應用“列表法”解決遺傳題

侯玉進 （威海市第一中學 山東威海 264200）

“基因的自由組合定律”一節是分離定律的延伸，表面上看只是從1 對性狀到2 對甚至多對性狀的變化，但實際學習過程中難度很大，對高中生是一個挑戰。遺傳現象在自然界中普遍存在，實例較多，對于每一種性狀遺傳方式的判斷、人類遺傳病的研究等又是經?？嫉降念}型，但萬變不離其宗。要使學生對此類題熟能生巧，其思維習慣、解題方式不容忽視，同時它還會間接影響生物學學習的熱情和興趣。因此，本文從學生熟悉的教材中的表格出發進行發散、提升，逐步探討列表法的其他應用，使學生領悟并內化成自身解題的思維模式。

1 列表法概述

孟德爾在對自由組合現象的解釋中，運用了“棋盤法”列舉雌、雄配子的隨機組合的方式，如表1所示，共16 種組合、9 種基因型、4 種表型。其實對于1 對相對性狀的雜合子的自交后代用棋盤法同樣可行，Dd 自交時，雌、雄配子的組合方式有4 種，基因型有3 種，表型有2 種,見表2。這是列表法的雛形，既直觀、 形象，又準確地表示了雌、雄配子所有的組合形式，為復雜類配子組合的分析提供了很好的范例。本文將對此法進行擴展應用，用以解決遺傳學中復雜的情境問題。

表1 表2

2 案例及應用分析

2.1 隨機交配 一個群體中由于基因的多樣性會出現多種基因型，除了少數生物外，動、植物間均可以實現個體間的隨機交配，這樣，交配的組合會有多種，且不同種個體間的比例又往往不盡相同，無疑給解題帶來了難度。對于初學遺傳概率的高中生而言，列表法有助于他們更快理解和掌握這類問題的解題技巧，下文結合幾個實例進行分析。

2.1.1 常規題類

例1，果蠅灰身（B）對黑身（b）為顯性，現將純種灰身果蠅與黑身果蠅雜交，產生的F1再自由交配產生F2，將F2中所有黑身果蠅除去，讓灰身果蠅自由交配，產生F3，問F3中灰身與黑身果蠅的比例是（ ）。

A．3∶1 B．5∶1 C．8∶1 D．9∶1

［思路分析］根據題意中的P、F1代易知，在F2去除黑身果蠅后的群體中，雌、雄各有BB（1/3）、Bb（2/3）2 種基因型，它們間自由交配。

1）交配共出現幾種組合？ 用列表法可知，共4種，見表3。

表3

統計可得：bb=1/9，所以灰身∶黑身=8∶1。

2）由于是自由交配，滿足哈-代定律，可計算F2中的灰身果蠅中，雌性配子中均有B=2/3，b=1/3所以，通過表4可容易計算得到BB=4/9，Bb=4/9，bb=1/9。

2.1.2 變異類題例

例2，［2014年山東理綜第28 題（14 分）］果蠅的灰體（E）對黑檀體（e）為顯性；短剛毛和長剛毛是1對相對性狀，由1 對等位基因（B，b）控制。這2 對基因位于常染色體上且獨立遺傳。（注：1～3 小題此處省略。）

4）灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交，在后代群體中出現了1 只黑檀體果蠅。出現該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產生配子過程中發生了基因突變或染色體片段缺失。現有基因型為EE，Ee 和ee 的果蠅可供選擇，請完成下列實驗步驟及結果預測，以探究其原因。（注：1 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、統計F2表現型及比例。

結果預測：Ⅰ．如果F2表現型及比例為____，則為基因突變；

Ⅱ．如果F2表現型及比例為______________，則為染色體片段缺失。

［思路分析］據題意知，若為基因突變，黑檀體果蠅基因型為ee，若為染色體片段缺失則為eO（暫且以“O”代表缺失片段的染色體）。若讓它與ee 雜交，無論交配多少代均為黑檀體，故不難分析，應讓它與EE 或Ee 雜交，本文以第1 方案（EE）為例進行講解：

1）若為基因突變，ee×EE→F1（Ee）自由交配后可知F2灰體∶黑檀體=3∶1。

2）若為染色體片段缺失，eO×EE→F1（Ee∶EO=1∶1）自由交配可列出表格（注意利用題干條件：缺失相同片段時胚胎致死，即OO 具有致死效應）。

表5

對表5中的個體進行統計可知，黑檀體中共有ee=1/16，eO=1/8，共計3/16； 但致死個體為OO=1/16，故總數為1-1/16=15/16，所以，黑檀體所占比例為1/5，其他均為灰體，進而求得灰體∶黑檀體=4∶1。

其實，從配子的角度出發也可求出：F1中雌、雄個體均有1/2Ee、1/2EO，雌、雄配子中均有1/4e、1/2E、1/4O，更簡捷的做法是如表6，同樣可快速求解：

表6

特別注意的是，在解題時，觀察也很重要。例如在列出上面的表格后，先觀察：求解哪種表現型的個體更容易、計算步驟更少，容易看出求解黑檀體步驟較少，所以可得到黑檀體為1/16+1/16+1/16=3/16，死亡的個體為OO（1/16），故可求得F2中黑檀體占1/5。

附：4）答案1：①EEⅠ．灰體∶黑檀體=3∶1，Ⅱ．灰體∶黑檀體=4∶1

答案2：①EeⅠ．灰體∶黑 檀 體=7∶9 Ⅱ．灰 體∶黑檀體=7∶8

2.2 遺傳病概率

例3，下圖是患甲?。@性基因為A，隱性基因為a）和乙?。@性基因為B，隱性基因為b）2種遺傳病的系譜圖，已知Ⅱ-1 不是乙病基因的攜帶者，請判斷：

1）甲病是________ 性遺傳病，致病基因位于______ 染色體上。

2）乙病是________ 性遺傳病，致病基因位于______ 染色體上。

3）Ⅲ-2 的基因型是_______________。

4）若Ⅲ-1 與Ⅲ-4 結婚,生1 個只患甲病孩子的概率是_____，同時患2 種病的是_____，正常的概率是_____，患1 種病孩子的概率是______。

A．15/24 B．1/12 C．7/12 D．7/24

［思路分析］容易推斷：由Ⅱ5、Ⅱ6 和Ⅲ3 可知甲屬于常染色體顯性遺傳；由Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ2 知乙病為隱性遺傳，再結合題意Ⅱ1 不攜帶乙病致病基因可知乙屬于X 染色體隱性遺傳。這樣，依據系 譜 圖，Ⅲ1 可 表 示 為aaXBX-，Ⅲ4 可 表 示 為A_XBY，運用分離定律分別求每一對相對性狀的子代情況，即對aa×A_ 和XBX-×XBY 分別求解，由此可得到子代中患病和正常的情況，如表7。

表7

由此可求得：生1 個只患甲病孩子（即患甲病同時不患乙?。┑母怕适?/3×7/8=7/12，同時患2 種病的是2/3×1/8=1/12，正常的概率是1/3×7/8=7/24，患1 種病孩子（即只患甲病與只患乙病之和）的概率是7/12+1/24=5/8。

2.3 遺傳方式判斷

例4，果蠅的灰身與黑身是1 對相對性狀，直毛與分叉毛為另一對相對性狀?，F有2 只親代果蠅雜交，子代表型及比例如下圖所示。相關敘述不正確的是（ ）。

A．不發生變異的情況下，雄性親本的一個精原細胞可產生的精子類型是2 種

B．子代中表型為灰身直毛的雌性個體中，純合子與雜合子的比例為l∶5

C．控制灰身和黑色的基因位于常染色體上，控制直毛和分叉毛基因位于X 染色體上，這2 對基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。

［思路分析］由于控制2 種性狀的基因位置和性狀的顯隱性關系不確定，其他信息都難以判斷，所以判斷遺傳方式是首要問題，而伴性遺傳與常染色體遺傳最大的區別是在遺傳上是否與性別相關聯，故據題意可統計，結果如表8。

表8

由此可知：體色的遺傳與性別無關，控制灰身和黑色的基因應位于常染色體上（假設用D、d 控制體色），且親本相關基因型為Dd×Dd；而毛形與性別有關，控制直毛和分叉毛基因應位于X 染色體上（設F、f 控制毛形），且依據子代雄性中有直毛和分叉毛，可推知親本中的雌性為XFXf，再根據子代雌全為直毛推知雄性親本為XFY。故可知親本基因型DdXFXf和DdXFY，同時顯隱性關系也一并知曉。這樣，通過列表格對子代逐項分析就能對這一復雜的圖表題輕易求解。