江蘇 王銳利

“基因自由組合定律的應(yīng)用”一輪復(fù)習(xí)建議

江蘇 王銳利

江蘇省高考說(shuō)明中對(duì)基因自由組合定律的應(yīng)用要求為C級(jí)，即要求考生在充分理解自由組合定律的基礎(chǔ)上，能夠在較復(fù)雜的情景中綜合運(yùn)用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評(píng)價(jià)。根據(jù)平時(shí)教學(xué)觀察，筆者發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容每屆學(xué)生都掌握得不太好。所以在一輪復(fù)習(xí)時(shí)要做到一步到位。本文是筆者在執(zhí)教過(guò)程中的復(fù)習(xí)流程，已收到良好的教學(xué)反饋。

1 回顧基因自由組合定律的常規(guī)題型

通過(guò)回顧孟德?tīng)杻蓪?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)過(guò)程，幫助學(xué)生明確基因型為YyRr的個(gè)體自交所產(chǎn)生的后代基因型，重溫配子—棋盤(pán)法和分拆合并法，并介紹這兩種方法所適用的時(shí)機(jī)。其中，配子—棋盤(pán)法主要針對(duì)于產(chǎn)生特殊配子的題型，比如Y、y和R、r這兩對(duì)等位基因位于同一對(duì)同源染色體上時(shí)，不考慮交叉互換，則親本YyRr所產(chǎn)生的配子只有兩種，而不是同學(xué)們一貫所認(rèn)為的四種（YR、Yr、yR、yr）；分拆合并法則適用于除上述題型之外的大多數(shù)計(jì)算題。

1.1 已知親本基因型求子代基因型、表現(xiàn)型

例1：已知A與a、B與b、C與c 這3對(duì)等位基因自由組合，基因型分別為AaBbCc、AabbCc的個(gè)體進(jìn)行雜交。下列關(guān)于雜交后代的推測(cè)，正確的是 （ ）

A. 表現(xiàn)型有8種，AaBbCc個(gè)體的比例為1/16

B. 表現(xiàn)型有4種，aaBbcc個(gè)體的比例為1/16

C. 表現(xiàn)型有8種，Aabbcc個(gè)體的比例為1/8

D. 表現(xiàn)型有8種，aaBbCc個(gè)體的比例為1/16

【答案】D

筆者講解這道題目之前，增設(shè)了這樣幾個(gè)小問(wèn)：①基因型為AaBbCc的個(gè)體所產(chǎn)生的配子種類(lèi)數(shù)及其產(chǎn)生Abc配子的概率是多少？②這兩個(gè)親本所產(chǎn)生的雌雄配子間的結(jié)合方式有多少種？③這兩個(gè)親本產(chǎn)生的子代基因型有多少種？

通過(guò)層層鋪墊，學(xué)生可以將兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、解釋和驗(yàn)證充分復(fù)習(xí)到位，明白了基因自由組合定律發(fā)生于個(gè)體減數(shù)分裂形成配子過(guò)程中，并能夠簡(jiǎn)單地加以應(yīng)用。實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，此題正確率提高。

1.2 已知子代基因型、表現(xiàn)型分離比推測(cè)親本基因型

例2：如果已知子代基因型及比例為1YYRR∶1YYrr∶1YyRR∶1Yyrr∶2YYRr∶2YyRr，并且也知道上述結(jié)果是按自由組合定律產(chǎn)生的。那么兩親本的基因型是什么？

【答案】YYRr和YyRr

有了之前的鋪墊，學(xué)生已掌握分組分析的思想：什么基因型的親本之間的雜交可以產(chǎn)生YY和Yy，且比例等于（1+1+2）∶（1+1+2）=1∶1，根據(jù)分離定律基本模式可知這組親本為YY和Yy的雜交；另一組是什么基因型的親本之間的雜交可以產(chǎn)生RR、Rr和rr且比例為1∶2∶1，則可得出親本為Rr和Rr的雜交。合并之后得到親本為YYRr和YyRr。

練習(xí)1：豌豆子葉的黃色（Y）對(duì)綠色（y）為顯性，圓粒種子（R）對(duì)皺粒種子（r）為顯性。某人用黃色圓粒和綠色圓粒的豌豆進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種類(lèi)型，對(duì)性狀的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示，據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）親本的基因組成是________（黃色圓粒）________，（綠色圓粒）。

（2）在F1中，表現(xiàn)型不同于親本的是________，它們之間的數(shù)量比為_(kāi)______。F1中純合子占的比例是_______。

（3）F1中黃色圓粒豌豆的基因組成是________。如果用F1中的一株黃色圓粒豌豆與綠色鄒粒豌豆雜交，得到的F2的性狀類(lèi)型有________種，數(shù)量比為_(kāi)_______。

【答案】（1）YyRr yyRr

（2）綠色皺粒和黃色皺粒 1∶1 1/4

（3）YyRR或YyRr 2或4 1∶1或1∶1∶1∶1

1.3 自由組合定律在遺傳病概率計(jì)算題中的應(yīng)用

例3：一個(gè)正常的女人與一個(gè)并指（Bb）的男人結(jié)婚，他們生了一個(gè)白化病（aa）且手指正常的孩子。求這對(duì)夫婦再生一個(gè)孩子：

（1）只患并指的概率是多少？

（2）只患白化病的概率是多少？

（3）既患白化病又患并指的男孩的概率是多少？

（4）只患一種病的概率是多少？

（5）患病的概率是多少？

【答案】（1）3/8

（2）1/8

（3）1/16

（4）1/2

（5）5/8

這是一道典型的自由組合定律與遺傳病計(jì)算相結(jié)合的試題。這要求學(xué)生對(duì)這幾個(gè)相似的問(wèn)題有深刻的理解：什么時(shí)候要乘以1/2；所生后代患病的概率還是生出患病孩子的概率；患病、患一種病的深刻含義是什么。

綜上，自由組合常規(guī)題型的解題思想就是用好“分拆合并”法，即將自由組合定律問(wèn)題轉(zhuǎn)化為若干個(gè)分離定律的問(wèn)題，在獨(dú)立遺傳的情況下，有幾對(duì)基因就可分解為幾個(gè)分離定律的問(wèn)題。

2 自由組合定律的拓展分析

有時(shí)題目中告知某性狀受兩對(duì)等位基因控制，但分離比又不是9∶3∶3∶1的常規(guī)比例，這類(lèi)題如何分析呢？筆者總結(jié)了如下四種類(lèi)型：

2.1 無(wú)“致死”狀況下的自由組合定律9∶3∶3∶1的變式分析

例4：某種小鼠的體色受常染色體基因的控制，現(xiàn)用一對(duì)純合灰鼠雜交，F(xiàn)1都是黑鼠，F(xiàn)1中的雌雄個(gè)體相互交配，F(xiàn)2體色表現(xiàn)為9黑∶6灰∶1白。下列敘述正確的是 （ ）

A. 小鼠體色遺傳遵循基因的自由組合定律

B. 若F1與白鼠雜交，后代表現(xiàn)為2黑∶1灰∶1白

C. F2灰鼠中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占1/2

D. F2黑鼠有兩種基因型

【答案】A

本題中出現(xiàn)了9∶6∶1的比例，對(duì)于學(xué)生有些陌生。這看似不符合9∶3∶3∶1，實(shí)際上總和仍然是16份，從這一點(diǎn)就可以大膽假設(shè)本題中小鼠體色同時(shí)受兩對(duì)等位基因的控制，并且F2中的9∶6∶1實(shí)際上就表明單顯性的基因型所控制的性狀是一樣的，從而可以得到F1的基因型必為雙雜合子。

這類(lèi)題型符合基因自由組合定律，解題步驟總結(jié)如下：首先看F2的表現(xiàn)型比例，若表現(xiàn)型比例之和是16，不管以什么樣的比例呈現(xiàn)，都符合基因的自由組合定律。然后，寫(xiě)出正常的分離比9∶3∶3∶1，對(duì)照題中所給信息進(jìn)行歸類(lèi)，若分離比為9∶7，則為9∶（3∶3∶1），說(shuō)明A_bb、aaB_、aabb個(gè)體的表現(xiàn)型相同；若分離比為9∶6∶1，則為9∶（3∶3）∶1，即A_bb和aaB_個(gè)體的表現(xiàn)型相同；若分離比為15∶1，則為（9∶3∶3）∶1，即A_B_、A_bb和aaB_的表現(xiàn)型相同；若分離比為9∶3∶4，則為9：3：（3：1），即A_bb和aabb的表現(xiàn)型相同或aaB_和aabb的表現(xiàn)型相同。最后，根據(jù)異常分離比出現(xiàn)的原因，推測(cè)親本的基因型或推斷子代相應(yīng)表現(xiàn)型的比例。

2.2 某些“致死基因”或“基因型”導(dǎo)致性狀的分離比改變

例5：雕鸮（鷹類(lèi)）的下列性狀分別由位于兩對(duì)常染色體上的兩對(duì)等位基因控制，其中有一對(duì)基因具有顯性純合致死效應(yīng)（顯性純合子在胚胎期死亡）。已知綠色條紋雕鸮與黃色無(wú)紋雕鸮交配，F(xiàn)1為綠色無(wú)紋和黃色無(wú)紋，比例為1∶1。當(dāng)F1的綠色無(wú)紋雕鸮彼此交配時(shí)，其后代（F2）表現(xiàn)型及比例均為綠色無(wú)紋∶黃色無(wú)紋∶綠色條紋∶黃色條紋＝6∶3∶2∶1，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 （ ）

A.F1中的黃色無(wú)紋個(gè)體測(cè)交后代比例為1∶1∶1∶1

B.F1中的綠色無(wú)紋個(gè)體都是雙雜合子

C.顯性性狀分別是綠色、無(wú)紋

D.F2中致死的個(gè)體所占的比例為1/4

【答案】A

本題中所出現(xiàn)的6∶3∶2∶1，和9∶3∶3∶1的比例十分相似但又有不同，最關(guān)鍵的是要能夠認(rèn)識(shí)到表現(xiàn)型比例之和不是等于16份，說(shuō)明F2中出現(xiàn)了死亡的個(gè)體，而且題目里也告知顯性純合致死的效應(yīng)，那么到底是哪種基因致死呢？根據(jù)題意不難發(fā)現(xiàn)是綠色顯性純合致死，用A、a表示控色體色的基因，即含有AA基因型的個(gè)體死亡，從而得到答案。

2.3 顯性基因個(gè)數(shù)影響性狀的表現(xiàn)

例6：旱金蓮由三對(duì)等位基因控制花的長(zhǎng)度，這三對(duì)基因分別位于三對(duì)同源染色體上，作用相等且具疊加性。已知每個(gè)顯性基因控制花長(zhǎng)為5 mm，每個(gè)隱性基因控制花長(zhǎng)為2 mm?；ㄩL(zhǎng)為24 mm的同種基因型個(gè)體相互授粉，后代出現(xiàn)性狀分離，其中與親本具有同等花長(zhǎng)的個(gè)體所占比例是 （ ）

A. 1/16 B. 2/16

C. 5/16 D. 6/16

【答案】D

很顯然，這種題型中表現(xiàn)型與顯、隱性基因個(gè)數(shù)相關(guān)。根據(jù)題意可得，花長(zhǎng)為24mm的個(gè)體必然由4個(gè)顯性基因及2個(gè)隱性基因組成（4×5 mm+2×2 mm=24 mm），用A、a，B、b…代表相關(guān)基因，其基因型可以是AABBcc或AAbbCC或aaBBCC或AaBbCC或AaBBCc或AABbCc，然后又回到了基因自由組合定律的常規(guī)題型，見(jiàn)1.1。無(wú)論以哪一種基因型來(lái)計(jì)算，答案均為D。

2.4 控制某性狀的兩對(duì)或兩對(duì)以上的等位基因不獨(dú)立遺傳

例7：已知三對(duì)基因在染色體上的位置情況如圖所示，且三對(duì)基因分別單獨(dú)控制三對(duì)相對(duì)性狀，則下列說(shuō)法正確的是 （ ）

A. 三對(duì)基因的遺傳遵循基因的自由組合定律

B. 基因型為AaDd的個(gè)體與基因型為aaDd的個(gè)體雜交的后代會(huì)出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，比例為3∶3∶1∶1

C. 如果基因型為AaBb的個(gè)體在產(chǎn)生配子時(shí)沒(méi)有發(fā)生交叉互換，則它只產(chǎn)生4種配子

D. 基因型為AaBb的個(gè)體自交后代會(huì)出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，比例為9∶3∶3∶1

【答案】B

等位基因位于同源染色體的同一位置上，但非等位基因在染色體上的分布情況比較復(fù)雜，常見(jiàn)的有：位于非同源染色體上的非等位基因，位于同源染色體不同位置上的非等位基因。本題中三對(duì)等位基因并非位于三對(duì)同源染色體上，所以三對(duì)等位基因之間并不遵循基因自由組合定律。其中，A和B基因連鎖、a和b基因連鎖，不遵循基因的自由組合定律；A、a基因（B、d基因）與D、d基因位于非同源染色體上，遵循基因自由組合定律。所以在形成配子時(shí)，隨兩對(duì)同源染色體分離移向兩極的基因是AB和ab以及D和d，這樣，非等位基因隨非同源染色體自由組合而自由組合，可以得到該個(gè)體所產(chǎn)生的配子種類(lèi)為ABD、ABd、abD、abd四種。再根據(jù)基因自由組合定律的常規(guī)題型即可得到答案。

3 常規(guī)遺傳題的解題步驟流程圖

綜上，針對(duì)自由組合定律的應(yīng)用，萬(wàn)變不離其宗。只要學(xué)生能夠真正掌握變式題型變?cè)谀睦?，靈活地將其轉(zhuǎn)化成常規(guī)題型，再按照常規(guī)題型的解題步驟，一定可以將這部分的題做好。學(xué)生在復(fù)習(xí)到這一塊知識(shí)時(shí)，多練、多做、多總結(jié)也是必需的。

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