容易误用遗传平衡定律的案例

2016-08-20蔡辉儒

生物学教学 2016年1期

蔡辉儒

(四川省绵阳中学 621000)

在高中生物学的学习中，经常遭遇基因频率或者基因型频率的计算问题，此类题题型多变，相应解法也很多。然而，在众多的解法中以遗传平衡定律最为简洁，往往能起到事半功倍的效果。因此，熟练掌握并运用遗传平衡定律就显得格外的重要。然而在两对基因中运用时极易造成错误。

在运用自由组合定律解决两对基因的相关运算时，常将其分解成独立的一对基因进行运算，然后通过二项式的乘法展开即可。例如，AaBb自交，F1基因型的比例=(3∶1)×(3∶1)=9∶3∶3∶1 。那么，遗传平衡定律运用于两对基因随机交配的运算也是如此吗？先看看下面两例。

例1 (原创)在一个没有自然选择的理想环境中，有一个足够大的群体，基因型只有AaBB、 AABb和AaBb三种，且比例为1∶1∶1。现让该群体随机交配，请问F1中为AaBb基因型频率为________。

根据所学知识，可以尝试配子法和遗传平衡定律求解：

解法1(遗传平衡定律)：将两对基因分别随机交配。由题可得，1/3AA、2/3Aa产生的配子为：2/3A、1/3a，随机交配产生Aa=2pq=4/9 ；1/3BB、2/3Bb产生的配子为：2/3B、1/3b，随机交配产生Bb=2pq=4/9 ；故而，AaBb基因型频率为4/9×4/9=16/81。

解法2(配子法) ： AaBB 产生的配子为：1/3×(1/2AB+1/2aB); AABb 产生的配子为：1/3×(1/2AB+1/2Ab); AaBb 产生的配子为：1/3×(1/4AB+1/4Ab+1/4ab+1/4aB)。

因此，其总共产生的配子比例为5/12AB、3/12Ab、1/12ab和3/12aB。随机交配的结果如表1所示。从表中可以得出：AaBb的基因型频率=28/144=7/36。

比较两种解法可以发现，两种解法答案却不同。

表1 群体随机交配结果

那么，到底哪种解法正确呢？透过随机交配的实质可以知道，随机交配其实就是配子间自由结合的过程。所以，解法2的答案7/36肯定没错。那么，解法1错在哪里呢？

仔细分析解法1，将两对基因分别随机交配后再组合，其亲本基因型有4种不同的组合方式，分别为1/9AABB、2/9AABb 、2/9AaBB、4/9AaBb。这与题中只有1/3AaBB、1/3 AABb和1/3AaBb三种基因型的个体随机交配不符，即这种代换方式是不等价的，所以不能运用方法1求解。因此，要利用遗传平衡定律作答，就必须满足两对基因拆开后重新组合所得基因型与题干的意思要保持一致，即代换要等价，例如下题：

例2 已知具有B基因的狗，皮毛可以呈黑色；具有bb基因的狗，皮毛可以呈褐色。另有一对染色体上的i基因与狗的毛色形成有关，当基因突变为I时则可能出现白毛狗(白化)。如图便是一个狗毛色的遗传实验。请问：如果让F2中雌雄白毛狗随机交配，其后代出现褐毛狗的概率是________。

解法1：该题也可以用常规的配子法求解，可以得到F2中白毛狗的基因型有6种，分别为1/12IIBB、2/12IIBb、4/12IiBb、2/12IiBB、1/12iiBB、2/12iiBb。在随机交配的36种组合方式中能够得到iibb的组合方式有4/12IiBb×4/12IiBb、2/12iiBb×2/12iiBb、4/12IiBb×2/12iiBb、2/12iiBb×4/12IiBb共4种。所以iibb=4/12×4/12×1/4×1/4+2/12×2/12×1×1/4+2×4/12×2/12×1/2×1/4 =1/36。

解法2：如下图所示， F2中白色狗的6种基因型实际上是(1/3Ii+2/3ii)×(1/4BB+2/4Bb+1/4bb)展开的结果。所以，白色狗随机交配结果可以用两对基因分别随机交配后再相乘。由于每对基因独立遗传，互不干扰，因此直接得出基因频率i=1/3、b=1/2，从而得出iibb=1/36的结论。