蔣選榮

(江蘇省揚(yáng)州市新華中學(xué) 225009)

模式是指事物的標(biāo)準(zhǔn)樣式。高中生物學(xué)教學(xué)涉及一種或二種以上性狀的遺傳問題，運(yùn)用相應(yīng)的模式來解決，可以起到化繁為簡、事半功倍的效果。同時(shí)可以訓(xùn)練學(xué)生用科學(xué)方法解決遺傳學(xué)問題，提高學(xué)生應(yīng)用抽象思維的能力。

1 單一性狀遺傳表現(xiàn)型概率計(jì)算模式

單一性狀遺傳的表現(xiàn)型概率計(jì)算通常是指對(duì)同一性狀不同相對(duì)性狀概率的計(jì)算，具體模式如下。

圖1 單一性狀遺傳表現(xiàn)型概率計(jì)算模式

首先計(jì)算出隱性性狀概率的原因是隱性性狀都是純合子，顯性性狀包括顯性純合和顯性雜合子。

例1 已知小麥抗銹病是由顯性基因控制,讓一株雜合子小麥自交得F1,淘汰其中不抗銹病的植株后,再自交得F2,從理論上計(jì)算,F2中抗銹病占植株總數(shù)的________。

模式的應(yīng)用：假設(shè)顯性基因?yàn)锳，抗銹病的基因型為AA或Aa，不抗銹病的基因型為aa，不抗銹病的植株為純合子。依據(jù)題意，F(xiàn)1淘汰掉其中不抗銹病的植株后，基因型AA的植株占1/3，基因型為Aa的植株占2/3。F2中抗銹病植株的基因型包含AA和Aa，先直接算出aa植株(不抗銹病)的概率為2/3×1/4=1/6，抗銹病性狀的概率為1-1/6=5/6。若直接計(jì)算抗銹病性狀概率，需要分別算出基因型AA植株自交及Aa植株自交后出現(xiàn)抗銹病性狀的概率，即1/3+2/3×3/4=5/6。兩種算法相比，先算出隱性性狀概率的模式簡潔明了，學(xué)生不容易出錯(cuò)。

2 運(yùn)用分離定律解決2種以上性狀遺傳概率模式

在分離定律基礎(chǔ)上建構(gòu)的自由組合定律適用于2種或以上相對(duì)性狀的遺傳，每種性狀的遺傳仍然符合分離定律。運(yùn)用分離定律解決2種以上相對(duì)性狀的遺傳概率實(shí)質(zhì)是分別推理每種性狀遺傳，再通過“乘法定律”推理出兩種以上性狀遺傳的概率。建構(gòu)的推理表現(xiàn)型概率的模式如下(以甲、乙兩種性狀為例說明)。

圖2 運(yùn)用分離定律解決2種以上性狀遺傳概率模式

根據(jù)表格內(nèi)容可知，甲、乙性狀中任意相對(duì)性狀隨機(jī)組合的概率是各自出現(xiàn)概率的乘積，如A和C性狀同時(shí)出現(xiàn)概率應(yīng)是a和c的乘積。同理，運(yùn)用同樣的模式也可以推算出子代基因型及概率。

例2 一個(gè)正常的女人與一個(gè)并指(Bb)的男人結(jié)婚，生了一個(gè)白化病且手指正常的孩子。求：

(1)其再生一個(gè)孩子只出現(xiàn)并指的可能性是________。

(2)只患白化病的可能性是________。

(3)生一個(gè)既患白化病又患并指的男孩的概率是________。

(4)后代只患一種病的可能性是________。

(5)后代中患病的可能性是________。

模式的運(yùn)用：題干情境涉及兩種性狀遺傳，白化病性狀遺傳是常染色體隱性遺傳，并指性狀遺傳屬于常染色體顯性遺傳。假設(shè)白化病基因?yàn)閍，則親代父母基因型分別為Aabb、AaBb，根據(jù)模式，推算過程如下：

從表中所示，兩種性狀的遺傳可依據(jù)分離定律分開推理每一種性狀遺傳的基因型和表現(xiàn)性出現(xiàn)的概率，在此基礎(chǔ)上，推斷控制兩種性狀遺傳的基因型同時(shí)出現(xiàn)的概率是每一種基因型出現(xiàn)概率的乘積；同理，兩種以上表現(xiàn)型同時(shí)出現(xiàn)的概率是各自表現(xiàn)性出現(xiàn)概率的乘積。所述模式也適用于3種或3種以上的性狀遺傳，如推理生1個(gè)既患白化病又患并指的男孩的概率是多少？根據(jù)上表，生患白化病又患并指的概率是1/8，生男孩的概率是1/2，3種性狀同時(shí)出現(xiàn)的概率是1/8×1/2=1/16。

參考答案： (1)3/8 (2)1/8 (3)1/16 (4)1/2 (5)5/8。

3 運(yùn)用顯隱性配子發(fā)生概率解決遺傳學(xué)問題模式

配子是親代的產(chǎn)物、子代的來源，是上下代之間聯(lián)系的橋梁，對(duì)于具有不同基因型和表現(xiàn)型的同種生物隨機(jī)(相互)交配，可以利用顯隱性配子出現(xiàn)的概率來推測子代基因型和表現(xiàn)型，具體模式如下。

圖3 運(yùn)用顯隱性配子發(fā)生概率解決遺傳學(xué)問題模式

例3 果蠅灰身(B)對(duì)黑身(b)為顯性，現(xiàn)將純種灰身果蠅與黑身果蠅雜交，產(chǎn)生的F1代再自交產(chǎn)生F2代，將F2代中所有黑身果蠅除去，讓灰身果蠅自由交配，產(chǎn)生F3代。問F3代中灰身與黑身果蠅的比例是________。

模式的運(yùn)用：依據(jù)提干情境，F(xiàn)2代中所有黑身果蠅除去，讓灰身果蠅自由交配。推理F2代中灰身果蠅基因型分別為BB和Bb,比例為1∶2?；蛐虰B和Bb雌性或雄性個(gè)體產(chǎn)生的含B基因的配子概率是1/3+1/2×2/3=2/3,含b基因的配子概率是1-2/3=1/3。灰身果蠅隨機(jī)交配圖解如下：

根據(jù)圖解，F(xiàn)3代中bb所占比例是1/9，則灰身與黒身比例為8∶1，通過統(tǒng)計(jì)不同基因型產(chǎn)生顯隱性配子的概率，再通過配子的隨機(jī)結(jié)合預(yù)測子代基因型的模式思路清晰，容易掌握。

4 運(yùn)用基因頻率計(jì)算遺傳學(xué)概率模式

根據(jù)哈代-溫伯格定律，在種群較大、沒有變異發(fā)生、沒有自然選擇、無遷入和遷出的情況下，種群前后代基因頻率不變，利用基因頻率解決遺傳學(xué)問題的模式如圖4所示。

圖4 運(yùn)用基因頻率計(jì)算遺傳學(xué)概率模式

例4 果蠅的灰體(E)對(duì)黑檀體(e)為顯性，在沒有遷入遷出、突變和自然選擇等條件下，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，求親本中灰體所占的比例為________，F(xiàn)1中e的基因頻率為________，F(xiàn)2中Ee的基因型頻率為________。

模式的運(yùn)用：在符合哈代—溫伯格定律定律的前提下，種群前后代基因頻率不變。根據(jù)題干條件，F(xiàn)1中黑檀體果蠅1600只。所占比例為16%，推理出e基因頻率為0.4，E基因頻率為0.6；由于基因頻率不變，推理出親本灰體EE基因型比例為60%，由于親代都是純合體，所以灰體所占比例也為60%；F2中Ee的基因型頻率依據(jù)基因頻率計(jì)算為：2×A×a=2×60%×40%=48%。運(yùn)用基因頻率計(jì)算遺傳學(xué)概率模式的關(guān)鍵是種群的基因頻率在親代和子代保持不變，基于此基礎(chǔ)上推理出基因型和表現(xiàn)型及其概率。

5 分析遺傳系譜圖的一般模式

繪制遺傳系譜圖，可以推斷單基因遺傳病的遺傳方式，推算后代患遺傳病的概率。高中階段遺傳系譜圖一般有一種性狀遺傳系譜圖、兩種性狀遺傳系譜圖兩種類型，其中遺傳方式為常染色體遺傳(顯性或隱性遺傳病)、伴性遺傳病(X染色體上顯性或隱性遺傳病、Y染色體基因控制的遺傳病)等。遺傳系譜圖的分析遵循的一般原則是根據(jù)表現(xiàn)型推理基因型、依據(jù)親緣關(guān)系推算基因型(從親代推算子代、從子代推算親代)，遵循的基本規(guī)律是基因的分離定律和自由組合定律。在此基礎(chǔ)上，確定的分析遺傳系譜圖的一般模式如圖5所示。

圖5 分析遺傳系譜圖的一般模式

例5 圖示某家族甲、乙兩種遺傳病的系譜。甲遺傳病由一對(duì)等位基因 (A、a)控制，乙遺傳病由另一對(duì)等位基因(B、b)控制，兩對(duì)等位基因獨(dú)立遺傳。已知Ⅲ4攜帶甲遺傳病的致病基因，但不攜帶乙遺傳病的致病基因。請回答下列問題：

(1)甲遺傳病致病基因位于________染色體上，乙遺傳病致病基因位于________染色體上。

(2)Ⅱ2的基因型為________，Ⅲ3的基因型________。

模式的應(yīng)用：依據(jù)分析遺傳系譜圖的一般模式的圖解說明，判斷甲病和乙病都是隱性遺傳病(親代都正常，子代出現(xiàn)患病)；乙病致病基因在X染色體上(男性患病多，Ⅲ4不攜帶乙遺傳病的致病基因，Ⅳ2或Ⅳ3致病基因來自母親，表現(xiàn)為交叉遺傳，致病基因由母親傳給兒子)，推理出甲病為常染色遺傳(Ⅰ1患病，兒子正常，判定隱性遺傳病基礎(chǔ)上不表現(xiàn)交叉遺傳)。Ⅱ2的母親患甲病，兒子也患甲病，第Ⅳ2和Ⅳ3的基因型為XbY，第Ⅲ3基因型為XBXb，推斷Ⅱ2的基因型為AaXBXb。依據(jù)第Ⅱ代和Ⅳ代的表現(xiàn)型，確定Ⅲ3基因型為AAXBXb或AaXBXb。

分析遺傳系譜圖首先要厘清遺傳類型和遺傳方式，在此基礎(chǔ)上，依據(jù)遺傳規(guī)律，以單性狀遺傳分析為基礎(chǔ)，通過演繹等邏輯思維確定多性狀遺傳中親代或子代表現(xiàn)型、基因型及其概率。