淺析自由交配遺傳計(jì)算的解法歸納

李秀富

摘 要：遇到自由交配遺傳問(wèn)題，有時(shí)候需要從自由交配本質(zhì)就是親代雌雄配子自由交配角度分析會(huì)更容易解決問(wèn)題，學(xué)生也易于學(xué)習(xí)掌握。

關(guān)鍵詞：雌雄配子；自由交配；遺傳

作者在平時(shí)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在解答自由交配類計(jì)算題時(shí)往往沒(méi)有頭緒，或者錯(cuò)誤率較高，為此作者歸納了一些高中典型題型，從自由交配的實(shí)質(zhì)角度進(jìn)行分析，找出一些做題規(guī)律。

一、哈迪—溫伯格定律

哈迪—溫伯格定律也稱遺傳平衡定律，其主要內(nèi)容是指：如果一個(gè)種群滿足：種群足夠大，個(gè)體間可以隨機(jī)交配并產(chǎn)生后代，沒(méi)有突變發(fā)生，沒(méi)有遷入遷出，沒(méi)有自然選擇，即保持著基因平衡。在教學(xué)過(guò)程中，教師一定要給學(xué)生推導(dǎo)公式，讓學(xué)生真正理解這個(gè)公式的內(nèi)涵。

假設(shè)一個(gè)種群滿足五個(gè)理想狀態(tài)，AA這種基因型的個(gè)體占30%，Aa基因型個(gè)體占60%，Aa個(gè)體占30%，個(gè)體間隨機(jī)交配，下一代個(gè)體的基因頻率和基因型頻率是多少？

親代配子種類以及概率A=60%，a=40%（與基因頻率一樣），親代個(gè)體隨機(jī)交配，本質(zhì)上就是雌雄配子隨機(jī)交配，利用棋盤法可知子一代基因型頻率為AA=36%，Aa=48%，aa=16%。當(dāng)?shù)任换蛑挥袃蓚€(gè)時(shí)（A、a），設(shè)p表示A的基因頻率，q表示a的基因頻率，則AA基因型的頻率為p2，Aa基因型的頻率為2pq，aa基因型的頻率為q2。

二、典型例題

1.（2014山東卷.28）果蠅灰體（E）對(duì)黑檀體（e）為顯性；短剛毛和長(zhǎng)剛毛是一對(duì)相對(duì)性狀，由一對(duì)等位基因（B，b）控制。這兩對(duì)基因位于常染色體上且獨(dú)立遺傳。（1）（2）略

（3）在沒(méi)有遷入遷出、突變和選擇等條件下，一個(gè)由純合果蠅組成的大種群個(gè)體間自由交配得到F1，F(xiàn)1中灰體果蠅8400只，黑檀體果蠅1600只。F1中e的基因頻率為 ，Ee的基因型頻率為 。親代群體中灰體果蠅的百分比為 。

（4）灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交，在后代群體中出現(xiàn)了一只黑檀體果蠅。出現(xiàn)該黑檀體果蠅的原因可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過(guò)程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失?，F(xiàn)有基因型為EE，Ee和ee的果蠅可供選擇，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果預(yù)測(cè)，以探究其原因。（注：一對(duì)同源染色體都缺失相同片段時(shí)胚胎致死；各型配子活力相同）實(shí)驗(yàn)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(tǒng)計(jì)F2表現(xiàn)型及比例。

結(jié)果預(yù)測(cè)：I.如果F2表現(xiàn)型及比例為 ，則為基因突變；II.如果F2表現(xiàn)型及比例為 ，則為染色體片段缺失。

解析：（3）此小題題干中有一個(gè)信息非常關(guān)鍵，親代果蠅全部是純合體，結(jié)合沒(méi)有突變、遷入遷出、自由交配等條件可知子代和親代的基因頻率是一樣的，可利用哈迪—溫伯格定律解題。ee比例=1600/（1600+8400）=16%，故e的基因頻率為40%，則E的基因頻率為60%，親代E的基因頻率也為60%，所以，親代純合灰體果蠅的百分比為60%。進(jìn)一步推測(cè)出Ee的基因型頻率為2×40%×60%=48%。

（4）如果是基因突變，親代雜交產(chǎn)生Ee，只有一種基因型，Ee自由交配產(chǎn)生后代的基因型及比例為：EE∶Ee∶ee=1∶2∶1，灰體：黑檀體=3∶1。

如果是染色體變異，親代雜交如下圖，F(xiàn)1的基因型為Eo和Ee，有的配子缺失E和e基因，大部分同學(xué)不容易得出基因頻率，不適合直接采用哈迪—溫伯格定律計(jì)算。這時(shí)要轉(zhuǎn)換思路，親代自由交配，本質(zhì)上是雌雄配子的自由交配，列棋盤進(jìn)行計(jì)算。

灰體∶黑檀體=4∶1。

如果選用Ee基因型果蠅雜交，用相同的解題思路，可得知如果是基因突變，灰體∶黑檀體=7∶9，如果是染色體變異，灰體∶黑檀體=7∶8

2.一種群中有紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅，相互交配子一代全部為紅眼果蠅，子一代自交得到子二代，雌性紅眼占1/2，雄性紅果蠅占1/4，雄性白果蠅占1/4，子二代雌雄果蠅自由交配所得自三代的表現(xiàn)型及比例為多少？

解析：根據(jù)子代中同一表現(xiàn)型在雌雄個(gè)體中的比例不同，可知決定果蠅紅白眼的基因位于性染色體上，用R和r表示表示顯隱性基因。子二代中基因型為XRXR，XRXraa，XRY，Xr Y，比例為1∶1∶1∶1。由于是性染色體上的基因遺傳，子二代自由交配，不方便直接用哈迪-溫伯格定律計(jì)算?？刹捎闷灞P法計(jì)算后代的基因型及表現(xiàn)型。雌果蠅XRXr產(chǎn)生的配子有1/4XR，1/4Xr，雌果蠅XRXR產(chǎn)生的配子有1/2XR，雄果蠅XRY和XrY產(chǎn)生的配子為1/4XR、1/4Xr、1/2Y。

紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅=7∶1∶6∶2

以上題型闡述了自由交配后代中各基因頻率或基因型頻率的解題方法，在平時(shí)練習(xí)時(shí)如果遇到可以簡(jiǎn)單地計(jì)算出親代或子代基因頻率時(shí)可以采用哈迪—溫伯格定律來(lái)計(jì)算，如第1題（3）題。如果有兩對(duì)等位基因、染色體發(fā)生變異、基因在性染色體上時(shí)，可以考慮配子的隨機(jī)交配，算出雌雄配子的概率，列棋盤找出答案。希望學(xué)生能學(xué)以致用，靈活地解答相關(guān)遺傳計(jì)算題。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁錦明.Aa連續(xù)自交、隨機(jī)交配及其淘隱問(wèn)題例析[J].生物學(xué)通報(bào)，2009（03）：44.

[2]茍?jiān)屏?淺議自由交配中有關(guān)概率的計(jì)算[J].科技資訊，2011（04）.

編輯 王團(tuán)蘭