遗传

IB 生物 SL· D.4 Inheritance· 15 分钟阅读

1. 核心术语与孟德尔核心原理★★☆☆☆⏱ 5 min

📘 定义

基因

Alleles symbolized $A$ , $a$ for different variants

由DNA构成的可遗传因子，影响特定性状，占据染色体上的固定基因座

例:

豌豆株高基因位于豌豆4号染色体的固定基因座上

📘 定义

显性等位基因 vs 隐性等位基因

显性等位基因在纯合和杂合基因型中都能表达。隐性等位基因仅在没有显性等位基因存在时（纯合隐性）才表达。

孟德尔遗传描述了格雷戈尔·孟德尔最早在豌豆中记录的单基因性状遗传模式。核心的分离定律指出，每个亲本会向后代传递一个随机选择的等位基因。

📐 例题

一株株高为杂合的豌豆（ $T$ = 高茎， $t$ = 矮茎）自花传粉。后代的预期基因型和表型比例是多少？

1
确定亲本配子：亲本双方都是杂合子 $T t$ ，因此每个亲本产生50%含 $T$ 的配子和50%含 $t$ 的配子。
2
构建庞纳特方格组合配子：
3
$\begin{array}{c|c|c} & T & t \\ \hline T & TT & Tt \\ \hline t & Tt & tt \\ \end{array}$
4
统计基因型：1 $T T$ : 2 $T t$ : 1 $tt$ , 因此基因型比例为 1:2:1。
5
由于 $T$ 是显性， $T T$ 和 $T t$ 都为高茎，只有 $tt$ 为矮茎。表型比例 = 3高茎 : 1矮茎。

2. 共显性与复等位基因★★★☆☆⏱ 5 min

共显性是一种非孟德尔遗传模式，杂合表型中两个等位基因都能完全、同等地表达。人类ABO血型是IB考试最常见的例子，它同时也体现了复等位基因（同一个基因有三种等位基因）。

📘 定义

复等位基因

一个基因在种群中存在两种以上的等位基因形式，因此产生超过两种可能的表型

例:

ABO血型基因有三种等位基因： $I^{A}$ , $I^{B}$ , $i$

📐 例题

A型血父亲（基因型 $I^{A} i$ ）和B型血母亲（基因型 $I^{B} i$ ）生育孩子，孩子是AB型血的概率是多少？

1
确定亲本配子：父亲产生 $I^{A}$ 和 $i$ 配子，母亲产生 $I^{B}$ 和 $i$ 配子。
2
构建庞纳特方格：
3
$\begin{array}{c|c|c} & I^A & i \\ \hline I^B & I^A I^B & I^B i \\ \hline i & I^A i & ii \\ \end{array}$
4
四种可能的后代基因型中只有一种是 $I^{A} I^{B}$ ，对应AB型血。
5
概率 = 1/4 或 25%

Exam tip:

共显性等位基因一定要写上标（例如 $I^{A}$ 不只是 $A$ ），才能在IB考试中获得满分。

3. 伴性遗传★★★☆☆⏱ 5 min

伴性性状由位于X或Y性染色体上的基因控制。在人类中，X染色体比Y染色体大得多，因此大多数伴性性状都是X连锁的。男性只有一条X染色体，因此无论显隐性都会表达所有X连锁等位基因，这使得他们更易患隐性X连锁遗传病。

📘 定义

X连锁隐性遗传

隐性等位基因位于X染色体上、导致隐性表型的遗传模式。男性只要有一份拷贝就会患病；女性需要两份拷贝才会患病。

📐 例题

一名红绿色盲（X连锁隐性）携带者女性和一名视力正常的男性生育孩子，他们的儿子是色盲的概率是多少？

1
写出亲本基因型：Mother = $X^{A} X^{a}$ , Father = $X^{A} Y$ , 其中 $X^{a}$ 是隐性色盲等位基因。
2
儿子从父亲那里继承Y染色体，因此他们的X染色体一定来自母亲。
3
母亲有一个 $X^{A}$ (正常) 和一个 $X^{a}$ (色盲) 等位基因，因此儿子继承 $X^{a}$ 的概率是50%。
4
最终概率 = 1/2 或 50%

4. 系谱图分析★★★★☆⏱ 7 min

系谱图展示了一个家族多代之间的性状遗传。它们用于判断性状是显性/隐性、常染色体/性连锁，这是IB SL考试的常见题型。

正方形 = 男性，圆形 = 女性
填充符号 = 患病个体，未填充 = 未患病个体
水平线 = 交配配对，垂直线连接亲本和后代

📐 例题

一个系谱中，两名未患病亲本生育了一个常染色体遗传病的患病孩子。这可能是显性遗传病吗？

1
对于显性遗传病，任何患病个体都至少有一个患病亲本，因为显性等位基因会导致性状表达。
2
如果两名亲本都未患病，他们都携带两份隐性非致病等位基因，因此无法传递显性致病等位基因。
3
因此，这种模式仅可能出现在常染色体隐性遗传病中，不可能是显性遗传病。

Exam tip:

如果系谱中大多数患病个体是男性，该性状几乎可以肯定是X连锁隐性遗传，这是考试最常考察的伴性遗传模式。

5. 常见陷阱

错误做法:

为共显性等位基因书写普通等位基因 (例如 $A$ 而不是 $I^{A}$ )

原因:

IB考试阅卷官要求正确的书写规范才能给遗传杂交题满分

正确做法:

遵循IB的书写规范，始终使用上标标记共显性等位基因

错误做法:

题目指定后代性别时，仍然对所有后代计算概率

原因:

伴性遗传题通常会要求计算特定性别后代的概率，需要使用条件概率

正确做法:

如果题目指定了孩子的性别，计算时只统计该性别的后代

错误做法:

混淆共显性与不完全显性

原因:

IB考试明确考察这两种遗传模式的区别

正确做法:

记住：共显性 = 两种性状都完全表达；不完全显性 = 融合的中间表型

错误做法:

假设系谱中所有稀有性状都是隐性的

原因:

如果致病等位基因在种群中频率很低，显性遗传病也可以很罕见

正确做法:

使用规则：如果患病孩子的双亲都未患病，该性状就是隐性的

6. 速查表

遗传模式	核心规则	例子
常染色体完全显性	杂合子杂交后代表型比例为3:1	豌豆株高
共显性	杂合子中两个等位基因都完全表达	AB血型
X连锁隐性	更多男性患者；患病女儿需要患病父亲	红绿色盲
常染色体隐性	两名未患病亲本可以生育患病孩子	囊性纤维化
常染色体显性	每个患者都至少有一个患病亲本	亨廷顿舞蹈症

7. 常见问题

共显性和不完全显性的区别是什么？

共显性中，杂合子的两个等位基因同时完全表达（例如人类AB血型）。不完全显性中，杂合子表现为中间融合表型（例如金鱼草的粉色花）。IB SL考试更侧重考察共显性而非不完全显性。

真题中的出现

AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。

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理解遗传是理解遗传变异、生物技术和疾病遗传基础的基础，这些都是IB生物SL的核心内容。这个子主题通常占IB生物SL总分的10-15%，因此掌握遗传杂交、书写规范和系谱分析对取得高分至关重要。你在这里学到的原理适用于所有后续遗传学主题，从生物技术到进化，因此在进入更高级的概念之前巩固你的理解非常重要。