一道遗传题解题方法的课堂诊断——巧用“配子法”逆向推导亲本基因型的应用例析

尚莉萍

（广东省广州市南武中学 广东广州 510220）

遗传题是高中生物教学和高考考查题型中的重点和难点，其理论基础为“孟德尔遗传定律”。考查题型的情景和形式多样化，常以遗传图解、数据表格为载体，考查基因型或表现型的推断、概率的计算、遗传设计等。但不难发现，各种考查方向的突破口基本上均在于“推导亲本基因型”这个关隘上。学生在解题过程中，一旦解决了“亲本基因型”这个解题关隘，其他推理过程便可迎刃而解。

“孟德尔遗传定律”是适用于进行有性生殖的真核生物位于染色体上的核基因的遗传规律，其细胞学基础为“减数分裂”。若已知亲本的基因型及基因在染色体上的位置关系，由于“基因在染色体上”，减数分裂过程中染色体便会携带着其上的基因，产生不同类型的配子，再加上雌雄配子随机结合（“棋盘”应用），导致后代中有着不同种类的基因型，最终呈现出不同的表现型及其比例。在这个过程中，产生配子是必然，也更是关键。反之，如果已知了遗传实验结果中的表现型及其比例，也可以通过“构建棋盘”反推得知亲本所产生的配子及其比例，进而结合“减数分裂”这个细胞学基础，直接逆向推导出亲本的基因型。

基于此，下面通过2017年全国Ⅱ卷的一道选择题及其变式训练等实例，加以课堂诊断，具体而深入地分析如何巧用“配子法”逆向推导亲本基因型，迅速突破遗传题解题关隘的思路和方法。

1 思路对比，课堂诊断

【例1】（2017·全国Ⅱ卷）若某哺乳动物毛色由3对位于常染色体上的、独立分配的等位基因决定，其中：A基因编码的酶可使黄色素转化为褐色素；B基因编码的酶可使该褐色素转化为黑色素；D基因的表达产物能完全抑制A基因的表达；相应的隐性等位基因a、b、d的表达产物没有上述功能。若用两个纯合黄色品种的动物作为亲本进行杂交，F1均为黄色，F2中毛色表现型出现了黄∶褐∶黑=52∶3∶9的数量比，则杂交亲本的组合是 （ ）

A.AABBDD×aaBBdd或AAbbDD×aabbdd

B.aaBBDD×aabbdd或AAbbDD×aaBBDD

C.aabbDD×aabbdd或AAbbDD×aabbdd

D.AAbbDD×aaBBdd或AABBDD×aabbdd

一般解题思路：欲判断杂交亲本组合的基因型，其关键在于推导出F1的基因型，再根据各个选项给出的答案验证即可得知。由于题干就该哺乳动物毛色的性状用了大量篇幅阐述了“基因如何通过控制酶的合成控制细胞的代谢进程进而控制生物性状”，所以学生遇到此题一般会将题干中的文字信息转化为“基因间接控制性状”的线路图（图1），由此写出各种毛色的基因型：黄色为A_D___或aa____；褐色为A_bbdd；黑色为A_B_dd。因为3对等位基因独立遗传，便以褐色毛或黑色毛为切入点，将比例52∶3∶9转化为褐色毛为3/64或黑色毛为9/64的概率，利用“乘法原理拆分法”拆分为褐色毛3/64=（3/4）×（1/4）×（1/4）或黑色毛9/64=（3/4）×（3/4）×（1/4）。根据每对等位基因与概率的对应关系，即可推导出F1的基因型为AaBbDd，从而定位正确选项。总结以上解题思路为：明确基因在染色体上的位置关系→获取并转换题干信息→基因填充→数据处理（化“比例”为“概率”）→乘法原理拆分“概率”数值→确定基因型。

图1 基因间接控制生物的性状

“配子法”逆推解题思路：学生的一般解题思路充分利用了题干背景中的已知信息，步步相连，可以达到解题目的，但过程繁多，容易在中间步骤出错，并且缺少技巧性。在高考的选择题中，若如此解题，实则花费了大量时间。尽管此题的背景篇幅较长，但解题的关键其实是如何巧妙处理数据。对于“黄∶褐∶黑=52∶3∶9”这个比例，也可另辟蹊径，处理为“52+3+9=64；64=8×8”。64代表的是“雌雄配子随机结合的各种方式的总和”，也即“棋盘法”的本质用意。由于本题不涉及“基因致死”考点的考查，所以“64”的棋盘一定是n2，也即“8×8”的棋盘。“8”代表的即是F1产生配子的类型共有8种。又知三对等位基因相互独立，结合减数分裂的过程，倒推则可得知，只有基因型为AaBbDd（含三对等位基因）的F1才能产生8种配子。总结该解题思路为：明确基因在染色体上的位置关系→数据处理（“还原棋盘”倒推配子）→确定基因型。这样一来，便可达到化繁为简，“重思维而轻计算”的精准而快速的解题目的。

2 方法演绎，触类旁通

【变式训练1】（2018·广州市调研考试·节选）某两性花植物有早花和晚花两种表现型，受两对独立遗传的等位基因（A、a和B、b）控制，同时含基因A、B的幼苗经低温处理后，成熟时开晚花，若不经低温处理则开早花，其他基因型的不论是否经低温处理均开早花。用植株甲与植株乙杂交，收获其种子（F1）并播种，幼苗经低温处理后得到的晚花植株∶早花植株=3∶5。回答下列问题：

（1）两亲本的基因型分别是_______，开早花的F1植株中，纯合子的基因型有_______种。

（2）开晚花的F1植株自交所得种子（F2）在常温下种植，开早花的植株占_______。含基因A、B的植株经低温处理后才开晚花，这说明基因和性状的关系是_______ 。

参考答案：（1）Aabb×AaBb或aaBb×AaBb 2

（2）100% 生物的性状是基因与环境共同作用的结果。

“配子法”逆推解题思路：由题干信息，分析可知该题中基因与性状的对应关系，见表1。

表1 基因与性状的对应关系

就本题的第一空详细分析：欲求得植株甲和乙这两个亲本的基因型，以题干中“F1中晚花植株∶早花植株=3∶5”这个条件为切入点，比例“3∶5”则可以处理为“3+5=8”。“8”为两亲本产生的雌雄配子随机结合的各种方式的总和。将“8”进行数据拆分，可分为“8=1×8”和“8=2×4”两种处理方案。回到题干中，由于该两性花植物关于早花/晚花的性状由两对相互独立的等位基因控制，所以亲本不可能产生8种配子，所以舍弃“8=1×8”这种处理方案。因此“8=2×4”，则表示，双亲中一方产生两种配子，另一方则产生四种配子。由减数分裂的过程推导，便可以从众多的基因型中直接定位：能产生两种配子的亲本的基因型为Aabb或aaBb，而能产生四种配子的亲本的基因型为AaBb。接着，将推导得到的基因型代入题干进行验证的过程中，便可水到渠成地得到其他小题的答案。该解题思路的过程中，尤其要注意“棋盘法”的灵活运用和解题过程中思维训练的严谨性。

【变式训练2】（2019·安徽合肥考试）水稻的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗瘟病（R）对易染病（r）为显性。现有一高秆抗病的亲本水稻和矮秆易染病的亲本水稻杂交，产生的F1再和隐性类型进行测交，结果如图2所示（两对基因位于两对同源染色体上），请问F1的基因型为 （ ）

图2 测交结果示意图

A.DdRR和ddRr B.DdRr和ddRr

C.DdRr和Ddrr D.ddRr

参考答案：C

“配子法”逆推解题思路：由题干得知，2对等位基因独立遗传，便可分开2对相对性状，单独研究之。整合坐标系中柱形图的数据，子代性状中高杆∶矮杆=1∶1；抗瘟病∶易染病=1∶3，需注意到，此为F1和隐性个体测交的实验结果。测交实验中，已知隐性个体（矮杆易感病）的基因型必为ddrr，只能产生dr一种配子，所以“测交”实验本质上“测”的即为F1所产生的配子种类及其比例。即“子代性状中高杆∶矮杆=1∶1，抗瘟病∶易染病=1∶3”的数据实则表示F1能产生配子D和d，且比例为1∶1；能产生配子R和r，且比例为1∶3。回至各个选项，勿需计算验证，便可迅速精准定位正确选项C（F1的基因型为DdRr和Ddrr）。该题解题思路过程中，需注意到，测验实验中的棋盘必然是“1×n”的棋盘，而“子代的表现型种类及其比例”代表的就是另一个未知亲本所产生的“配子的种类及其比例”，也即n的含义。

3 把握本质，反思提升

推导亲本基因型是攻克遗传题的必经“关隘”。通过上述3道典例分析可知，利用“配子法”逆向推导，其整体思路可总结为：明确基因位置→进行数据处理（如“比例”相加）→逆向倒推“棋盘”→得出配子种类→定位亲本基因型，达到“重思维而轻计算”的精准而快速的解题目的。

在遗传题中，教师利用该方法培养并发展学生的思维品质，要注意：①要求学生对于“减数分裂过程”的基本功要扎实而牢固，能够抓住“产生配子的种类”这一突破点，利用好基因在染色体上的位置关系，反推出亲本的基因型。②训练学生要善于透过形式多变的题干背景，抓住本质，使学生明白“子代表现型的种类及其比例”的数据，实则为雌雄配子（及其比例）随机结合后产生的基因型，再“合并同类项”呈现的结果。而其中的“雌雄配子的随机结合”，就是“棋盘法”。继而，教师利用多种变式训练，让学生触类旁通，进一步领悟到“棋牌法”在具体的探索情景中是灵活多变的，是要做到活学活用的，而绝非仅仅是书本上的经典比例“9∶3∶3∶1”才应用到了“棋盘法”。

遗传题中，巧用“配子法”逆向推导亲本基因型，实用而巧妙，把握住了“减数分裂”这一关键知识和遗传题的本质联系，在训练提升、领悟本质规律的过程中，有力培养了学生们思维品质的深刻性和灵活性。