谈2017年全国I卷中摩尔根伴性遗传的质疑和思辨

陈素芬

2017年高考尘埃落定，但是新课标对教学又提出了鲜明的目标，教师要引导学生发疑、质疑和思辨。《中国学生发展核心素养总体框架》中提出中国学生发展核心素养，以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面。其中文化基础方面包括人文底蕴和科学精神两个素养。科学精神素养包括了理性思维、批判质疑、勇于探究3个基本要点，而2017年全国I卷遗传题32题就体现了科学思维、批判质疑和勇于探究的思想，与这几年各地模拟题有相近之处，但是又简洁明了地考查了学生思维和探究能力。

1近几年模拟题对摩尔根实验的质疑和思辨

摩尔根伴性遗传实验是遗传学经典实验，红眼雌性果蝇与白眼雄性果蝇杂交F1果蝇全为红眼，F2红眼和白眼之间的数量比为3：1，但是白眼性状限于雄性，与性别有所联系（图1）。摩尔根提出的假设是控制白眼的基因在x染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。实际上控制白眼和红眼的基因也可位于X、Y同源区段，果蝇杂交实验分析图解见图2。

[例1]（2016·湖北七市联考）野生型果蝇（纯合体）的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇，他想探究果蝇眼形的遗传方式，设计了如图3所示的实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图4所示。据图分析回答下列问题：

（1）由图1中F1的表现型可知，果蝇眼形中_____是显性性状。

（2）若F2中圆眼：棒眼=3：1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于——染色体上。

（3）若F2中圆眼：棒眼=3：1，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因可能位于_____，也可能位于_____。

（4）请从野生型F1、F2中选择合适的个体，设计实验方案，对上述（3）中的问题作出进一步判断。

实验步骤：

①用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，得到_____；

②用_____与_____交配，观察子代中有没有_____个体出现。

预期结果与结论：

①若只有雄果蝇中出现棒眼个体，则控制圆眼、棒眼的基因位于_____。

②若子代中没有棒眼果蝇出现，则控制圆眼、棒眼的基因位于_____。

答案：（1）圆眼（2）常（3）X染色体的Ⅱ区段X和Y染色体的I区段（顺序可颠倒）（4）实验步骤：①棒眼雌果蝇②棒眼雌果蝇野生型雄果蝇棒眼

结果与结论：①x染色体的特有区段Ⅱ

②X、Y染色体的同源区段I

解析：（1）由显性性状的概念可知，F1表现的圆眼为显性性状。

（2）若F2中圆眼：棒眼=3：1，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，说明该性状的传递与性染色体没有关联，控制圆眼、棒眼的基因位于常染色体上。

（3）若F2中圆眼：棒眼=3：1，但仅在雄果蝇中有棒眼，眼形遗传与性别有关，则控制圆眼、棒眼的基因可能位于x染色体的II区段，也可能位于x和Y染色体的I区段。

（4）若控制眼形的基因位于x染色体的II区段，则F：中棒眼雄果蝇（XY）与F1中雌果蝇交配得到棒眼雌果蝇。再用该棒眼雌果蝇检测野生型圆眼雄果蝇的基因型，看野生型圆眼雄果蝇基因型是XY，还是XY。观察子代中有没有棒眼果蝇出现，若只有雄果蝇中出现棒眼个体，则控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的特有区段Ⅱ，若子代中没有棒眼果蝇出现，则控制圆眼、棒眼的基因位于x、Y染色体的同源区段I。

点评：本模拟题考查难度高于高考题，不但考查了3：1的分离比不仅仅限于常染色体，且提出了隐性性状限于雄性，基因可能位于x染色体上，也可能位于x、Y同源区段。要判断“基因位于x染色体上还是位于x、Y同源区段”，必须构建“显性作父本，隐性作母本”的杂交组合，依据后代的表现进行判别。当然本模拟题加了一步构建出隐性母本的步骤，所以需要逆推。

2對2017年全国I卷32题的分析

[例2]某种羊的性别决定为XY型，己知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因（N/n）控制；黑毛和白毛由等位基因（M/m）控制，且黑毛对白毛为显性，回答下列问题：

（1）公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角，nn无角；母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交，则理论上，子一代群体中母羊的表现型及其比例为_____；公羊的表现型及其比例为_____。

（2）某同学为了确定M/m是位于x染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛：白毛=3：1。根据这一实验数据，不能确定M/m是位于x染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若_____，则说明M/m是位于x染色体上；若_____，则说明M/m是位于常染色体上。

（3）一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有一种；当其位于x染色体上时，基因型有_____种；当其位于x和Y染色体的同源区段时（图5），基因型有_____种。

答案：

（1）有角：无角=1：3有角：无角=3：1

（2）白毛个体全是雄性白毛个体中雌：雄=1：1

（3）3 5 7

解析：（1）考查了特殊的遗传现象——从性遗传。控制性状的基因位于常染色体上，但性状表现与性别相关联，NN雌雄个体均表现显性，nn雌雄个体均表现隐性，杂合子随性别不同而表现不同，如Nn的公羊表现为有角，Nn的母羊却表现为无角，因此多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交，理论上子一代群体中基因型为NN：Nn：nn=1：2：1，但在母羊中却表现为有角：无角=1：3；在公羊中表现为有角：无角=3：1。

（2）考查了常染色体遗传和伴性遗传，不论常染色体遗传还是伴性遗传均符合分离定律，即F1表现显性个体，F2显隐比为3：1，所以区分常染色体遗传还是伴性遗传需要依据隐性性状是否限于雄性个体来确定，即排查黑毛和白毛羊的性别来把基因定位于某染色体上。

（3）考查了常染色体、伴X染色体、X和Y同源区段三种遗传方式的基因型种类数。

3从性遗传对伴Z遗传的冲击

伴性遗传主要应用在幼年期区分动植物的雌雄，便于生产生活上避免物质和能量的浪费。教材上用芦花雌鸡与非芦花雄鸡交配，子代中雄鸡都是芦花鸡，雌鸡都是非芦花鸡，从而利用芦花鸡羽毛有黑白相间的横斑条纹淘汰公鸡，多养母鸡，多得鸡蛋。

伴z遗传，利用“显性作母本，隐性作父本”的杂交组合，通过F1雌雄个体性状截然不同对雌雄进行区分。但从性遗传也可以得到同样的结果，所以区分从性遗传和伴z遗传仍需要构建新的实验组合进行判断，即进行“让F。中的雌、雄个体相互交配”。若后代出现1：1：1：1的分离比，则属于伴z遗传。若出现雄性个体中显隐比为3：1，雌性个体中显隐比为1：3，则属于从性遗传。

[例3]鹦鹉是ZW型性别决定方式，其头顶羽毛的红色和灰色为一对相对性状（由基因A、a控制，红羽为显性性状）。纯合雄性灰羽鹦鹉与纯合雌性红羽鹦鹉交配，F1中雄性全为红羽、雌性全为灰羽。生物兴趣小組同学对该遗传现象进行分析后，甲、乙两组同学对该基因在染色体上的位置分别提出两种假设：

假设一：控制项羽颜色的基因位于z染色体上。

假设二：控制顶羽颜色的基因位于常染色体上，但性状与性别相关联。无论雌雄，AA个体均为红羽，aa个体均为灰羽；但Aa雌性个体为灰羽，Aa雄性个体为红羽。

（1）为验证假设的成立，两组同学采取了相同的杂交实验方案：__________，观察并统计后代的表现型及比例。

①若假设一成立，则理论上出现的结果是__________；

②若假设二成立，则理论上出现的结果是_______________。

（2）若假设二成立，该实验现象说明基因与_____性状。

答案：（1）让F1中的雌、雄个体相互交配

①红羽雄性：红羽雌性：灰羽雄性：灰羽雌性=1：1：1：1

②红羽雄性：灰羽雄性=3：1、红羽雌性：灰羽雌性=1：3

（2）基因、基因产物

解析：从图6和图7可以看出，伴性遗传和从性遗传都可以解释ZW性别决定方式中“显性作母本，隐性作父本”，后代雌雄截然分开的遗传现象。但是用F，中雌雄个体相互交配，利用后代性状分离比的差异可以区分开伴性遗传还是从性遗传。