容易誤用遺傳平衡定律的案例

蔡輝儒

(四川省綿陽中學 621000)

在高中生物學的學習中，經常遭遇基因頻率或者基因型頻率的計算問題，此類題題型多變，相應解法也很多。然而，在眾多的解法中以遺傳平衡定律最為簡潔，往往能起到事半功倍的效果。因此，熟練掌握并運用遺傳平衡定律就顯得格外的重要。然而在兩對基因中運用時極易造成錯誤。

在運用自由組合定律解決兩對基因的相關運算時，常將其分解成獨立的一對基因進行運算，然后通過二項式的乘法展開即可。例如，AaBb自交，F1基因型的比例=(3∶1)×(3∶1)=9∶3∶3∶1 。那么，遺傳平衡定律運用于兩對基因隨機交配的運算也是如此嗎？先看看下面兩例。

例1 (原創)在一個沒有自然選擇的理想環境中，有一個足夠大的群體，基因型只有AaBB、 AABb和AaBb三種，且比例為1∶1∶1。現讓該群體隨機交配，請問F1中為AaBb基因型頻率為________。

根據所學知識，可以嘗試配子法和遺傳平衡定律求解：

解法1(遺傳平衡定律)：將兩對基因分別隨機交配。由題可得，1/3AA、2/3Aa產生的配子為：2/3A、1/3a，隨機交配產生Aa=2pq=4/9 ；1/3BB、2/3Bb產生的配子為：2/3B、1/3b，隨機交配產生Bb=2pq=4/9 ；故而，AaBb基因型頻率為4/9×4/9=16/81。

解法2(配子法) ： AaBB 產生的配子為：1/3×(1/2AB+1/2aB); AABb 產生的配子為：1/3×(1/2AB+1/2Ab); AaBb 產生的配子為：1/3×(1/4AB+1/4Ab+1/4ab+1/4aB)。

因此，其總共產生的配子比例為5/12AB、3/12Ab、1/12ab和3/12aB。隨機交配的結果如表1所示。從表中可以得出：AaBb的基因型頻率=28/144=7/36。

比較兩種解法可以發現，兩種解法答案卻不同。

表1 群體隨機交配結果

那么，到底哪種解法正確呢？透過隨機交配的實質可以知道，隨機交配其實就是配子間自由結合的過程。所以，解法2的答案7/36肯定沒錯。那么，解法1錯在哪里呢？

仔細分析解法1，將兩對基因分別隨機交配后再組合，其親本基因型有4種不同的組合方式，分別為1/9AABB、2/9AABb 、2/9AaBB、4/9AaBb。這與題中只有1/3AaBB、1/3 AABb和1/3AaBb三種基因型的個體隨機交配不符，即這種代換方式是不等價的，所以不能運用方法1求解。因此，要利用遺傳平衡定律作答，就必須滿足兩對基因拆開后重新組合所得基因型與題干的意思要保持一致，即代換要等價，例如下題：

例2 已知具有B基因的狗，皮毛可以呈黑色；具有bb基因的狗，皮毛可以呈褐色。另有一對染色體上的i基因與狗的毛色形成有關，當基因突變為I時則可能出現白毛狗(白化)。如圖便是一個狗毛色的遺傳實驗。請問：如果讓F2中雌雄白毛狗隨機交配，其后代出現褐毛狗的概率是________。

解法1：該題也可以用常規的配子法求解，可以得到F2中白毛狗的基因型有6種，分別為1/12IIBB、2/12IIBb、4/12IiBb、2/12IiBB、1/12iiBB、2/12iiBb。在隨機交配的36種組合方式中能夠得到iibb的組合方式有4/12IiBb×4/12IiBb、2/12iiBb×2/12iiBb、4/12IiBb×2/12iiBb、2/12iiBb×4/12IiBb共4種。所以iibb=4/12×4/12×1/4×1/4+2/12×2/12×1×1/4+2×4/12×2/12×1/2×1/4 =1/36。

解法2：如下圖所示， F2中白色狗的6種基因型實際上是(1/3Ii+2/3ii)×(1/4BB+2/4Bb+1/4bb)展開的結果。所以，白色狗隨機交配結果可以用兩對基因分別隨機交配后再相乘。由于每對基因獨立遺傳，互不干擾，因此直接得出基因頻率i=1/3、b=1/2，從而得出iibb=1/36的結論。

通過以上解題方法的對比不難發現，遺傳平衡定律在解決兩對基因隨機交配問題時，雖然可以節省大量的解題時間，而且正確率高，但這都是基于正確的理解和運用的基礎上的，否則會適得其反。