巧用棋盤法速解兩種基因型個(gè)體遺傳題

曹廣忠

(江蘇省徐州高級(jí)中學(xué) 221009)

高中生物學(xué)遺傳試題中，涉及兩種基因型個(gè)體自由交配、兩種基因型個(gè)體與另一種性狀兩種基因型個(gè)體交配等計(jì)算題時(shí)，如果采用常規(guī)的交叉線法和分枝法求解，往往很繁瑣且容易出現(xiàn)差錯(cuò)，這也正是考試時(shí)這類題學(xué)生得分率低的重要原因。若采用構(gòu)建“棋盤法”，則能化繁為簡。筆者舉例說明如下。

1 兩種基因型個(gè)體自由交配時(shí)計(jì)算后代中純(雜)合子所占比例

例1 果蠅的灰身(A)和白身(a)是常染色體上的一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀,親代的基因型為Aa,親代自交得到F1，讓F1中灰身果蠅自由交配得到F2，再用F2中灰身果蠅自由交配得到F3，則F3灰身果蠅中純合子所占比例為________(用分?jǐn)?shù)表示)。

解析：F1中灰身果蠅為1/3AA、2/3Aa，F(xiàn)1產(chǎn)生a配子的概率為1/3，A配子的概率為2/3。F1中灰身果蠅自由交配得到F2。根據(jù)雌雄配子結(jié)合機(jī)會(huì)相等，利用配子棋盤法可以構(gòu)建表1：可以看出F2中灰身果蠅AA∶Aa=4/9∶4/9=1∶1, F2產(chǎn)生配子A的概率為3/4，配子a的概率為1/4。用F2中灰身果蠅自由交配得到F3，根據(jù)雌雄配子結(jié)合機(jī)會(huì)相等，利用配子棋盤法可以構(gòu)建表2：可以看出子代基因型及所占比例為9/16AA∶6/16Aa，所以F3灰身果蠅中純合子所占比例為9/(9+3+3)=3/5。參考答案：3/5。

表1 利用配子棋盤法解題步驟一

例2 已知某一動(dòng)物種群中僅有Aabb和AAbb兩種類型個(gè)體，Aabb∶AAbb=1∶2，且該種群中雌雄個(gè)體

表2 利用配子棋盤法解題步驟二

比例為1∶1，個(gè)體間可以自由交配，則該種群自由交配產(chǎn)生的子代中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體理論上的比例為( )

A.5/8 B.5/9 C.13/16 D.13/18

解析：由于Aabb∶AAbb=1∶2，因此Aabb和AAbb兩種類型個(gè)體產(chǎn)生ab配子的概率為1/6，Ab配子的概率為5/6。根據(jù)雌雄配子結(jié)合機(jī)會(huì)相等，利用配子棋盤法可以構(gòu)建表3：可以看出該種群自由交配產(chǎn)生的子代中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體理論上的比例為1/36+25/36=13/18。參考答案：D。

表3 利用配子棋盤法解題步驟三

2 一種性狀遺傳時(shí)，計(jì)算兩種基因型個(gè)體與另兩種基因型個(gè)體交配后代中某基因型或表現(xiàn)型概率

例3 (2014年江蘇高中學(xué)業(yè)水平測(cè)試第38題)圖示為某單基因遺傳病(顯、隱性基因分別為A、a)的系譜圖，請(qǐng)據(jù)圖回答(概率用分?jǐn)?shù)表示)：

(1)(2)(3)略。

(4)若Ⅱl攜帶該遺傳病的致病基因，請(qǐng)繼續(xù)以下分析： ①Ⅲ2的基因型為________。 ②研究表明，正常人群中該致病基因攜帶者的概率為2%。如果Ⅲ2和一個(gè)正常男性結(jié)婚，生育了一個(gè)表現(xiàn)型正常的女兒，則該女兒攜帶致病基因的概率為________。

解析：①若是X染色體隱性遺傳，則Ⅱl的基因型為XAY，不攜帶致病基因，與題目“若Ⅱl攜帶該遺傳病的致病基因”不符，故只能是常染色體隱性遺傳。

首先，Ⅱl與Ⅱ2基因型均為Aa，Ⅲ2的基因型為1/3AA或2/3Aa，Ⅲ2產(chǎn)生卵細(xì)胞a的概率是1/3，產(chǎn)生卵細(xì)胞A的概率是2/3。其次，正常人群中該致病基因攜帶者的概率為2%，即正常男性的基因型為1/50 Aa或49/50AA。正常男性，產(chǎn)生精子a的概率是1/100，產(chǎn)生精子A的概率是99/100。根據(jù)受精時(shí)雌雄配子結(jié)合機(jī)會(huì)相等，利用配子棋盤法可以構(gòu)建表4：可以看出表現(xiàn)型正常的女兒攜帶致病基因的概率=(99+2)/(99+2+198)=101/299。參考答案：①AA或Aa ②101/299。

表4 利用配子棋盤法解例3

3 兩種性狀獨(dú)立遺傳時(shí)，計(jì)算子代中某兩種基因型個(gè)體中雜(純)合子的比例

例4 (2015年江蘇高中學(xué)業(yè)水平測(cè)試第39題)果蠅的灰身與黑身為一對(duì)相對(duì)性狀，直毛與分叉毛為一對(duì)相對(duì)性狀。

現(xiàn)有表現(xiàn)型均為灰身直毛的果蠅雜交，F(xiàn)1的表現(xiàn)型與比例如圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答：

(1)(2)問略。

(3)若同時(shí)考慮這兩對(duì)相對(duì)性狀，則F1雌果蠅中雜合子所占比例為________(用分?jǐn)?shù)表示)。

解析：(3)問得分率很低，主要原因是考生解題不得法。設(shè)控制灰身和黑身的基因分別為A和a，控制直毛和分叉毛的基因分別為R和r，則親本的基因型分別為AaXRY和AaXRXr。先考慮體色遺傳，Aa×Aa后代中，純合體(AA與aa)占1/2，雜合子(Aa)占1/2；再考慮毛發(fā)性狀遺傳，XRY×XRXr后代中的雌果蠅有兩種基因型，其中純合體XRXR占1/2，雜合子XRXr占1/2。由于兩種性狀獨(dú)立遺傳，故利用純種雜種棋盤法可以構(gòu)建表5：可以看出，F(xiàn)1中雌果蠅中雜合子所占的比例=1/4+1/4+1/4=3/4。參考答案：3/4。

表5 利用純種雜種棋盤法解題

4 兩種性狀獨(dú)立遺傳時(shí)，計(jì)算兩種基因型個(gè)體與另兩種基因型個(gè)體交配后代中某表現(xiàn)型概率

例5 圖示為某家庭的遺傳系譜圖。已知色盲(甲)為伴X染色體隱性遺傳病，由B、b基因控制的；白化病(乙)為常染色體隱性遺傳病，由A、a基因控制。請(qǐng)據(jù)圖回答：

(1)(2)(3)問略。

(4)若10號(hào)12號(hào)結(jié)婚，所生子女中發(fā)病率是多少？只患一種病的概率是多少？同時(shí)患兩種病的概率是多少？

解析：先看白化病遺傳：10號(hào)基因型為Aa，12號(hào)的基因型為1/3AA或2/3Aa，所以10號(hào)與12號(hào)結(jié)婚，后代患白化病aa的概率=2/3×1/4=1/6,正常的概率=1-1/6=5/6。

再看色盲的遺傳：10號(hào)的基因型為1/2XBXB或1/2XBXb，12號(hào)的基因型為XBY, 所以10號(hào)與12號(hào)結(jié)婚，后代患色盲XbY的概率=1/2×1/4=1/8，正常的概率=1-1/8=7/8。由于兩種性狀獨(dú)立遺傳，故利用性狀棋盤法可以構(gòu)建表6：可以看出，子女中發(fā)病率=1-35/48=13/48，只患一種病的概率=5/48+7/48=1/4，同時(shí)患兩種病的概率=1/48。參考答案：13/48 1/4 1/48。

表6 利用性狀棋盤法解題

表6 利用性狀棋盤法解題

白化病(1/6)無白化病(5/6)色盲(1/8)同時(shí)患兩種病(1/48)只患色盲(5/48)無色盲(7/8)只患白化病(7/48)正常(35/48)