浅析自由交配遗传计算的解法归纳

李秀富

摘 要：遇到自由交配遗传问题，有时候需要从自由交配本质就是亲代雌雄配子自由交配角度分析会更容易解决问题，学生也易于学习掌握。

关键词：雌雄配子；自由交配；遗传

作者在平时教学中发现，学生在解答自由交配类计算题时往往没有头绪，或者错误率较高，为此作者归纳了一些高中典型题型，从自由交配的实质角度进行分析，找出一些做题规律。

一、哈迪—温伯格定律

哈迪—温伯格定律也称遗传平衡定律，其主要内容是指：如果一个种群满足：种群足够大，个体间可以随机交配并产生后代，没有突变发生，没有迁入迁出，没有自然选择，即保持着基因平衡。在教学过程中，教师一定要给学生推导公式，让学生真正理解这个公式的内涵。

假设一个种群满足五个理想状态，AA这种基因型的个体占30%，Aa基因型个体占60%，Aa个体占30%，个体间随机交配，下一代个体的基因频率和基因型频率是多少？

亲代配子种类以及概率A=60%，a=40%（与基因频率一样），亲代个体随机交配，本质上就是雌雄配子随机交配，利用棋盘法可知子一代基因型频率为AA=36%，Aa=48%，aa=16%。当等位基因只有两个时（A、a），设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率，则AA基因型的频率为p2，Aa基因型的频率为2pq，aa基因型的频率为q2。

二、典型例题

1.（2014山东卷.28）果蝇灰体（E）对黑檀体（e）为显性；短刚毛和长刚毛是一对相对性状，由一对等位基因（B，b）控制。这两对基因位于常染色体上且独立遗传。（1）（2）略

（3）在没有迁入迁出、突变和选择等条件下，一个由纯合果蝇组成的大种群个体间自由交配得到F1，F1中灰体果蝇8400只，黑檀体果蝇1600只。F1中e的基因频率为 ，Ee的基因型频率为 。亲代群体中灰体果蝇的百分比为 。

（4）灰体纯合果蝇与黑檀体果蝇杂交，在后代群体中出现了一只黑檀体果蝇。出现该黑檀体果蝇的原因可能是亲本果蝇在产生配子过程中发生了基因突变或染色体片段缺失。现有基因型为EE，Ee和ee的果蝇可供选择，请完成下列实验步骤及结果预测，以探究其原因。（注：一对同源染色体都缺失相同片段时胚胎致死；各型配子活力相同）实验步骤：

①用该黑檀体果蝇与基因型为 的果蝇杂交，获得F1；

②F1自由交配，观察、统计F2表现型及比例。

结果预测：I.如果F2表现型及比例为 ，则为基因突变；II.如果F2表现型及比例为 ，则为染色体片段缺失。

解析：（3）此小题题干中有一个信息非常关键，亲代果蝇全部是纯合体，结合没有突变、迁入迁出、自由交配等条件可知子代和亲代的基因频率是一样的，可利用哈迪—温伯格定律解题。ee比例=1600/（1600+8400）=16%，故e的基因频率为40%，则E的基因频率为60%，亲代E的基因频率也为60%，所以，亲代纯合灰体果蝇的百分比为60%。进一步推测出Ee的基因型频率为2×40%×60%=48%。

（4）如果是基因突变，亲代杂交产生Ee，只有一种基因型，Ee自由交配产生后代的基因型及比例为：EE∶Ee∶ee=1∶2∶1，灰体：黑檀体=3∶1。

如果是染色体变异，亲代杂交如下图，F1的基因型为Eo和Ee，有的配子缺失E和e基因，大部分同学不容易得出基因频率，不适合直接采用哈迪—温伯格定律计算。这时要转换思路，亲代自由交配，本质上是雌雄配子的自由交配，列棋盘进行计算。

灰体∶黑檀体=4∶1。

如果选用Ee基因型果蝇杂交，用相同的解题思路，可得知如果是基因突变，灰体∶黑檀体=7∶9，如果是染色体变异，灰体∶黑檀体=7∶8

2.一种群中有红眼雌果蝇和白眼雄果蝇，相互交配子一代全部为红眼果蝇，子一代自交得到子二代，雌性红眼占1/2，雄性红果蝇占1/4，雄性白果蝇占1/4，子二代雌雄果蝇自由交配所得自三代的表现型及比例为多少？

解析：根据子代中同一表现型在雌雄个体中的比例不同，可知决定果蝇红白眼的基因位于性染色体上，用R和r表示表示显隐性基因。子二代中基因型为XRXR，XRXraa，XRY，Xr Y，比例为1∶1∶1∶1。由于是性染色体上的基因遗传，子二代自由交配，不方便直接用哈迪-温伯格定律计算。可采用棋盘法计算后代的基因型及表现型。雌果蝇XRXr产生的配子有1/4XR，1/4Xr，雌果蠅XRXR产生的配子有1/2XR，雄果蝇XRY和XrY产生的配子为1/4XR、1/4Xr、1/2Y。

红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇=7∶1∶6∶2

以上题型阐述了自由交配后代中各基因频率或基因型频率的解题方法，在平时练习时如果遇到可以简单地计算出亲代或子代基因频率时可以采用哈迪—温伯格定律来计算，如第1题（3）题。如果有两对等位基因、染色体发生变异、基因在性染色体上时，可以考虑配子的随机交配，算出雌雄配子的概率，列棋盘找出答案。希望学生能学以致用，灵活地解答相关遗传计算题。

参考文献：

[1]袁锦明.Aa连续自交、随机交配及其淘隐问题例析[J].生物学通报，2009（03）：44.

[2]苟云良.浅议自由交配中有关概率的计算[J].科技资讯，2011（04）.

编辑 王团兰