淺析自由交配遺傳計算的解法歸納

李秀富

摘 要：遇到自由交配遺傳問題，有時候需要從自由交配本質(zhì)就是親代雌雄配子自由交配角度分析會更容易解決問題，學生也易于學習掌握。

關(guān)鍵詞：雌雄配子；自由交配；遺傳

作者在平時教學中發(fā)現(xiàn)，學生在解答自由交配類計算題時往往沒有頭緒，或者錯誤率較高，為此作者歸納了一些高中典型題型，從自由交配的實質(zhì)角度進行分析，找出一些做題規(guī)律。

一、哈迪—溫伯格定律

哈迪—溫伯格定律也稱遺傳平衡定律，其主要內(nèi)容是指：如果一個種群滿足：種群足夠大，個體間可以隨機交配并產(chǎn)生后代，沒有突變發(fā)生，沒有遷入遷出，沒有自然選擇，即保持著基因平衡。在教學過程中，教師一定要給學生推導公式，讓學生真正理解這個公式的內(nèi)涵。

假設(shè)一個種群滿足五個理想狀態(tài)，AA這種基因型的個體占30%，Aa基因型個體占60%，Aa個體占30%，個體間隨機交配，下一代個體的基因頻率和基因型頻率是多少？

親代配子種類以及概率A=60%，a=40%（與基因頻率一樣），親代個體隨機交配，本質(zhì)上就是雌雄配子隨機交配，利用棋盤法可知子一代基因型頻率為AA=36%，Aa=48%，aa=16%。當?shù)任换蛑挥袃蓚€時（A、a），設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則AA基因型的頻率為p2，Aa基因型的頻率為2pq，aa基因型的頻率為q2。

二、典型例題

1.（2014山東卷.28）果蠅灰體（E）對黑檀體（e）為顯性；短剛毛和長剛毛是一對相對性狀，由一對等位基因（B，b）控制。這兩對基因位于常染色體上且獨立遺傳。（1）（2）略

（3）在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下，一個由純合果蠅組成的大種群個體間自由交配得到F1，F(xiàn)1中灰體果蠅8400只，黑檀體果蠅1600只。F1中e的基因頻率為 ，Ee的基因型頻率為 。親代群體中灰體果蠅的百分比為 。

（4）灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交，在后代群體中出現(xiàn)了一只黑檀體果蠅。出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失。現(xiàn)有基因型為EE，Ee和ee的果蠅可供選擇，請完成下列實驗步驟及結(jié)果預測，以探究其原因。（注：一對同源染色體都缺失相同片段時胚胎致死；各型配子活力相同）實驗步驟：

①用該黑檀體果蠅與基因型為 的果蠅雜交，獲得F1；

②F1自由交配，觀察、統(tǒng)計F2表現(xiàn)型及比例。

結(jié)果預測：I.如果F2表現(xiàn)型及比例為 ，則為基因突變；II.如果F2表現(xiàn)型及比例為 ，則為染色體片段缺失。

解析：（3）此小題題干中有一個信息非常關(guān)鍵，親代果蠅全部是純合體，結(jié)合沒有突變、遷入遷出、自由交配等條件可知子代和親代的基因頻率是一樣的，可利用哈迪—溫伯格定律解題。ee比例=1600/（1600+8400）=16%，故e的基因頻率為40%，則E的基因頻率為60%，親代E的基因頻率也為60%，所以，親代純合灰體果蠅的百分比為60%。進一步推測出Ee的基因型頻率為2×40%×60%=48%。

（4）如果是基因突變，親代雜交產(chǎn)生Ee，只有一種基因型，Ee自由交配產(chǎn)生后代的基因型及比例為：EE∶Ee∶ee=1∶2∶1，灰體：黑檀體=3∶1。

如果是染色體變異，親代雜交如下圖，F(xiàn)1的基因型為Eo和Ee，有的配子缺失E和e基因，大部分同學不容易得出基因頻率，不適合直接采用哈迪—溫伯格定律計算。這時要轉(zhuǎn)換思路，親代自由交配，本質(zhì)上是雌雄配子的自由交配，列棋盤進行計算。

灰體∶黑檀體=4∶1。

如果選用Ee基因型果蠅雜交，用相同的解題思路，可得知如果是基因突變，灰體∶黑檀體=7∶9，如果是染色體變異，灰體∶黑檀體=7∶8

2.一種群中有紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅，相互交配子一代全部為紅眼果蠅，子一代自交得到子二代，雌性紅眼占1/2，雄性紅果蠅占1/4，雄性白果蠅占1/4，子二代雌雄果蠅自由交配所得自三代的表現(xiàn)型及比例為多少？

解析：根據(jù)子代中同一表現(xiàn)型在雌雄個體中的比例不同，可知決定果蠅紅白眼的基因位于性染色體上，用R和r表示表示顯隱性基因。子二代中基因型為XRXR，XRXraa，XRY，Xr Y，比例為1∶1∶1∶1。由于是性染色體上的基因遺傳，子二代自由交配，不方便直接用哈迪-溫伯格定律計算。可采用棋盤法計算后代的基因型及表現(xiàn)型。雌果蠅XRXr產(chǎn)生的配子有1/4XR，1/4Xr，雌果蠅XRXR產(chǎn)生的配子有1/2XR，雄果蠅XRY和XrY產(chǎn)生的配子為1/4XR、1/4Xr、1/2Y。

紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅=7∶1∶6∶2

以上題型闡述了自由交配后代中各基因頻率或基因型頻率的解題方法，在平時練習時如果遇到可以簡單地計算出親代或子代基因頻率時可以采用哈迪—溫伯格定律來計算，如第1題（3）題。如果有兩對等位基因、染色體發(fā)生變異、基因在性染色體上時，可以考慮配子的隨機交配，算出雌雄配子的概率，列棋盤找出答案。希望學生能學以致用，靈活地解答相關(guān)遺傳計算題。

參考文獻：

[1]袁錦明.Aa連續(xù)自交、隨機交配及其淘隱問題例析[J].生物學通報，2009（03）：44.

[2]茍云良.淺議自由交配中有關(guān)概率的計算[J].科技資訊，2011（04）.

編輯 王團蘭