的分析分三步：一是判断相对性状的显隐性关系,二是推测基因座位及其遗传方式,三是依据亲子之间的因果关系求解。其中的推断可依据以下检索表：
①母病则子女均患病，父病子女均无病(母系遗传)……细胞质遗传
①患者不表现为母系遗传……②细胞核遗传
②患者有家族聚集倾向且发病受环境影响……多基因遗传病
②患者无家族聚集倾向且发病不受环境影响……③单基因遗传病
③患者只有男性……伴Y染色体遗传
③患者男、女都有……④
④患病夫妇无正常孩子……⑥
⑤患者男多女少，正常夫妇无患女；母病子必病……伴X染色体隐性遗传
⑤患者男女均等，正常夫妇有患女；母病子不一定患病……常染色体隐性遗传
④患病夫妇有正常孩子……⑤
⑤患者男少女多，患病夫妇无常女：父病女必病……伴X染色体显性遗传
⑤患者男女均等，患病夫妇有常女；父病女不一定患病……常染色体显性遗传
上述系谱中正常的Ⅲ3和Ⅲ4生下患甲病的女儿Ⅳ3，可知甲病为常染色体隐性遗传，且夫妇均为甲病基因的携带者，则Ⅳ1为杂合子的概率为2／3，他与患甲病的女孩结婚生出甲病患儿的概率为2／3×1／2=1／3，但不可能患乙病(两病兼发)。因为从乙病女患者Ⅰ1、Ⅱ3、Ⅲ4的子女均患病而男患者Ⅱ2的子女不患病可知乙病为细胞质遗传，致病基因位于线粒体。近亲结婚后代发病率高的原因是他们能从共同祖先继承相同的致病基因。
【答案】(1)常染色体隐线粒体
(2)近亲的男女双方从共同祖先获得同种致病基因的机会大增，婚后所生子，女患遗传病的概率比非近亲结婚要高
(3)1/30
4．推断生物变异的类型
【例4】果蝇时长翅（V）对残翅（v）为显性，但是，培养在35℃温度条件下(正常培养温度为25℃）的长翅纯系果蝇幼虫，发育成熟果蝇中有残翅的，这种现象称为“表型模拟”。(1)模拟的表现型能否遗传?_______。为什么?__________。
(2)现有一只残翅果蝇，如何判断它是纯合的vv还是“表型模拟”?__________。
(3)本实验说明：___________。
【解析】生物的变异有两大类：可遗传的变异与不遗传的变异。前者是由遗传物质的变化引起的，可以通过生殖在亲子代间传递；后者则是由环境的变化引起，遗传物质并未改变，不能遗传，在正常环境中仍表现原有的性状。据此特点，只需观察变异个体的后代在正常环境中发育的性状表现即可对变异的类型作出判断。
【答案】(1)不能环境条件影响所致，遗传物质没有改变。
(2)将这只残翅果蝇与异性残翅果蝇交配，将它们幼虫放在正常温度条件下培养，长成的成虫若有长翅果蝇，则这只果蝇为“表型模拟”；反之，这只果蝇为纯合的vv。
(3)表现型是基因型和环境共同作用的结果。
5．根据亲子之间的因果关系推测其世代连续性
【例5】果蝇的长翅(V)对残翅（v）是显性。现有甲、乙两管果蝇，甲管中的果蝇全部为长翅，乙管中的果蝇既有长翅，也有残翅。甲、乙两管果蝇之间具有世代联系，请你通过一次交配实验确定甲、乙两管果蝇的关系。
(1)若用一次交配实验来鉴别甲、乙两管果蝇，的亲子关系，你随机选择甲管或乙管中若干什么果蝇进行交配实验?
(2)怎样根据(1)题交配后代的结果，判断甲、乙两管果蝇的亲子关系?
【解析】由于甲乙两管果蝇为连续的两个世代，故可从两个方面进行分析。若甲(P)→乙(F1)，则甲管果蝇的基因型为Vv(长)，乙管果蝇的基因型为VV、Vv(长)和vv(残)；若乙(P)→甲(F1)，则乙管果蝇的基因型为VV(长)和vv(残)且分别为不同性别，甲管果蝇的基因型为Vv。总之，无论亲子关系如何，甲管果蝇总是Vv(杂合子)。从两种假设的结果来看，用甲管中的果蝇交配，后代的情形都是相同的，无法确定两者的亲子关系。而乙管中的长翅果蝇在不同世代的情形下具有不同的基因型和性别组成：若乙为亲本，则乙中K翅为显性纯合子(VV)且只有一种性别；若乙为子代，则长翅个体为VV或Vv，且每种基因型的个体都有两种性别。因此，问题可以转换为确定乙中长翅果蝇的基因型：随机选择乙管中的长翅果蝇与异性的残翅果蝇交配，若后代出现残翅果绳，则乙管中的长翅果蝇有Vv的个体，即乙是甲的子代；若后代全部为长翅，则乙中长翅果蝇为显性纯合子(VV)，即乙是甲的亲代。
【答案】(1)随机选择乙管中的长翅果蝇与异性残翅果蝇交配。
(2)若后代出现残翅果蝇，则乙管中的长翅果蝇有Vv的个体，乙是甲的子代；若后代无残翅果蝇出现，则乙管中的长翅里果蝇为VV，乙是甲的亲代。
6．根据子代表型比推断某代基因型
【例6】鼠的毛色由一对等位基因B和b控制。黑毛雌鼠甲与白毛雄鼠丙交配，甲生殖7窝共生8只黑毛豚鼠和6只白毛豚鼠。黑毛雌鼠乙与白毛雄鼠丙交配，乙生殖7窝共15只黑毛豚鼠。甲、乙、丙三只亲鼠的基因型为________。
【解析】(1)依题意写出遗传图解如下：
亲代 甲(♀)×丙(♂) 亲代 乙(♀)×丙(♂)
(黑) ↓(白) (黑)↓(白)
子代 黑 白 子代 黑
比例 1 : 1
(1) (2)
(2)从图解(2)中可知：黑毛亲鼠乙与白毛亲鼠丙交配，只产生黑鼠，可推知黑毛性状是显性，黑毛亲鼠乙是纯合子，基因型为BB；丙则为隐性纯合子，其基因型为bb。据此推断，从图解(1)可知：黑毛亲鼠甲与白毛亲鼠丙交配，子代黑鼠与白鼠的比值为1：l，则黑毛亲鼠甲一定是杂合子，其基因型为Bb。
【答案】Bb、BB、bb
(审稿：郑春和编校：朱旭)
1.推断基因座位及遗传方式
【例1】已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型
(1)现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，若用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，应选择的亲本表现型为：。
(2)实验预期及相应结论为:_________
①_______;②__________;③___________。
【解析】
(1)白眼(♀)红眼(♂)
(2)①子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上
②子代中雌、雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体上
③子代中雌、雄果蝇均既 有红眼又有白眼，则这对基因位于常染色体上
2．推断相对状的显隐性关系
【例2】已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中(无角基因与有角基因的频率相等)，随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产生1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
(1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状?请简要说明推断过程。
(2)为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，以上述自由放养的牛群(假设无突变发生)为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行?(简要写出杂交组合、预期结果并得出结论)
【解析】 (1)由于等位基因在常染色体上，若无角为显性，则公牛为杂合子(Aa)，六头母牛均为隐性纯合子(aa)，后代中两种性状出现的概率相等，与上述交配结果相同。若有角为显性，则公牛为隐性纯合子(aa)，6头母牛的基因型可能有两种(AA或Aa)，交配后代中有角个体数应较多，但在取样较少且杂合子母牛数量大于等于1／2的情况下，交配后代也可能出现上述的交配结果。因此无法确定无角与有角谁是显性。
(2)判断相对性状的显隐性关系，最佳方式为相同表现型的个体相交，看后代是否出现性状分离。为了使隐性性状出现的概率增大，应增加实验的交配组合数。
【答案】 (1)不能确定。
①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1／2。6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。
②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA或Aa。AA的后代均为有角，Aa的后代或为有角或为无角，概率各占1／2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1／2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。
综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。
(2)从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交(有角牛×有角牛)。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性：如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。
3. 人类遗传病的谱系分析
【例3】下图是某家族甲、乙两种遗传病的系谱图。请据图回答：
(1)甲病致病基因在________上，为________性基因；乙病致病基因最可能在上。
(2)从优生角度看，Ⅲ3和Ⅲ4的婚配是不宜的，其生物学道理是______。
(3)若Ⅳ1个体与一个患甲病的女性结婚，则所生小孩只患甲病的几率为________，两病都患的几率为_________。
【解析】遗传系谱的分析分三步：一是判断相对性状的显隐性关系,二是推测基因座位及其遗传方式,三是依据亲子之间的因果关系求解。其中的推断可依据以下检索表：
①母病则子女均患病，父病子女均无病(母系遗传)……细胞质遗传
①患者不表现为母系遗传……②细胞核遗传
②患者有家族聚集倾向且发病受环境影响……多基因遗传病
②患者无家族聚集倾向且发病不受环境影响……③单基因遗传病
③患者只有男性……伴Y染色体遗传
③患者男、女都有……④
④患病夫妇无正常孩子……⑥
⑤患者男多女少，正常夫妇无患女；母病子必病……伴X染色体隐性遗传
⑤患者男女均等，正常夫妇有患女；母病子不一定患病……常染色体隐性遗传
④患病夫妇有正常孩子……⑤
⑤患者男少女多，患病夫妇无常女：父病女必病……伴X染色体显性遗传
⑤患者男女均等，患病夫妇有常女；父病女不一定患病……常染色体显性遗传
上述系谱中正常的Ⅲ3和Ⅲ4生下患甲病的女儿Ⅳ3，可知甲病为常染色体隐性遗传，且夫妇均为甲病基因的携带者，则Ⅳ1为杂合子的概率为2／3，他与患甲病的女孩结婚生出甲病患儿的概率为2／3×1／2=1／3，但不可能患乙病(两病兼发)。因为从乙病女患者Ⅰ1、Ⅱ3、Ⅲ4的子女均患病而男患者Ⅱ2的子女不患病可知乙病为细胞质遗传，致病基因位于线粒体。近亲结婚后代发病率高的原因是他们能从共同祖先继承相同的致病基因。
【答案】(1)常染色体隐线粒体
(2)近亲的男女双方从共同祖先获得同种致病基因的机会大增，婚后所生子，女患遗传病的概率比非近亲结婚要高
(3)1/30
4．推断生物变异的类型
【例4】果蝇时长翅（V）对残翅（v）为显性，但是，培养在35℃温度条件下(正常培养温度为25℃）的长翅纯系果蝇幼虫，发育成熟果蝇中有残翅的，这种现象称为“表型模拟”。(1)模拟的表现型能否遗传?_______。为什么?__________。
(2)现有一只残翅果蝇，如何判断它是纯合的vv还是“表型模拟”?__________。
(3)本实验说明：___________。
【解析】生物的变异有两大类：可遗传的变异与不遗传的变异。前者是由遗传物质的变化引起的，可以通过生殖在亲子代间传递；后者则是由环境的变化引起，遗传物质并未改变，不能遗传，在正常环境中仍表现原有的性状。据此特点，只需观察变异个体的后代在正常环境中发育的性状表现即可对变异的类型作出判断。
【答案】(1)不能环境条件影响所致，遗传物质没有改变。
(2)将这只残翅果蝇与异性残翅果蝇交配，将它们幼虫放在正常温度条件下培养，长成的成虫若有长翅果蝇，则这只果蝇为“表型模拟”；反之，这只果蝇为纯合的vv。
(3)表现型是基因型和环境共同作用的结果。
5．根据亲子之间的因果关系推测其世代连续性
【例5】果蝇的长翅(V)对残翅（v）是显性。现有甲、乙两管果蝇，甲管中的果蝇全部为长翅，乙管中的果蝇既有长翅，也有残翅。甲、乙两管果蝇之间具有世代联系，请你通过一次交配实验确定甲、乙两管果蝇的关系。
(1)若用一次交配实验来鉴别甲、乙两管果蝇，的亲子关系，你随机选择甲管或乙管中若干什么果蝇进行交配实验?
(2)怎样根据(1)题交配后代的结果，判断甲、乙两管果蝇的亲子关系?
【解析】由于甲乙两管果蝇为连续的两个世代，故可从两个方面进行分析。若甲(P)→乙(F1)，则甲管果蝇的基因型为Vv(长)，乙管果蝇的基因型为VV、Vv(长)和vv(残)；若乙(P)→甲(F1)，则乙管果蝇的基因型为VV(长)和vv(残)且分别为不同性别，甲管果蝇的基因型为Vv。总之，无论亲子关系如何，甲管果蝇总是Vv(杂合子)。从两种假设的结果来看，用甲管中的果蝇交配，后代的情形都是相同的，无法确定两者的亲子关系。而乙管中的长翅果蝇在不同世代的情形下具有不同的基因型和性别组成：若乙为亲本，则乙中K翅为显性纯合子(VV)且只有一种性别；若乙为子代，则长翅个体为VV或Vv，且每种基因型的个体都有两种性别。因此，问题可以转换为确定乙中长翅果蝇的基因型：随机选择乙管中的长翅果蝇与异性的残翅果蝇交配，若后代出现残翅果绳，则乙管中的长翅果蝇有Vv的个体，即乙是甲的子代；若后代全部为长翅，则乙中长翅果蝇为显性纯合子(VV)，即乙是甲的亲代。
【答案】(1)随机选择乙管中的长翅果蝇与异性残翅果蝇交配。
(2)若后代出现残翅果蝇，则乙管中的长翅果蝇有Vv的个体，乙是甲的子代；若后代无残翅果蝇出现，则乙管中的长翅里果蝇为VV，乙是甲的亲代。
6．根据子代表型比推断某代基因型
【例6】鼠的毛色由一对等位基因B和b控制。黑毛雌鼠甲与白毛雄鼠丙交配，甲生殖7窝共生8只黑毛豚鼠和6只白毛豚鼠。黑毛雌鼠乙与白毛雄鼠丙交配，乙生殖7窝共15只黑毛豚鼠。甲、乙、丙三只亲鼠的基因型为________。
【解析】(1)依题意写出遗传图解如下：
亲代 甲(♀)×丙(♂) 亲代 乙(♀)×丙(♂)
(黑) ↓(白) (黑)↓(白)
子代 黑 白 子代 黑
比例 1 : 1
(1) (2)
(2)从图解(2)中可知：黑毛亲鼠乙与白毛亲鼠丙交配，只产生黑鼠，可推知黑毛性状是显性，黑毛亲鼠乙是纯合子，基因型为BB；丙则为隐性纯合子，其基因型为bb。据此推断，从图解(1)可知：黑毛亲鼠甲与白毛亲鼠丙交配，子代黑鼠与白鼠的比值为1：l，则黑毛亲鼠甲一定是杂合子，其基因型为Bb。
【答案】Bb、BB、bb
(审稿：郑春和编校：朱旭)