巧用棋盤法速解兩種基因型個體遺傳題

曹廣忠

(江蘇省徐州高級中學(xué) 221009)

高中生物學(xué)遺傳試題中，涉及兩種基因型個體自由交配、兩種基因型個體與另一種性狀兩種基因型個體交配等計算題時，如果采用常規(guī)的交叉線法和分枝法求解，往往很繁瑣且容易出現(xiàn)差錯，這也正是考試時這類題學(xué)生得分率低的重要原因。若采用構(gòu)建“棋盤法”，則能化繁為簡。筆者舉例說明如下。

1 兩種基因型個體自由交配時計算后代中純(雜)合子所占比例

例1 果蠅的灰身(A)和白身(a)是常染色體上的一對等位基因控制的相對性狀,親代的基因型為Aa,親代自交得到F1，讓F1中灰身果蠅自由交配得到F2，再用F2中灰身果蠅自由交配得到F3，則F3灰身果蠅中純合子所占比例為________(用分?jǐn)?shù)表示)。

解析：F1中灰身果蠅為1/3AA、2/3Aa，F(xiàn)1產(chǎn)生a配子的概率為1/3，A配子的概率為2/3。F1中灰身果蠅自由交配得到F2。根據(jù)雌雄配子結(jié)合機會相等，利用配子棋盤法可以構(gòu)建表1：可以看出F2中灰身果蠅AA∶Aa=4/9∶4/9=1∶1, F2產(chǎn)生配子A的概率為3/4，配子a的概率為1/4。用F2中灰身果蠅自由交配得到F3，根據(jù)雌雄配子結(jié)合機會相等，利用配子棋盤法可以構(gòu)建表2：可以看出子代基因型及所占比例為9/16AA∶6/16Aa，所以F3灰身果蠅中純合子所占比例為9/(9+3+3)=3/5。參考答案：3/5。

表1 利用配子棋盤法解題步驟一

例2 已知某一動物種群中僅有Aabb和AAbb兩種類型個體，Aabb∶AAbb=1∶2，且該種群中雌雄個體

表2 利用配子棋盤法解題步驟二

比例為1∶1，個體間可以自由交配，則該種群自由交配產(chǎn)生的子代中能穩(wěn)定遺傳的個體理論上的比例為( )

A.5/8 B.5/9 C.13/16 D.13/18

解析：由于Aabb∶AAbb=1∶2，因此Aabb和AAbb兩種類型個體產(chǎn)生ab配子的概率為1/6，Ab配子的概率為5/6。根據(jù)雌雄配子結(jié)合機會相等，利用配子棋盤法可以構(gòu)建表3：可以看出該種群自由交配產(chǎn)生的子代中能穩(wěn)定遺傳的個體理論上的比例為1/36+25/36=13/18。參考答案：D。

表3 利用配子棋盤法解題步驟三

2 一種性狀遺傳時，計算兩種基因型個體與另兩種基因型個體交配后代中某基因型或表現(xiàn)型概率

例3 (2014年江蘇高中學(xué)業(yè)水平測試第38題)圖示為某單基因遺傳病(顯、隱性基因分別為A、a)的系譜圖，請據(jù)圖回答(概率用分?jǐn)?shù)表示)：

(1)(2)(3)略。

(4)若Ⅱl攜帶該遺傳病的致病基因，請繼續(xù)以下分析： ①Ⅲ2的基因型為________。 ②研究表明，正常人群中該致病基因攜帶者的概率為2%。如果Ⅲ2和一個正常男性結(jié)婚，生育了一個表現(xiàn)型正常的女兒，則該女兒攜帶致病基因的概率為________。

解析：①若是X染色體隱性遺傳，則Ⅱl的基因型為XAY，不攜帶致病基因，與題目“若Ⅱl攜帶該遺傳病的致病基因”不符，故只能是常染色體隱性遺傳。

首先，Ⅱl與Ⅱ2基因型均為Aa，Ⅲ2的基因型為1/3AA或2/3Aa，Ⅲ2產(chǎn)生卵細(xì)胞a的概率是1/3，產(chǎn)生卵細(xì)胞A的概率是2/3。其次，正常人群中該致病基因攜帶者的概率為2%，即正常男性的基因型為1/50 Aa或49/50AA。正常男性，產(chǎn)生精子a的概率是1/100，產(chǎn)生精子A的概率是99/100。根據(jù)受精時雌雄配子結(jié)合機會相等，利用配子棋盤法可以構(gòu)建表4：可以看出表現(xiàn)型正常的女兒攜帶致病基因的概率=(99+2)/(99+2+198)=101/299。參考答案：①AA或Aa ②101/299。

表4 利用配子棋盤法解例3

3 兩種性狀獨立遺傳時，計算子代中某兩種基因型個體中雜(純)合子的比例

例4 (2015年江蘇高中學(xué)業(yè)水平測試第39題)果蠅的灰身與黑身為一對相對性狀，直毛與分叉毛為一對相對性狀。

現(xiàn)有表現(xiàn)型均為灰身直毛的果蠅雜交，F(xiàn)1的表現(xiàn)型與比例如圖所示。請據(jù)圖回答：

(1)(2)問略。

(3)若同時考慮這兩對相對性狀，則F1雌果蠅中雜合子所占比例為________(用分?jǐn)?shù)表示)。

解析：(3)問得分率很低，主要原因是考生解題不得法。設(shè)控制灰身和黑身的基因分別為A和a，控制直毛和分叉毛的基因分別為R和r，則親本的基因型分別為AaXRY和AaXRXr。先考慮體色遺傳，Aa×Aa后代中，純合體(AA與aa)占1/2，雜合子(Aa)占1/2；再考慮毛發(fā)性狀遺傳，XRY×XRXr后代中的雌果蠅有兩種基因型，其中純合體XRXR占1/2，雜合子XRXr占1/2。由于兩種性狀獨立遺傳，故利用純種雜種棋盤法可以構(gòu)建表5：可以看出，F(xiàn)1中雌果蠅中雜合子所占的比例=1/4+1/4+1/4=3/4。參考答案：3/4。

表5 利用純種雜種棋盤法解題

4 兩種性狀獨立遺傳時，計算兩種基因型個體與另兩種基因型個體交配后代中某表現(xiàn)型概率

例5 圖示為某家庭的遺傳系譜圖。已知色盲(甲)為伴X染色體隱性遺傳病，由B、b基因控制的；白化病(乙)為常染色體隱性遺傳病，由A、a基因控制。請據(jù)圖回答：

(1)(2)(3)問略。

(4)若10號12號結(jié)婚，所生子女中發(fā)病率是多少？只患一種病的概率是多少？同時患兩種病的概率是多少？

解析：先看白化病遺傳：10號基因型為Aa，12號的基因型為1/3AA或2/3Aa，所以10號與12號結(jié)婚，后代患白化病aa的概率=2/3×1/4=1/6,正常的概率=1-1/6=5/6。

再看色盲的遺傳：10號的基因型為1/2XBXB或1/2XBXb，12號的基因型為XBY, 所以10號與12號結(jié)婚，后代患色盲XbY的概率=1/2×1/4=1/8，正常的概率=1-1/8=7/8。由于兩種性狀獨立遺傳，故利用性狀棋盤法可以構(gòu)建表6：可以看出，子女中發(fā)病率=1-35/48=13/48，只患一種病的概率=5/48+7/48=1/4，同時患兩種病的概率=1/48。參考答案：13/48 1/4 1/48。

表6 利用性狀棋盤法解題

表6 利用性狀棋盤法解題

白化病(1/6)無白化病(5/6)色盲(1/8)同時患兩種病(1/48)只患色盲(5/48)無色盲(7/8)只患白化病(7/48)正常(35/48)