利用配子法巧解自由交配的几种类型题

吉林 杨少旭 姜万录

自由交配是指群体中各个体间随机进行交配，即基因型相同和不同的雌雄个体之间交配机会均等。在交配过程中，联系亲子代的桥梁是亲代产生的配子，子代的基因型由所结合配子的基因型决定。因此，利用配子法可以巧妙地推断出不同类型的自由交配其子代的基因型和表现型及其概率。

1.常染色体上基因遗传

1.1 一对基因遗传

【例1】假设某植物种群非常大，可以随机交配，没有迁入和迁出，基因不发生突变。抗病基因R对感病基因r为完全显性。现种群中感病植株rr占1/9，抗病植株RR和Rr各占4/9，抗病植株可以正常开花和结实，而感病植株在开花前全部死亡。则子一代中感病植株占 （ ）

A.1/9 B.1/16 C.4/81 D.1/8

【解析】根据题意可知，种群中抗病植株RR和Rr各占4/9，感病植株rr占1/9，并且感病植株在开花前全部死亡，则亲本中可以正常开花和结实的仅为抗病植株RR∶Rr =1∶1，它们产生的雌、雄配子都有两种，即3/4 R和1/4 r。雌、雄配子随机结合得到子一代的基因型及比例见下表，由表可知，子一代中感病植株rr占1/16。

雌配子及其概率 __________________________雄配子及其概率___________________________________3/4_R_________________________1/4_r_______________________3/4_R________________________________________9/16_RR__________________________________3/16_Rr_______________________1/4_r_________________________________________3/16_Rr___________________________________1/16_rr

【答案】B

【变式1】果蝇灰身（B）对黑身（b）为显性，现将纯种灰身果蝇与黑身果蝇杂交，产生的F1再自交产生F2，将F2中所有黑身果蝇除去，让灰身果蝇自由交配产生F3。则F3中灰身与黑身果蝇的比例是 （ ）

A.3 ∶ 1 B.5 ∶ 1 C.8 ∶ 1 D.9 ∶ 1

【变式2】已知某环境条件下某种动物基因型为AA和Aa的个体全部存活，基因型为aa的个体在出生前会全部死亡，该动物的一个大种群中只有AA、Aa两种基因型，其比例为1∶2。假设每对亲本只交配一次且成功受孕，均为单胎。在上述环境条件下，理论上该种群随机交配产生的子一代中AA和Aa的比例是 （ ）

A.1 ∶ 1 B.1 ∶ 2 C.2 ∶ 1 D.3 ∶ 1

1.2 两对基因遗传

【例2】用某种高等植物的纯合白花植株与纯合红花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为210株。为了培育出能稳定遗传的红花品种，某同学将F2中的全部红花植株随机交配，则F3代中白花植株出现的概率为 （ ）

A.7/36 B.15/36 C.15/81 D.17/81

【解析】根据题意，F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为210株，即红花∶白花= 9∶7。可知，该性状遗传是由两对等位基因控制。假设控制该性状的两对等位基因是A和a、B和b，F2植株中全部红花基因型和比例分别为 1/9 AABB、2/9 AaBB、2/9 AABb、4/9 AaBb。该群体中能产生的配子类型及比例：4/9 AB、2/9 Ab、2/9 aB、1/9 ab。然后雌、雄配子随机结合得到 F3的基因型及比例见下表，由表可知F3代中白花植株（aaB-、A-bb、aabb）出现的概率为17/81。

雄配子及其概率 _____________雌配子及其概率___________________________4/9 AB ___2/9______Ab___________2/9_aB___1/9____ab_____4_______________________________________________/9_AB_____2/______________9_Ab____________________________4/81_AAbb___________2/81 Aabb_____2/________________________9_aB_4/81 aaBB 2/81 aaBb______1_______________/9_ab____________________________2/81_Aabb_2/81 aaBb _1/81 aab__b

【答案】D

【变式3】已知某动物种群的基因型仅有Aabb和AABb两种类型，Aabb∶AABb = 1∶1，且该种群中雌雄个体比例为1∶1，两对基因位于两对同源染色体上，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比例为 （ ）

A.1/8 B.3/8 C.1/4 D.3/4

2.性染色体上基因遗传

【例3】果蝇的红眼和白眼是由性染色体上的一对等位基因控制的相对性状，用一对红眼雌雄果蝇交配，子一代中出现白眼果蝇。让子一代果蝇自由交配，理论上子二代果蝇中红眼与白眼的比例为 （ ）

A.3 ∶ 1 B.5 ∶ 3 C.13 ∶ 3 D.7 ∶ 1

【解析】由题干中果蝇的红眼和白眼是性染色体上的一对等位基因（用A、a表示）控制的相对性状，用一对红眼雌雄果蝇交配，子一代中出现白眼果蝇，可以判定白眼为隐性，红眼为显性（用A、a表示该对等位基因），亲本果蝇的基因型为XAXa、XAY，则子一代的基因型及比例为XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1，则在雌性个体中XAXA占1/2，XAXa占1/2，雌配子概率为XA=3/4，Xa=1/4；同理推出雄配子概率为XA=1/4，Xa=1/4，Y=1/2。雌雄配子随机结合后的子代基因型（表现型）见下表：

雌配子及其概率______雄配子及其概率_______________1/4 XA _____1/4 Xa _____________1/2_Y 3/4 XA 3/16 XAXA（红眼）3/8 XAY（红眼）1/4 Xa 1/16 XAXa（红眼）3/16 XAXa（红眼）1/16 XaXa（白眼）1/8 XaY（白眼）

由上表可知，子一代果蝇自由交配，理论上子二代果蝇中红眼与白眼的比例：

（3/16+3/16+3/8+1/16）∶（1/16+1/8）=13∶3。

【变式4】孔雀鱼是一种常见的观赏鱼，其性别决定方式属于XY型，是非常好的遗传学实验材料。几十年前，德国的一位育种者在众多的孔雀鱼幼鱼中发现一条身体后半部为暗色的个体，并以此个体为基础培育出了“礼服”品种。用“礼服”品种的雌鱼作亲本（P）与其他品种的雄鱼杂交，所得子代（F1）个体中，雌雄鱼均表现“礼服”性状；将F1中雌雄个体自由交配，所得F2个体中，雌鱼均表现为“礼服”性状，雄鱼表现为1/2“礼服”性状、1/2无“礼服”性状。

根据研究，请预测F2个体自由交配所得F3中雌“礼服”∶雌无“礼服”∶雄“礼服”∶雄无“礼服”=_____________。

【解析】从题干给出的信息用“礼服”品种的雌鱼作亲本（P）与其他品种的雄鱼杂交，所得F1个体中，雌雄鱼均表现“礼服”性状可推断，“礼服”为显性，非“礼服”为隐性。由F2的表现型及比例（含性别比例）可知控制该性状的基因位于X染色体上，用A/a表示，则F2中雌性个体的基因型及比例为XAXA∶XAXa=1∶1，产生的雌配子的种类及比例：XA=3/4，Xa=1/4；雄性个体的基因型及比例XAY∶XaY=1∶1，产生的雄配子及比例为XA=1/4，Xa=1/4，Y=1/2。雌雄配子随机结合后的子代基因型（表现型）见下表：

雄配子及其概率________________1/4 XA ____1/4 Xa ____1/2 Y 3/4 XA 3/16 XAXA_______________（礼服♀）雌配子___及其概率3/8 XAY_（礼服♂）1/4 Xa 1/16 XAXa_（礼服♀）3/16 XAXa_（礼服♀）1/16 XaXa（无礼服♀）1/8 XaY（无礼服♂）

即由F2个体自由交配所得F3的性状表现型之比为雌“礼服”∶雌无“礼服”∶雄“礼服”∶雄无“礼服”=7∶1∶6∶2。

综上，种群是生物繁殖的基本单位，种群中个体随机交配的情况，相当于种群中雌雄个体产生的配子经过随机受精作用形成子代。因此，使用配子法即可准确地推理出子代的情况。

【变式答案】1.C 2.A 3.B 4.7∶1∶6∶2