高中生物學多種遺傳題型解題思路初探

楊自良

一、孟德爾的兩對相對性狀的遺傳實驗分析及有關結論（每一種基因型用表格中的數(shù)字表示）

（1）表現(xiàn)型：

①全部表現(xiàn)型及比例：黃圓（1～9）︰黃皺（10、11、12）︰綠圓（13、14、15）︰綠皺（16）=9︰3︰3︰1

②雙顯性狀：黃圓（1～9），基因型為Y_R_，占9/16。

③單顯性狀：黃皺（10、11、12）基因型為Y_rr，占3/16;綠圓（13、14、15），基因型為yyR_，占3/16。

④雙隱性狀：綠皺（16）基因型為yyrr，占1/16

⑤親本性狀：黃圓（1～9），基因型為Y_R_，占9/16;綠皺（16），基因型為yyrr，占1/16，親本性狀共占10/16。需要注意的是親本性狀并非指F1代，而是F1代的親代。

⑥重組性狀：黃皺（10、11、12）基因型為Y_rr，占3/16;綠圓（13、14、15），基因型為yyR_，占3/16。

（2）基因型：

①純合子：YYRR（1）、YYrr（10）、yyRR（13）、yyrr（16），共占1/16×4。

②雙雜體：YyRr（6、7、8、9），共占4/16

③單雜體：YYRr（2、3）、YyRR（4、5）、Yyrr（11、12）、yyRr（14、15），共占2/16×4。

二、利用分離定律解決自由組合問題

將較復雜的基因自由組合問題分解為簡單的基因分離問題，即簡化為每一對等位基因的遺傳情況。而一對常染色體上相對性狀的主要雜交類型（雜合子自交和雜合子測交）情況如下（A對a完全顯性）：

根據(jù)以上的雜合子自交和雜合子測交，列表如下︰

親本基因型 Aa×Aa Aa×aa

親本產生配子種類數(shù) 2，2 2，1

親本產生配子的結合方式種類數(shù) 2×2 2×1

F1代表現(xiàn)型種類數(shù)及比例 2;3/4︰1/4 2;1/2︰1/2

F1代基因型種類數(shù)及比例 3;1/4︰2/4︰1/4 2;1/2︰1/2

三、兩對基因控制一對性狀的異常分離現(xiàn)象

某些生物的性狀由兩對等位基因控制，這兩對等位基因在遺傳時遵循自由組合定律，但是F1代自交后代的表現(xiàn)型卻出現(xiàn)了很多特殊的性狀分離比，如9︰3︰4;9︰6︰1;9︰7;15︰1等，分析這些比例，我們會發(fā)現(xiàn)比例中的數(shù)字之和仍然為16，這也驗證了基因的自由組合定律，具體情況如下（每一種基因型用數(shù)字表示）：

F1自交后代的表現(xiàn)型比例 原因分析 F1測交后代的表現(xiàn)型比例

9︰3︰4 aa或（bb）成對存在是時只表現(xiàn)為隱性基因控制的性狀，其余正常表現(xiàn)。

即圖中（1～9）︰（10～12）︰（13～16）=9︰3︰4 1︰1︰2

9︰6︰1 存在一種顯性基因（A或B）時表現(xiàn)為另一種性狀，其余正常表現(xiàn)

即圖中（1～9）︰（10～15）︰（16）=9︰6︰1 1︰2︰1

9︰7 A、B同時存在時表現(xiàn)為一種性狀，否則表現(xiàn)為另一種性狀

即圖中（1～9）︰（10～16）=9︰7 1︰3

15︰1 只要存在顯性基因（A或B）時就表現(xiàn)為一種性狀，只有aa和 bb同時存在時表現(xiàn)為另一種性狀。 3︰1

四、只有一對相對性狀的植物個體自交和個體間隨機交配兩種交配方式產生后代的基因型和表現(xiàn)型概率計算

由分離定律可知親代基因型為Aa的植物個體無論自交還是隨機交配，其F1代的基因型比例為AA︰Aa︰aa=1/4︰2/4︰1/4，表現(xiàn)型比例為3/4︰1/4。

（1）F1代自交

假設F1代個體總量為1，F(xiàn)2代個體總量也為1，則F2代中不同基因的比例如下：

①F1代中基因型為AA的個體占1/4，其自交后子代基因型全為AA，占F2代個體總數(shù)的1/4;

②F1代中基因型為Aa的個體占2/4，其自交后子代基因型比例為AA︰Aa︰aa=1/4︰2/4︰1/4，基因型為AA的個體占其后代總數(shù)的2/4×1/4，基因型為Aa的個體占其后代總數(shù)的2/4×2/4，基因型為aa的個體占F2代總數(shù)的2/4×1/4。

③F1代中基因型為aa的個體占1/4，其自交后子代基因型全為aa，占F2代個體總數(shù)的1/4;

將①②③綜合后，得到F1代自交后代中基因型及比例為AA︰Aa︰aa=1/4+2/4×1/4︰2/4×2/4︰1/4+2/4×1/4=3︰2︰3;F2代再自交其后代的表現(xiàn)型比例為7︰2︰7，從中也可以看到如果后代連續(xù)自交，則后代中純合子的比例會越來越高，雜合子的比例會越來越低。

（2）F1代個體間隨機交配

由于是個體間隨機交配，所以首先要計算F2代個體中A基因和a基因的比例（基因頻率），然后利用哈代-溫伯格定律進行計算。假設A的基因頻率為p，a的基因頻率為q， p+q=1，則基因型是AA的個體占后代總數(shù)的比例為p2，基因型是Aa的個體占后代總數(shù)的比例為2pq，基因型是aa的個體占后代總數(shù)的比例為q2，且p2+2pq+q2=1。

典例3：為研究由一對等位基因控制的相對性狀的遺傳，工作人員在甲地用純合的髙莖豌豆和矮莖豌豆進行雜交實驗，在乙地用純合的黃粒玉米和白粒玉米進行雜交實驗，操作過程如圖所示。下列敘述錯誤的是（? ? ）

A.甲地的F2中矮莖植株占全部植株的1/4

B.甲地F3中高莖植株占全部植株的5/6，F(xiàn)3中純合子占2/3

C.在秋收季節(jié)，乙地的F2中結白粒的植株占全部植株的1/4

D.乙地F3中結白粒的植株占全部植株的1/6，F(xiàn)3中純合子占5/6

解析：選D。解本題的關鍵是要把握豌豆和玉米在自然狀態(tài)下的授粉的方式，豌豆為自花傳粉，屬于自交，玉米為異花傳粉，即可接受同一植株的花粉，又可接受其他植株的花粉，既有自交，又有雜交，所以符合哈代-溫伯格定律。根據(jù)題意，甲地的F1自交，則甲地F2中高莖植株和矮莖植株的比例為3︰1，A項正確;甲地F2去除矮莖植株后自交，其中純合高莖植株的子代全為純合高莖，占F3代總數(shù)的1/3，雜合高莖植株的子代中純合高莖植株占F3代總數(shù)的2/3×1/4，雜合高莖植株占F3代總數(shù)的2/3×2/4，純合矮莖植株占F3代總數(shù)的2/3×1/4，這樣F3代中高莖植株占1/3+2/3×1/4+2/3×2/4=5/6，F(xiàn)3代中純合子占1/3+2/3×1/4+2/3×1/4=2/3，B項正確;乙地F1代全為雜合植株，自然授粉相當于自交，則甲地F2中結黃粒植株和結白粒植株的比例為3︰1，C項正確;乙地F2去除結白粒植株后，顯性基因頻率為2/3，隱性基因頻率為1/3，根據(jù)哈代-溫伯格定律計算得到，F(xiàn)3中純合結白粒植株占全部植株的1/3×1/3=1/9，純合結黃粒植株占全部植株的2/3×2/3=4/9，雜合結黃粒植株占全部植株的2×2/3×1/3=4/9，F(xiàn)3中純合子占1/9+4/9=5/9，D項錯誤。