与遗传平衡定律有关的原创试题编制探析

廖乐祥

（安徽省望江中学 安徽安庆 246200）

哈代与温伯格先后独立地证明，如果一个群体符合下列条件：①群体是个无限大的群体；②随机交配，即每一个体跟群体中所有其他个体的交配机会是相等的；③没有突变；④种群之间不存在个体的迁移或基因交流；⑤没有任何形式的自然选择。那么，这个种群的基因频率（包括基因型频率）就可以一代代稳定不变，保持平衡，这就是著名的遗传平衡定律，也称哈代—温伯格平衡。与此相关的题目在高考真题及全国各地的模拟试题中经常出现。原创命题是教师的教学任务之一。有效的试题除了应具有检测功能外，还应该对学生知识的建构和应用有引导作用。笔者参考高等学校相关教材与专业教学期刊，结合有关教学内容，对与遗传平衡定律有关的原创试题编制进行了研究。

1 常染色体上一对等位基因遗传平衡的相关试题

假设A、a是一对位于常染色体上的等位基因，在一个达到了遗传平衡的群体中，用p代表A基因的频率，q代表a基因的频率，则（p＋q）2＝1。这样p2是AA基因型的频率，2pq是Aa基因型的频率，q2是aa基因型的频率。

【例1】图1是具有两种遗传病的家族系谱图，家族中有的成员患甲种遗传病（设显性基因为A，隐性基因为a），有的成员患乙种遗传病（设显性基因为B，隐性基因为b）。已知Ⅱ-2不携带甲病致病基因，Ⅲ-2的1条X染色体长臂缺失，乙病在人群中的发病率为1/104，不考虑基因突变以及X、Y染色体的同源区段。相关叙述中正确的是 （ ）

图1 两种遗传病的家族系谱图

A.Ⅲ-2长臂缺失的X染色体来自母亲

B.Ⅰ-2的一个卵原细胞最多可形成4种类型的卵细胞

C.若Ⅲ-1与Ⅲ-4婚配，生一个男孩患甲病的概率为1/4

D.Ⅱ-1与Ⅱ-2再生一个患乙病男孩的概率为99/60 000

解析：本题主要考查染色体片段缺失、卵细胞的形成、遗传平衡定律等知识点，重点考查理解能力、获取信息的能力以及综合运用能力等。此题检测学生的科学思维与社会责任，具体表现为：在面对生产、生活中与生物学相关的新问题情境时，能熟练运用科学思维方法展开探讨（四级水平）；推算后代遗传病的再发风险率，能对有关生物学的社会热点议题进行理性判断（二级水平）。Ⅱ-2不携带甲病致病基因，且Ⅱ-1与Ⅱ-2生出一患甲病的男孩，由此可分析出甲病为伴X染色体隐性遗传病；Ⅰ-1与Ⅰ-2生出一患乙病的女孩，可分析出乙病为常染色体隐性遗传病。只有当Ⅲ-2长臂缺失的X染色体来自父亲时（含A基因的片段缺失），Ⅲ-2才可能会患甲病。一个卵原细胞只能形成一个卵细胞。若Ⅲ-1（XAY）与Ⅲ-4（1/2XAXA、1/2XAXa）婚配，生一个男孩患甲病的概率为1/4。乙病在人群中的发病率为1/104，得出b＝1/100，B＝99/100，进而得出在正常人群中Bb所占的比例为：Bb/（Bb＋BB）＝（2×99/100×1/100）/（99/100×99/100＋2×99/100×1/100）＝2/101，只考虑乙病，Ⅱ-2的基因型为1/3BB、2/3Bb，Ⅱ-1与Ⅱ-2再生一个患乙病男孩的概率为：2/3×2/101×1/4×1/2＝1/606。

参考答案：C。

2 性染色体上基因遗传平衡的相关试题

遗传平衡定律是遗传学的理论基石之一，不仅适用于常染色体上的基因平衡问题，也适用于性连锁基因的遗传平衡。处于平衡状态时，X连锁基因的频率在雌雄群体中的特点是：①在雄性群体和雌性群体中基因的频率是相等的；②在雄性群体中，基因频率与其相应的基因型频率相等；③在雌性群体中，三种基因型在平衡状态下的频率分配类似于常染色体上一对等位基因的三种基因型在平衡时的频率分配。

【例2】调查某与外界隔离的岛屿居民中遗传病时发现，白化病在该岛屿人群中的发病率为m，红绿色盲在该岛屿女性中的发病率为n，理论上，相关叙述中正确的是 （ ）

A.白化病在男性中的发病率等于该致病基因的基因频率

D.红绿色盲在男性中的发病率等于该致病基因的基因频率

参考答案：D。

3 复等位基因遗传平衡的相关试题

假设e1、e2、e3是一对位于常染色体上的复等位基因，在一个达到了遗传平衡的群体中，用p代表e1基因的频率，q代表e2基因的频率，r代表e3基因的频率，则（p＋q＋r）2＝1。这样p2、q2、r2分别表示3种纯合体的基因型频率，2pq、2pr、2qr分别表示3种杂合体的基因型频率。

【例3】某雌雄同株异花植物的花色由复等位基因（e1、e2、e3）控制，e1对e2、e3显性，e2对e3显性。已知e1与e3都决定红色，e2决定蓝色。在一个遗传平衡的种群中，e1、e2、e3的基因频率分别为0.3、0.4、0.3。下列有关叙述中，正确的是 （ ）

A.两株纯合红花植株之间杂交，子代全为纯合子

B.纯合蓝花与红花杂交，若子代有蓝花和红花，则亲代红花的基因型为e1e2或e1e3

C.在该种群中，杂合子的概率为0.33

D.在该种群中，红花植株出现的概率为0.18

解析：本题主要考查复等位基因遗传平衡、纯合子、杂合子、基因型等知识点，重点考查理解能力、获取信息的能力、综合运用能力等。此题检测学生的科学思维，具体表现为：分析、判断子代纯合与否以及亲代的基因型，能熟练运用科学思维方法进行相关遗传计算（四级水平）。纯合红花植株的基因型是e1e1或e3e3，因此，两株纯合红花植株之间杂交，子代全为纯合子或杂合子。纯合蓝花与红花杂交，若子代有蓝花和红花，则亲代红花的基因型为e1e2或e1e3。在该种群中，杂合子的概率为：2×0.3×0.4＋2×0.3×0.3＋2×0.4×0.3＝0.66。在该种群中，红花植株出现的概率为：1-（0.4×0.4＋2×0.4×0.3）＝0.6。

参考答案：B。

4 群体处于不平衡状态时相关试题

对于常染色体的等位基因而言，在一个大群体里，如交配是随机的，没有突变，也没有任何自然选择的影响等，那么，群体中3种基因型的频率如果不是平衡的，只要经过一代就可以达到平衡，若已经平衡，就可一代代保持下去，不发生变化。

【例4】在某实验室中，一人为组成的果蝇种群中AA、Aa、aa的基因型频率分别为30%、10%和60%（假定该果蝇种群的数量足够大，没有突变等）。若该果蝇种群随机交配一代，理论上，相关叙述中错误的是 （ ）

A.子代中A、a的基因频率不变

B.子代中AA、Aa、aa的基因型频率不变

C.子代中AA、Aa、aa的基因型频率分别为36%、48%和16%

D.若该种群的子代再随机交配，其后代中AA、Aa、aa的基因型频率不会发生改变

解析：本题主要考查基因频率与基因型频率的变化等知识点，重点考查理解能力、综合运用能力等。此题检测学生的科学思维，具体表现为：分析、判断基因频率与基因型频率的变化，探讨、阐释生命规律（三级水平）。若该果蝇种群随机交配一代，子代中A、a的基因频率不变，但基因型频率却发生了改变。亲代果蝇种群中A、a的基因频率分别为60%、40%，则子代中AA、Aa、aa的基因型频率分别为36%、48%和16%。若该种群的子代再随机交配，其后代中AA、Aa、aa的基因型频率不会发生改变。

参考答案：B。

教师要注意研磨历年真题，洞察命题规律，选取合适的素材，在相关试题中渗透遗传平衡定律的考查，做到新颖、真实、科学、恰当，设问要有清晰的层次和严谨的逻辑，指向核心素养的不同水平。命制完成后，还要反复打磨试题，以保证试题的信度、效度。