“基因自由組合定律的應用”一輪復習建議

江蘇 王銳利

“基因自由組合定律的應用”一輪復習建議

江蘇 王銳利

江蘇省高考說明中對基因自由組合定律的應用要求為C級，即要求考生在充分理解自由組合定律的基礎上，能夠在較復雜的情景中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。根據平時教學觀察，筆者發現這部分內容每屆學生都掌握得不太好。所以在一輪復習時要做到一步到位。本文是筆者在執教過程中的復習流程，已收到良好的教學反饋。

1 回顧基因自由組合定律的常規題型

通過回顧孟德爾兩對相對性狀的雜交實驗過程，幫助學生明確基因型為YyRr的個體自交所產生的后代基因型，重溫配子—棋盤法和分拆合并法，并介紹這兩種方法所適用的時機。其中，配子—棋盤法主要針對于產生特殊配子的題型，比如Y、y和R、r這兩對等位基因位于同一對同源染色體上時，不考慮交叉互換，則親本YyRr所產生的配子只有兩種，而不是同學們一貫所認為的四種（YR、Yr、yR、yr）；分拆合并法則適用于除上述題型之外的大多數計算題。

1.1 已知親本基因型求子代基因型、表現型

例1：已知A與a、B與b、C與c 這3對等位基因自由組合，基因型分別為AaBbCc、AabbCc的個體進行雜交。下列關于雜交后代的推測，正確的是 （ ）

A. 表現型有8種，AaBbCc個體的比例為1/16

B. 表現型有4種，aaBbcc個體的比例為1/16

C. 表現型有8種，Aabbcc個體的比例為1/8

D. 表現型有8種，aaBbCc個體的比例為1/16

【答案】D

筆者講解這道題目之前，增設了這樣幾個小問：①基因型為AaBbCc的個體所產生的配子種類數及其產生Abc配子的概率是多少？②這兩個親本所產生的雌雄配子間的結合方式有多少種？③這兩個親本產生的子代基因型有多少種？

通過層層鋪墊，學生可以將兩對相對性狀的雜交實驗現象、解釋和驗證充分復習到位，明白了基因自由組合定律發生于個體減數分裂形成配子過程中，并能夠簡單地加以應用。實際教學過程中，此題正確率提高。

1.2 已知子代基因型、表現型分離比推測親本基因型

例2：如果已知子代基因型及比例為1YYRR∶1YYrr∶1YyRR∶1Yyrr∶2YYRr∶2YyRr，并且也知道上述結果是按自由組合定律產生的。那么兩親本的基因型是什么？

【答案】YYRr和YyRr

有了之前的鋪墊，學生已掌握分組分析的思想：什么基因型的親本之間的雜交可以產生YY和Yy，且比例等于（1+1+2）∶（1+1+2）=1∶1，根據分離定律基本模式可知這組親本為YY和Yy的雜交；另一組是什么基因型的親本之間的雜交可以產生RR、Rr和rr且比例為1∶2∶1，則可得出親本為Rr和Rr的雜交。合并之后得到親本為YYRr和YyRr。

練習1：豌豆子葉的黃色（Y）對綠色（y）為顯性，圓粒種子（R）對皺粒種子（r）為顯性。某人用黃色圓粒和綠色圓粒的豌豆進行雜交，發現后代出現4種類型，對性狀的統計結果如圖所示，據圖回答問題：

（1）親本的基因組成是________（黃色圓粒）________，（綠色圓粒）。

（2）在F1中，表現型不同于親本的是________，它們之間的數量比為_______。F1中純合子占的比例是_______。

（3）F1中黃色圓粒豌豆的基因組成是________。如果用F1中的一株黃色圓粒豌豆與綠色鄒粒豌豆雜交，得到的F2的性狀類型有________種，數量比為________。

【答案】（1）YyRr yyRr

（2）綠色皺粒和黃色皺粒 1∶1 1/4

（3）YyRR或YyRr 2或4 1∶1或1∶1∶1∶1

1.3 自由組合定律在遺傳病概率計算題中的應用

例3：一個正常的女人與一個并指（Bb）的男人結婚，他們生了一個白化病（aa）且手指正常的孩子。求這對夫婦再生一個孩子：

（1）只患并指的概率是多少？

（2）只患白化病的概率是多少？

（3）既患白化病又患并指的男孩的概率是多少？

（4）只患一種病的概率是多少？

（5）患病的概率是多少？

【答案】（1）3/8

（2）1/8

（3）1/16

（4）1/2

（5）5/8

這是一道典型的自由組合定律與遺傳病計算相結合的試題。這要求學生對這幾個相似的問題有深刻的理解：什么時候要乘以1/2；所生后代患病的概率還是生出患病孩子的概率；患病、患一種病的深刻含義是什么。

綜上，自由組合常規題型的解題思想就是用好“分拆合并”法，即將自由組合定律問題轉化為若干個分離定律的問題，在獨立遺傳的情況下，有幾對基因就可分解為幾個分離定律的問題。

2 自由組合定律的拓展分析

有時題目中告知某性狀受兩對等位基因控制，但分離比又不是9∶3∶3∶1的常規比例，這類題如何分析呢？筆者總結了如下四種類型：

2.1 無“致死”狀況下的自由組合定律9∶3∶3∶1的變式分析

例4：某種小鼠的體色受常染色體基因的控制，現用一對純合灰鼠雜交，F1都是黑鼠，F1中的雌雄個體相互交配，F2體色表現為9黑∶6灰∶1白。下列敘述正確的是 （ ）

A. 小鼠體色遺傳遵循基因的自由組合定律

B. 若F1與白鼠雜交，后代表現為2黑∶1灰∶1白

C. F2灰鼠中能穩定遺傳的個體占1/2

D. F2黑鼠有兩種基因型

【答案】A

本題中出現了9∶6∶1的比例，對于學生有些陌生。這看似不符合9∶3∶3∶1，實際上總和仍然是16份，從這一點就可以大膽假設本題中小鼠體色同時受兩對等位基因的控制，并且F2中的9∶6∶1實際上就表明單顯性的基因型所控制的性狀是一樣的，從而可以得到F1的基因型必為雙雜合子。

這類題型符合基因自由組合定律，解題步驟總結如下：首先看F2的表現型比例，若表現型比例之和是16，不管以什么樣的比例呈現，都符合基因的自由組合定律。然后，寫出正常的分離比9∶3∶3∶1，對照題中所給信息進行歸類，若分離比為9∶7，則為9∶（3∶3∶1），說明A_bb、aaB_、aabb個體的表現型相同；若分離比為9∶6∶1，則為9∶（3∶3）∶1，即A_bb和aaB_個體的表現型相同；若分離比為15∶1，則為（9∶3∶3）∶1，即A_B_、A_bb和aaB_的表現型相同；若分離比為9∶3∶4，則為9：3：（3：1），即A_bb和aabb的表現型相同或aaB_和aabb的表現型相同。最后，根據異常分離比出現的原因，推測親本的基因型或推斷子代相應表現型的比例。

2.2 某些“致死基因”或“基因型”導致性狀的分離比改變

例5：雕鸮（鷹類）的下列性狀分別由位于兩對常染色體上的兩對等位基因控制，其中有一對基因具有顯性純合致死效應（顯性純合子在胚胎期死亡）。已知綠色條紋雕鸮與黃色無紋雕鸮交配，F1為綠色無紋和黃色無紋，比例為1∶1。當F1的綠色無紋雕鸮彼此交配時，其后代（F2）表現型及比例均為綠色無紋∶黃色無紋∶綠色條紋∶黃色條紋＝6∶3∶2∶1，下列有關說法不正確的是 （ ）

A.F1中的黃色無紋個體測交后代比例為1∶1∶1∶1

B.F1中的綠色無紋個體都是雙雜合子

C.顯性性狀分別是綠色、無紋

D.F2中致死的個體所占的比例為1/4

【答案】A

本題中所出現的6∶3∶2∶1，和9∶3∶3∶1的比例十分相似但又有不同，最關鍵的是要能夠認識到表現型比例之和不是等于16份，說明F2中出現了死亡的個體，而且題目里也告知顯性純合致死的效應，那么到底是哪種基因致死呢？根據題意不難發現是綠色顯性純合致死，用A、a表示控色體色的基因，即含有AA基因型的個體死亡，從而得到答案。

2.3 顯性基因個數影響性狀的表現

例6：旱金蓮由三對等位基因控制花的長度，這三對基因分別位于三對同源染色體上，作用相等且具疊加性。已知每個顯性基因控制花長為5 mm，每個隱性基因控制花長為2 mm。花長為24 mm的同種基因型個體相互授粉，后代出現性狀分離，其中與親本具有同等花長的個體所占比例是 （ ）

A. 1/16 B. 2/16

C. 5/16 D. 6/16

【答案】D

很顯然，這種題型中表現型與顯、隱性基因個數相關。根據題意可得，花長為24mm的個體必然由4個顯性基因及2個隱性基因組成（4×5 mm+2×2 mm=24 mm），用A、a，B、b…代表相關基因，其基因型可以是AABBcc或AAbbCC或aaBBCC或AaBbCC或AaBBCc或AABbCc，然后又回到了基因自由組合定律的常規題型，見1.1。無論以哪一種基因型來計算，答案均為D。

2.4 控制某性狀的兩對或兩對以上的等位基因不獨立遺傳

例7：已知三對基因在染色體上的位置情況如圖所示，且三對基因分別單獨控制三對相對性狀，則下列說法正確的是 （ ）

A. 三對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律

B. 基因型為AaDd的個體與基因型為aaDd的個體雜交的后代會出現4種表現型，比例為3∶3∶1∶1

C. 如果基因型為AaBb的個體在產生配子時沒有發生交叉互換，則它只產生4種配子

D. 基因型為AaBb的個體自交后代會出現4種表現型，比例為9∶3∶3∶1

【答案】B

等位基因位于同源染色體的同一位置上，但非等位基因在染色體上的分布情況比較復雜，常見的有：位于非同源染色體上的非等位基因，位于同源染色體不同位置上的非等位基因。本題中三對等位基因并非位于三對同源染色體上，所以三對等位基因之間并不遵循基因自由組合定律。其中，A和B基因連鎖、a和b基因連鎖，不遵循基因的自由組合定律；A、a基因（B、d基因）與D、d基因位于非同源染色體上，遵循基因自由組合定律。所以在形成配子時，隨兩對同源染色體分離移向兩極的基因是AB和ab以及D和d，這樣，非等位基因隨非同源染色體自由組合而自由組合，可以得到該個體所產生的配子種類為ABD、ABd、abD、abd四種。再根據基因自由組合定律的常規題型即可得到答案。

3 常規遺傳題的解題步驟流程圖

綜上，針對自由組合定律的應用，萬變不離其宗。只要學生能夠真正掌握變式題型變在哪里，靈活地將其轉化成常規題型，再按照常規題型的解題步驟，一定可以將這部分的題做好。學生在復習到這一塊知識時，多練、多做、多總結也是必需的。

江蘇省江安高級中學）