遗传中的“例外性”

　　生命不仅有着共同的特点与规律，生命的多样性和复杂性也决定了生命中“例外性”是普遍存在的。在复习过程中，对于生命的认识，不仅包括对典型生命现象与规律的理解，也应包括对“例外性”的把握。

　　在遗传中，有着典型的规律，如孟德尔的分离定律、自由组合定律等，自交、测交后代的基因型和表现型都有着典型的分离比，这些都是遗传典型性的体现，但在各种内在与外在因素的作用下，这些典型的分离比就会改变而出现“例外”。

　　例1：（2004年全国Ⅲ卷）在一些性状的遗传中，具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体，从而使性状的分离比例发生变化。小鼠毛色的遗传就是一个例子。一个研究小组，经大量重复实验，在小鼠毛色遗传的研究中发现：

　　A．黑色鼠与黑色鼠杂交，后代全部为黑色鼠；

　　B．黄色鼠与黄色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为2:1；

　　C．黄色鼠与黑色鼠杂交，后代中黄色鼠与黑色鼠的比例为1:1。

　　根据上述实验结果，回答下列问题：(控制毛色的显性基因用A表示，隐性基因用a表示)

　　①黄色鼠的基因型是_______________，黑色鼠的基因型是_______________。

　　②推测不能完成胚胎发育的合子的基因型是_______________。

　　③写出上述B、C两个杂交组合的遗传图解。

　　答案(1)①Aa aa ②AA ③(图解略)

　　本题考查对基因分离定律的理解与掌握。试题中给出了“具有某种基因型的合子不能完成胚胎发育，导致后代中不存在该基因型的个体”的信息，由于某种基因型的合子不能完成胚胎发育，因此杂交后代就会出现与典型分离比不同的结果，从而表现出“特殊”的现象。

　　要解答本题，首先应该对小鼠毛色的显隐性作判断。根据B组实验，双亲为黄色鼠的后代中出现了黑色，所以黄色为显性，黑色为隐性。由此可判断黑色鼠的基因型为aa，黄色鼠的基因型是AA或Aa。

　　根据孟德尔分离定律：A组是黑色鼠(aa)间的杂交，后代全部是黑色。B组是黄色鼠与黄色鼠杂交，后代出现黑色鼠，因此双亲的黄色鼠的基因型一定是Aa。但基因型是Aa的两只黄色鼠杂交，后代应该出现的基因型比为：AA∶Aa∶aa＝l∶2∶1，黄色鼠与黑色鼠的比例应为3∶1，而题目告知的是这种比例为2∶1，显然在本应3份黄色鼠中有一份没有能完成个体发育，不难看出最可能是基因型为AA的没有完成个体的发育。再则根据题目条件，基因型为Aa的个体是一定有完成个体发育的，B、C组中的黄色都属于Aa的类型，由此可进一步确认AA没有完成个体发育的判断。

　　例2：(2005年北京卷)蜜蜂是具有社会性行为的昆虫．一个蜂群包括一只蜂王、几只雄蜂和众多工蜂．蜂王专职产卵，雄蜂同蜂王交尾，工蜂负责采集花粉、喂养幼虫、清理蜂房等工作。请回答下列问题：

　　(1)蜂王、雄蜂和工蜂共同生活，各司其职，这种现象称为_______________。

　　(2)未受精卵发育成雄蜂，受精卵发育成雌性的蜂王或工蜂，这表明蜜蜂的性别由___决定。

　　(3)研究人员发现了工蜂清理蜂房行为不同的两个蜂群，分别称为“卫生”蜂(会开蜂房盖、能移走死蛹)和“非卫生”蜂(不会开蜂房盖、不能移走死蛹)。为研究工蜂行为的遗传规律，进行如下杂交实验：

　　P： “非卫生”蜂的蜂王 × “卫生”蜂的雄蜂

　　 　　　　　　　　　　　↓  （配子的染色体数目不减少）

　　F₁ 　　　　　　　　“非卫生”蜂

　　　　　　　　　　　　　 ↓

　　　 　　　　测交： _____________ × _________的雄蜂

　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓

　　测交后代：“非卫生”蜂 　　新类型Ⅰ 　　新类型Ⅱ 　　“卫生”蜂

　　 　　　　　　（25%） 　　 （25%） 　 　（25%） 　　 （25%）

　　①“非卫生”蜂的工蜂行为是_______________ (显性/隐性)性状。

　　②工蜂清理蜂房的行为是受——对基因控制的，符合基因的_______________定律，判断依据是_____________________________________________。

　　③本实验中测交选择了_______________作母本与_______________的雄蜂交配。

　　④测交后代中纯合体的表现型是_____________，新类型Ⅰ的表现型是_____________。

　　⑤“卫生”蜂的工蜂会开蜂房盖、能移走死蛹的行为属于_____________行为。

　　答案： (1)种内互助；(2)染色体数目；(3)①显性//②两/自由组合测交后代四种表现型比例相等//③F₁代的蜂王/“卫生”蜂//④会开蜂房盖、能移走死蛹 会开蜂房盖、不能移走死蛹(或不会开蜂房盖、能移走死蛹)/⑤本能。

　　本题给出的“特殊”信息是“未受精卵发育成雄蜂，受精卵发育成雌性的蜂王或丁蜂”．对于多细胞生物来讲，个体发育一般是从受精卵开始的，但蜜蜂个体发育的特殊之点在于雄蜂是由未受精卵发育而来的，雌蜂(蜂王与丁蜂)是从受精卵发育而来的．由这一“特殊”也就决定了性别决定方式以及遗传上的“特殊性”．

　　从性别决定方式来看，考生已知的是由性染色体来决定，而蜜蜂群体中，雄蜂与雌蜂的不同是由是否受精决定的，其本质是雌雄蜂的染色体数目不相同，雄蜂的染色体数目只有雌蜂的一半，所以染色体数目是决定蜜蜂性别的原因．

　　从遗传过程来看，第(3)小题从亲代“非卫生”蜂的蜂王与“卫生”蜂的雄蜂杂交，后代全部为“非卫生”蜂，可判断“非卫生”是显性性状；从F₁测交后代有四种表现型，可判断“非卫生”与“卫生”的性状应该是由两对基因来控制的，从比例关系可推知这是符合基因的自由组合定律的．

　　据此，亲代的“非卫生”蜂的蜂王的基因型应该为AABB，雄蜂是单倍体，“卫生”蜂的雄蜂的基因型为ab(产生的配子也是ab)，F₁的雄蜂由卵细胞直接发育而来，基因型为AB，雌蜂由受精卵发育而来，基因型均为AaBb，雌雄蜂的表现型均为“非卫生”蜂(如下图)：

　　P： “非卫生”蜂的蜂王 × “卫生”蜂的雄蜂

　　 　　　　（AABB）　　　　　　 （ab）

　　　　　　　　　　　　　 ↓ （配子的染色体数目不减少）

　　F₁ 　　“非卫生”蜂 　　　　　“非卫生”蜂

　　　　　　 (雄蜂：AB) 　　　　(雌蜂：AaBb)

　　在F_l测交时，F_l的“非卫生”蜂的蜂王(AaBb)应与“卫生”蜂的雄蜂(ab)进行测交：

　　测交： 　　F₁蜂王 　　× 　　“卫生”蜂的雄蜂

　　 　　　　　　(AaBb) 　↓ 　　　　(ab)

　　测交后代雌蜂：“非卫生”蜂 　　新类型Ⅰ　　 新类型Ⅱ 　　“卫生”蜂

　　 　　　　　　（AaBb 25%） 　（Aabb 25%） （aaBb 25%） （aabb 25%）

　　测交后代雄蜂：“非卫生”蜂 　　新类型Ⅰ 　　新类型Ⅱ 　　“卫生”蜂

　　 　　　　　　　　(AB 25％) 　　(Ab 25％) 　　 (aB 25％)　　  (ab 25％)

　　由上面的图解可以看出，测交后代纯合体为“卫生”蜂，其性状表现型为会开蜂房盖，能移走死蛹，两种新类型的表现分别为：会开蜂房盖、不能移走死蛹和不会开蜂房盖、能移走死蛹。

　　在本题的解答中，试题给出的“未受精卵发育成雄峰，受精卵发育成雌性的蜂王或工蜂”这一“例外性”的信息，直接影响到蜜蜂遗传过程的分析，如果不能有效把握这一“例外性”，就难以分析并得出正确的结论。

　　例3：在高等植物中，有少数物种是有性别的，即雌雄异株。女娄菜是一种雌雄异株的草本植物，正常植株呈绿色，部分植株呈金黄色，且金黄色植株仅存在于雄株中。以下是某校生物研究小组完成的几组杂交实验的结果，请回答相关问题：

　　(1)女娄菜性别决定的方式是______________型。

　　(2)相对绿色，女娄菜植株金黄色是______________性状。

　　(3)可以判断，决定女娄菜植株颜色的基因位于______________染色体上．若用A或a表示相关基因，第一组和第二组杂交实验中母本的基因型依次是______________和______________。

　　(4)第一组和第二组杂交实验的子代都没有雌株出现，请你对此现象做出合理的推测：___________。

　　(5)请写出第三组杂交实验的遗传图解：

　　答案：(1)XY；(2)隐性；(3)X X^AX^A X^AX^a；(4)金黄色雄株产生的含X^a的配子不能成活(或无授精能力)，只有含Y染色体的精子参与受精作用；(5)（如图）

　　本题在条件中给出了女娄菜植株颜色遗传中的“例外”现象：(1)女娄菜的金黄色性状仅存在于雄株中；(2)第一、二组杂交后代只有雄性的植株；(3)第三组杂交后代中，金黄色仅出现在雄株中。女娄菜的金黄色性状仅存于雄株中，容易使我们想到决定性状的基因可能在Y染色体上。但如果这个假设成立，第三组实验中绿色雄株的子代就不会有金黄色雄株㈩现了．排除了Y染色体上的可能，那么这种与性别相关的性状的决定基因最可能是位于X染色体上了。根据第三组实验可知，绿色的双亲后代出现了金黄色，因此绿色为显性，金黄色为隐性。

　　确定了基因的显隐性及基因在染色体上的位置就要尝试对三组杂交实验进行分析：在第一组杂交中，杂交后代只有雄株而没有雌株，说明雄株(X^bY)只有产生的Y配子起了作用，而X^b的配子很可能没有产生，或产生了不能参与受精，因此后代就没有XX的雌株类型.据此，第二组杂交也就容易作出解释：雌株的基因型为X^BX^b，雄株只有含Y的精子起作用，因此后代只有雄株，且绿色与金黄色各半。

　　那么是否X^b，的雌配子也不起作用呢？群体中存在着金黄色的雄株(X^bY)，其中的X^b只能来自母本产生的雌配子，因此X^b在雌配子是正常的。

　　由此可见，本题情境中提供的遗传现象的“特殊性”，正是由于金黄色雄株不能产生X^b，的正常配子，或配子不能完成正常受精所造成的。

　　从近年的高考试题来看，遗传题的考查得到了高度的重视，结合遗传中的“例外性”进行考查是遗传题考查的一个特点．此类试题不仅可以有效考查考生对遗传基本规律的掌握，而且由于需要从试题给予的信息中有效获取“例外”的信息，进行分析，或需要通过试题给予的资料分析可能的“例外”现象或原因，这样也就需要考生有较强的信息获取能力以及综合运用知识的能力，能够更好地达到能力考查的目标。