遗传图解在高中生物群体遗传题型中解题应用

檀广兵

【摘要】  本文通过对遗传图解的分析思路归纳，总结出遗传图解的核心思路就是通过分析雌雄亲本产生的配子的种类极其比例，来推导子代表现型和基因型的种类和比例。通过遗传图解来分析遗传平衡定律的含义，以及利用遗传图解来解析一些高中生物群体遗传题型。

【关键词】  遗传图解 群体遗传 遗传平衡定律

【中图分类号】  G633.91            【文献标识码】  A 【文章编号】  1992-7711（2019）05-075-02

在人教版高中生物必修二《遗传与进化》教材（以下提及教材都是人教版）中，遗传图解是常见的分析遗传规律方法。例如，在孟德尔的豌豆杂交实验中，就是通过遗传图解来分析F1和F2代的表现型和基因型的种类和比例，摩尔根的果蝇杂交实验以及红绿色盲病的遗传规律分析也都是通过遗传图解。在教学过程中要充分利用遗传图解来帮助学生理解相关知识点的原理。

一、遗传图解的分析思路

遗传图解的表达方式有两种一是连线法如图1，二是棋盘法如图2.图中P代高茎的基因型为Dd，双亲都产生了D、d配子。雌雄性亲本产生的D、d配子的概率分别都是1/2、1/2.分析雌雄配子的结合情况，可推出F2代的基因型有三种分别为DD、Dd、dd，其比例分别为1/4、2/4、1/4;表现型为高茎和矮茎，比例为3/4、1/4.由此可以归纳出遗传图解的核心思路：就是通过分析一对亲本产生的配子的种类极其比例，来推导子代表现型和基因型的种类和比例。教材中的遗传图解中并没有给出配子的比例，这使学生不能理解遗传图解的真正含义，同样使学生在理解F2代三种基因型、两种表现型的比例有一定的困难。同样也是此原因，为后面遗传平衡定律的理解和相关题型的解答都造成了一定的困难。下面就通过遗传图解的这一核心思路来分析遗传平衡定律的含义。

二、遗传图解分析遗传平衡定律公式的含义

遗传平衡定律又叫哈迪-魏伯格定律，是群体遗传学中最重要的原理，它解释了繁殖如何影响群体的基因和基因型频率。这个定律是用Hardy，G.H（英国数学家）和Weinberg，W.（德国医生）两位学者的姓来命名的，他们于同一年（1908年）各自发现了这一法则。他们提出在一个不发生突变、迁移和选择的无限大的相互交配的群体中，基因频率和基因型频率将逐代保持不变，公式为[p（A）+q（a）]2=p2（AA）+2pq（Aa）+q2（aa）。教材中并没有遗传平衡定律的相关知识点的介绍。但是，教材P115页的思考与讨论——用数学方法讨论基因频率的变化，实际就是利用了遗传平衡定律的原理来分析问题。在涉及到群体遗传的相关题型也都基本上要利用到遗传平衡定律的原理来分析解题。所以很多老师在教学过程中都会把遗传平衡定律补充讲解给学生。但是，能够让学生理解和熟练运用此定律，是教学中的难点。下面就用遗传图解分析遗传平衡定律的含义。

在推导前要明确一个规律，在一个不发生突变、迁移和选择，并且足够大，雌雄个体能够自由交配的理想种群中，一对等位基因A、a的基因频率等于这个种群产生A、a两种配子的比例。因为种群不发生突变、迁移和选择，所以A、a基因不会丢失或突变掉，亲本含有A、a的基因频率，也就是亲本产生A、a两种配子的概率。也可以如下分析得出此结论：假设这样理想的种群中AA、Aa、aa三种基因型频率分别为30%、60%、10%，可算出A、a基因在这个群体中的基因频率分别为60%、40%，如图3，每种基因型不发生突变、迁移和选择，也就是每种基因型都在产生配子时不会损失基因，整个群体产生配子A、a的比例分别为60%、40%，等于A、a基因在这个群体中的基因频率。

假设一个种群中A、a的基因频率分别为p、q，也就是这个种群产生A、a两种配子的比例为p、q.利用遗传图解分析如图。由遗传图解可知，子代中AA基因型频率为p2，Aa基因频率为2pq，aa基因频率为q2，即可分析出遗传平衡定律的公式[p（A）+q（a）]2=p2（AA）+2pq（Aa）+q2（aa）的含义：利用上一代的基因频率，可求出下一代基因型频率。学生只有理解这一含义后，才能更好利用遗传平衡定律的公式去解题和分析问题。

三、遗传图解在群体遗传题型中解题应用

高中生物部分群体遗传题可直接利用遗传平衡定律来帮助求解，简单快捷。但并不是所有群体遗传题都能用遗传平衡定律来求解，如下两个例题，还是要利用遗传图解。

例题一：一个种群中有两种基因型AA，Aa，分占1/2、1/2，这个种群不发生突变、迁移和选择，并且足够大，个体间能够自由交配。该种群自由交配后F1代中Aa的基因型频率为多少？

一般的解题思路是，先分析自由交配方式有AA×AA，AA×AaAA×AaAa×Aa四种，计算后三种交配方式产生Aa子代的概率再相加，就可以得出答案。这种解题方法复杂，而且第二和第三种交配方式容易忽略一个，因此这种解题方法不推荐。下面就利用遗传图解来求解该题。先分析种群A、a的基因频率，即雌雄亲本产生的A、a两种配子的比例都为3/4、1/4。再利用遗传图解如图5，可直接求出F1代中Aa的基因型频率为6/16.

例题二：一个种群中有两种基因型AA，Aa，分占1/2、1/2，基因的这个种群不发生突变、迁移和选择，并且足够大，个体间能够自由交配，但是雌性个体产生的配子中，含有A基因的配子不能受精。该种群自由交配后F1代中Aa的基因型频率为多少？

本题解有一个特殊条件，雌性个体产生的配子中，含有A基因的配子不能受精，也就是说雌性亲本只产生一种配子a，比例为1。而雄性亲本产生的A、a两种配子的比例为3/4、1/4。再利用遗传图解如图6，可求出F1代中Aa的基因型频率为3/4。

学好用好遗传图解，能让学生充分理解遗传规律，并在相关题型解答中有事半功倍的效果。教师在教学过程中要重视遗传图解来帮助教学。

[ 参  考  文  獻 ]

[1]朱军.遗传学[M].北京：中国农业出版社，2002：340-345.