一道遺傳題解題方法的課堂診斷——巧用“配子法”逆向推導親本基因型的應用例析

尚莉萍

（廣東省廣州市南武中學 廣東廣州 510220）

遺傳題是高中生物教學和高考考查題型中的重點和難點，其理論基礎為“孟德爾遺傳定律”。考查題型的情景和形式多樣化，常以遺傳圖解、數據表格為載體，考查基因型或表現型的推斷、概率的計算、遺傳設計等。但不難發現，各種考查方向的突破口基本上均在于“推導親本基因型”這個關隘上。學生在解題過程中，一旦解決了“親本基因型”這個解題關隘，其他推理過程便可迎刃而解。

“孟德爾遺傳定律”是適用于進行有性生殖的真核生物位于染色體上的核基因的遺傳規律，其細胞學基礎為“減數分裂”。若已知親本的基因型及基因在染色體上的位置關系，由于“基因在染色體上”，減數分裂過程中染色體便會攜帶著其上的基因，產生不同類型的配子，再加上雌雄配子隨機結合（“棋盤”應用），導致后代中有著不同種類的基因型，最終呈現出不同的表現型及其比例。在這個過程中，產生配子是必然，也更是關鍵。反之，如果已知了遺傳實驗結果中的表現型及其比例，也可以通過“構建棋盤”反推得知親本所產生的配子及其比例，進而結合“減數分裂”這個細胞學基礎，直接逆向推導出親本的基因型。

基于此，下面通過2017年全國Ⅱ卷的一道選擇題及其變式訓練等實例，加以課堂診斷，具體而深入地分析如何巧用“配子法”逆向推導親本基因型，迅速突破遺傳題解題關隘的思路和方法。

1 思路對比，課堂診斷

【例1】（2017·全國Ⅱ卷）若某哺乳動物毛色由3對位于常染色體上的、獨立分配的等位基因決定，其中：A基因編碼的酶可使黃色素轉化為褐色素；B基因編碼的酶可使該褐色素轉化為黑色素；D基因的表達產物能完全抑制A基因的表達；相應的隱性等位基因a、b、d的表達產物沒有上述功能。若用兩個純合黃色品種的動物作為親本進行雜交，F1均為黃色，F2中毛色表現型出現了黃∶褐∶黑=52∶3∶9的數量比，則雜交親本的組合是 （ ）

A.AABBDD×aaBBdd或AAbbDD×aabbdd

B.aaBBDD×aabbdd或AAbbDD×aaBBDD

C.aabbDD×aabbdd或AAbbDD×aabbdd

D.AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd

一般解題思路：欲判斷雜交親本組合的基因型，其關鍵在于推導出F1的基因型，再根據各個選項給出的答案驗證即可得知。由于題干就該哺乳動物毛色的性狀用了大量篇幅闡述了“基因如何通過控制酶的合成控制細胞的代謝進程進而控制生物性狀”，所以學生遇到此題一般會將題干中的文字信息轉化為“基因間接控制性狀”的線路圖（圖1），由此寫出各種毛色的基因型：黃色為A_D___或aa____；褐色為A_bbdd；黑色為A_B_dd。因為3對等位基因獨立遺傳，便以褐色毛或黑色毛為切入點，將比例52∶3∶9轉化為褐色毛為3/64或黑色毛為9/64的概率，利用“乘法原理拆分法”拆分為褐色毛3/64=（3/4）×（1/4）×（1/4）或黑色毛9/64=（3/4）×（3/4）×（1/4）。根據每對等位基因與概率的對應關系，即可推導出F1的基因型為AaBbDd，從而定位正確選項。總結以上解題思路為：明確基因在染色體上的位置關系→獲取并轉換題干信息→基因填充→數據處理（化“比例”為“概率”）→乘法原理拆分“概率”數值→確定基因型。

圖1 基因間接控制生物的性狀

“配子法”逆推解題思路：學生的一般解題思路充分利用了題干背景中的已知信息，步步相連，可以達到解題目的，但過程繁多，容易在中間步驟出錯，并且缺少技巧性。在高考的選擇題中，若如此解題，實則花費了大量時間。盡管此題的背景篇幅較長，但解題的關鍵其實是如何巧妙處理數據。對于“黃∶褐∶黑=52∶3∶9”這個比例，也可另辟蹊徑，處理為“52+3+9=64；64=8×8”。64代表的是“雌雄配子隨機結合的各種方式的總和”，也即“棋盤法”的本質用意。由于本題不涉及“基因致死”考點的考查，所以“64”的棋盤一定是n2，也即“8×8”的棋盤。“8”代表的即是F1產生配子的類型共有8種。又知三對等位基因相互獨立，結合減數分裂的過程，倒推則可得知，只有基因型為AaBbDd（含三對等位基因）的F1才能產生8種配子。總結該解題思路為：明確基因在染色體上的位置關系→數據處理（“還原棋盤”倒推配子）→確定基因型。這樣一來，便可達到化繁為簡，“重思維而輕計算”的精準而快速的解題目的。

2 方法演繹，觸類旁通

【變式訓練1】（2018·廣州市調研考試·節選）某兩性花植物有早花和晚花兩種表現型，受兩對獨立遺傳的等位基因（A、a和B、b）控制，同時含基因A、B的幼苗經低溫處理后，成熟時開晚花，若不經低溫處理則開早花，其他基因型的不論是否經低溫處理均開早花。用植株甲與植株乙雜交，收獲其種子（F1）并播種，幼苗經低溫處理后得到的晚花植株∶早花植株=3∶5。回答下列問題：

（1）兩親本的基因型分別是_______，開早花的F1植株中，純合子的基因型有_______種。

（2）開晚花的F1植株自交所得種子（F2）在常溫下種植，開早花的植株占_______。含基因A、B的植株經低溫處理后才開晚花，這說明基因和性狀的關系是_______ 。

參考答案：（1）Aabb×AaBb或aaBb×AaBb 2

（2）100% 生物的性狀是基因與環境共同作用的結果。

“配子法”逆推解題思路：由題干信息，分析可知該題中基因與性狀的對應關系，見表1。

表1 基因與性狀的對應關系

就本題的第一空詳細分析：欲求得植株甲和乙這兩個親本的基因型，以題干中“F1中晚花植株∶早花植株=3∶5”這個條件為切入點，比例“3∶5”則可以處理為“3+5=8”。“8”為兩親本產生的雌雄配子隨機結合的各種方式的總和。將“8”進行數據拆分，可分為“8=1×8”和“8=2×4”兩種處理方案。回到題干中，由于該兩性花植物關于早花/晚花的性狀由兩對相互獨立的等位基因控制，所以親本不可能產生8種配子，所以舍棄“8=1×8”這種處理方案。因此“8=2×4”，則表示，雙親中一方產生兩種配子，另一方則產生四種配子。由減數分裂的過程推導，便可以從眾多的基因型中直接定位：能產生兩種配子的親本的基因型為Aabb或aaBb，而能產生四種配子的親本的基因型為AaBb。接著，將推導得到的基因型代入題干進行驗證的過程中，便可水到渠成地得到其他小題的答案。該解題思路的過程中，尤其要注意“棋盤法”的靈活運用和解題過程中思維訓練的嚴謹性。

【變式訓練2】（2019·安徽合肥考試）水稻的高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗瘟病（R）對易染病（r）為顯性。現有一高稈抗病的親本水稻和矮稈易染病的親本水稻雜交，產生的F1再和隱性類型進行測交，結果如圖2所示（兩對基因位于兩對同源染色體上），請問F1的基因型為 （ ）

圖2 測交結果示意圖

A.DdRR和ddRr B.DdRr和ddRr

C.DdRr和Ddrr D.ddRr

參考答案：C

“配子法”逆推解題思路：由題干得知，2對等位基因獨立遺傳，便可分開2對相對性狀，單獨研究之。整合坐標系中柱形圖的數據，子代性狀中高桿∶矮桿=1∶1；抗瘟病∶易染病=1∶3，需注意到，此為F1和隱性個體測交的實驗結果。測交實驗中，已知隱性個體（矮桿易感病）的基因型必為ddrr，只能產生dr一種配子，所以“測交”實驗本質上“測”的即為F1所產生的配子種類及其比例。即“子代性狀中高桿∶矮桿=1∶1，抗瘟病∶易染病=1∶3”的數據實則表示F1能產生配子D和d，且比例為1∶1；能產生配子R和r，且比例為1∶3。回至各個選項，勿需計算驗證，便可迅速精準定位正確選項C（F1的基因型為DdRr和Ddrr）。該題解題思路過程中，需注意到，測驗實驗中的棋盤必然是“1×n”的棋盤，而“子代的表現型種類及其比例”代表的就是另一個未知親本所產生的“配子的種類及其比例”，也即n的含義。

3 把握本質，反思提升

推導親本基因型是攻克遺傳題的必經“關隘”。通過上述3道典例分析可知，利用“配子法”逆向推導，其整體思路可總結為：明確基因位置→進行數據處理（如“比例”相加）→逆向倒推“棋盤”→得出配子種類→定位親本基因型，達到“重思維而輕計算”的精準而快速的解題目的。

在遺傳題中，教師利用該方法培養并發展學生的思維品質，要注意：①要求學生對于“減數分裂過程”的基本功要扎實而牢固，能夠抓住“產生配子的種類”這一突破點，利用好基因在染色體上的位置關系，反推出親本的基因型。②訓練學生要善于透過形式多變的題干背景，抓住本質，使學生明白“子代表現型的種類及其比例”的數據，實則為雌雄配子（及其比例）隨機結合后產生的基因型，再“合并同類項”呈現的結果。而其中的“雌雄配子的隨機結合”，就是“棋盤法”。繼而，教師利用多種變式訓練，讓學生觸類旁通，進一步領悟到“棋牌法”在具體的探索情景中是靈活多變的，是要做到活學活用的，而絕非僅僅是書本上的經典比例“9∶3∶3∶1”才應用到了“棋盤法”。

遺傳題中，巧用“配子法”逆向推導親本基因型，實用而巧妙，把握住了“減數分裂”這一關鍵知識和遺傳題的本質聯系，在訓練提升、領悟本質規律的過程中，有力培養了學生們思維品質的深刻性和靈活性。