巧用棋盘法速解两种基因型个体遗传题

2017-08-20曹广忠

生物学教学 2017年2期

曹广忠

(江苏省徐州高级中学 221009)

高中生物学遗传试题中，涉及两种基因型个体自由交配、两种基因型个体与另一种性状两种基因型个体交配等计算题时，如果采用常规的交叉线法和分枝法求解，往往很繁琐且容易出现差错，这也正是考试时这类题学生得分率低的重要原因。若采用构建“棋盘法”，则能化繁为简。笔者举例说明如下。

1 两种基因型个体自由交配时计算后代中纯(杂)合子所占比例

例1 果蝇的灰身(A)和白身(a)是常染色体上的一对等位基因控制的相对性状,亲代的基因型为Aa,亲代自交得到F1，让F1中灰身果蝇自由交配得到F2，再用F2中灰身果蝇自由交配得到F3，则F3灰身果蝇中纯合子所占比例为________(用分数表示)。

解析：F1中灰身果蝇为1/3AA、2/3Aa，F1产生a配子的概率为1/3，A配子的概率为2/3。F1中灰身果蝇自由交配得到F2。根据雌雄配子结合机会相等，利用配子棋盘法可以构建表1：可以看出F2中灰身果蝇AA∶Aa=4/9∶4/9=1∶1, F2产生配子A的概率为3/4，配子a的概率为1/4。用F2中灰身果蝇自由交配得到F3，根据雌雄配子结合机会相等，利用配子棋盘法可以构建表2：可以看出子代基因型及所占比例为9/16AA∶6/16Aa，所以F3灰身果蝇中纯合子所占比例为9/(9+3+3)=3/5。参考答案：3/5。

表1 利用配子棋盘法解题步骤一

例2 已知某一动物种群中仅有Aabb和AAbb两种类型个体，Aabb∶AAbb=1∶2，且该种群中雌雄个体

表2 利用配子棋盘法解题步骤二

比例为1∶1，个体间可以自由交配，则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体理论上的比例为( )

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两种类型个体产生ab配子的概率为1/6，Ab配子的概率为5/6。根据雌雄配子结合机会相等，利用配子棋盘法可以构建表3：可以看出该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体理论上的比例为1/36+25/36=13/18。参考答案：D。

表3 利用配子棋盘法解题步骤三

2 一种性状遗传时，计算两种基因型个体与另两种基因型个体交配后代中某基因型或表现型概率

例3 (2014年江苏高中学业水平测试第38题)图示为某单基因遗传病(显、隐性基因分别为A、a)的系谱图，请据图回答(概率用分数表示)：

(1)(2)(3)略。

(4)若Ⅱl携带该遗传病的致病基因，请继续以下分析： ①Ⅲ2的基因型为________。 ②研究表明，正常人群中该致病基因携带者的概率为2%。如果Ⅲ2和一个正常男性结婚，生育了一个表现型正常的女儿，则该女儿携带致病基因的概率为________。

解析：①若是X染色体隐性遗传，则Ⅱl的基因型为XAY，不携带致病基因，与题目“若Ⅱl携带该遗传病的致病基因”不符，故只能是常染色体隐性遗传。

首先，Ⅱl与Ⅱ2基因型均为Aa，Ⅲ2的基因型为1/3AA或2/3Aa，Ⅲ2产生卵细胞a的概率是1/3，产生卵细胞A的概率是2/3。其次，正常人群中该致病基因携带者的概率为2%，即正常男性的基因型为1/50 Aa或49/50AA。正常男性，产生精子a的概率是1/100，产生精子A的概率是99/100。根据受精时雌雄配子结合机会相等，利用配子棋盘法可以构建表4：可以看出表现型正常的女儿携带致病基因的概率=(99+2)/(99+2+198)=101/299。参考答案：①AA或Aa ②101/299。

表4 利用配子棋盘法解例3

3 两种性状独立遗传时，计算子代中某两种基因型个体中杂(纯)合子的比例

例4 (2015年江苏高中学业水平测试第39题)果蝇的灰身与黑身为一对相对性状，直毛与分叉毛为一对相对性状。

现有表现型均为灰身直毛的果蝇杂交，F1的表现型与比例如图所示。请据图回答：

(1)(2)问略。

(3)若同时考虑这两对相对性状，则F1雌果蝇中杂合子所占比例为________(用分数表示)。

解析：(3)问得分率很低，主要原因是考生解题不得法。设控制灰身和黑身的基因分别为A和a，控制直毛和分叉毛的基因分别为R和r，则亲本的基因型分别为AaXRY和AaXRXr。先考虑体色遗传，Aa×Aa后代中，纯合体(AA与aa)占1/2，杂合子(Aa)占1/2；再考虑毛发性状遗传，XRY×XRXr后代中的雌果蝇有两种基因型，其中纯合体XRXR占1/2，杂合子XRXr占1/2。由于两种性状独立遗传，故利用纯种杂种棋盘法可以构建表5：可以看出，F1中雌果蝇中杂合子所占的比例=1/4+1/4+1/4=3/4。参考答案：3/4。

表5 利用纯种杂种棋盘法解题

4 两种性状独立遗传时，计算两种基因型个体与另两种基因型个体交配后代中某表现型概率

例5 图示为某家庭的遗传系谱图。已知色盲(甲)为伴X染色体隐性遗传病，由B、b基因控制的；白化病(乙)为常染色体隐性遗传病，由A、a基因控制。请据图回答：

(1)(2)(3)问略。

(4)若10号12号结婚，所生子女中发病率是多少？只患一种病的概率是多少？同时患两种病的概率是多少？

解析：先看白化病遗传：10号基因型为Aa，12号的基因型为1/3AA或2/3Aa，所以10号与12号结婚，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。

再看色盲的遗传：10号的基因型为1/2XBXB或1/2XBXb，12号的基因型为XBY, 所以10号与12号结婚，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。由于两种性状独立遗传，故利用性状棋盘法可以构建表6：可以看出，子女中发病率=1-35/48=13/48，只患一种病的概率=5/48+7/48=1/4，同时患两种病的概率=1/48。参考答案：13/48 1/4 1/48。

表6 利用性状棋盘法解题