复等位基因中遗传学问题综合分析

江苏 章 青

复等位基因中遗传学问题综合分析

江苏 章 青

复等位基因是指位于同一基因座位中，因突变而产生两种以上的等位基因，一组等位基因的数目在两个以上，作用类似，都影响同一器官的形状和性质，在遗传上称复等位基因，如A→a1，a2，a3……就构成一个复等位基因系列，对这一复等位基因系列来讲，任何一个的二倍体个体只存在复等位基因中的两个相同或不同的等位基因。笔者就与复等位基因有关的内容做了整理，并且结合例题进行分析。

一、复等位基因与血型遗传

复等位基因中最典型的是ABO血型问题，在试题中出现频率也是比较高的。这种试题是分析复等位基因决定血型的问题，有时是遗传图谱类试题，有时是基因型或表现型种类的分析。由于复等位基因有多种组合，这样决定血型的基因比一对等位基因复杂，需要认真分析与综合，如例1。

【例1】（2011·台湾科学测试题·改编）控制血型的基因为IA、IB、i，它们都是等位基因，A型的基因型为IAIA或IAi，B型的基因型为IBIB或IBi，O型的基因型为ii，AB型的基因型为IAIB。下图为某一家人的族谱图，其中甲、乙、丙、丁及戊的血型未知。下列关于甲～戊所有可能的血型叙述，其中最准确的是 （ ）

A.甲可能的血型为两种：O型、B型

B.乙可能的血型为一种：O型

C.丙可能的血型为一种：A型

D.丁可能的血型为两种：O型、B型

【解析】由于丙、丁所生的子代为AB型，基因型为IAIB，丙的父母均为A型血，故丙只能为其子代提供IA基因，所以丙仅能为A型（基因型为IAIA或IAi），而不能为O型（ii），故C项为正确答案；而丁要为其子代提供IB基因，因此丁仅能为B型（基因型为IBIB或IBi），不可能为O型；另外乙可能为A型或O型；而甲、戊则A型、B型、AB型或O型均有可能。

【答案】C

二、复等位基因与性别决定

性别决定有的是与性染色体有关，如XY型或ZW型性别决定；有一些与染色体组有关，如在蜜蜂中单倍体是雄性个体；有一些植物的性别决定与复等位基因有关，如例2。

【例2】（2010·江苏卷·改编）喷瓜有雄株、雌株和两性植株，G基因决定雄株，g基因决定两性植株，g－基因决定雌株。G对g、g－是显性，g对g－是显性，如：Gg是雄株，gg－是两性植株，g－g－是雌株。下列分析正确的是 （ ）

A.GG和G g－能杂交并产生雄株

B.一株两性植株的喷瓜最多可产生三种配子

C.雄株与雌株杂交产生的子代全为两性植株

D.两性植株群体内随机传粉，产生的后代中，纯合子比例高于杂合子

【解析】本题考查了基因的分离定律及考生的分析问题能力。从题意可知，GG、Gg－均为雄株，不能杂交，则A项错误；两性植株的基因型有两种，即gg或g g－，若是gg，只能产生一种配子，若是gg－，则可产生两种配子，不可能产生三种配子，则B项错误；雄株的基因型为GG、Gg、Gg－，与雌株g－g－杂交，子代中含有G基因的都是雄株，不可能都是两性植株，故C项错误；由于群体内两性植株共有gg、gg－两种基因型，无论是自交，还是随机传粉，产生的后代中，纯合子的比例均高于杂合子，因此D项正确。

【答案】D

三、分析子代表现型及比例

从杂交实验出发，以及试题所给出的基因型与表现型的关系出发，画出遗传图解，分析复等位基因之间的显隐性关系，从而确定子代的基因型、表现型以及比例，如例3。

【例3】（2011·上海卷·改编）某种植物的花色受一组复等位基因的控制，纯合子和杂合子的表现型如下表。若WWS与WPw杂交，子代表现型的种类及比例分别是 （ ）

纯合子 杂合子WW 红色 W＿ 红色ww 纯白色 WP与WS、w 红斑白花WSWS红条白花 WSw 红条白花WPWP红斑白花

A.3种，2∶1∶1 B.4种，1∶1∶1∶1

C.2种，1∶1 D.2种，3∶1

【解析】分析表格可知，这一组复等位基因的显隐性为：W＞WP＞WS＞w，则WWS与WPw杂交，其子代的基因型及表现型分别为：WWP（红色），Ww（红色），WPWS（红斑白花），WSw（红条白花），故其子代表现型的种类有3种，比例应为2∶1∶1。

【答案】A

四、复等位基因的基因型种类的计算

在有一个复等位基因的系列中，可能有的基因型种类取决于复等位基因的种类。这样组成多种多样的基因型叫作复等位基因的多态现象，增加了生物的多样性和适应性。如ABO血型，由三个复等位基因决定，分别为IA、IB、i，但IA与IB间表示共显性，它们对i都表现为显性，所以，IA、IB、i之间可组成的基因型有：1＋2＋3＝6种（如表1），纯合子有3种，杂合子有：1＋2＝3种。如果复等位基因种类更多，就要推导出计算公式。我们假设有复等位基因n个，设基因为A1、A2…An，画出的棋盘式如表2所示：

表1

基因型有1＋2＋…＋n＝n（n＋1）/2种；纯合子有n种；杂合子有n（n＋1）/2－n＝n（n－1）/2种，如例4。

表2

【例4】（2015·衡水二中调考·改编）某种二倍体昆虫控制翅色的等位基因种类共有5种，分别为VA、VB、VD、VE、v，其中VA、VB、VD、VE均对v为显性。VA、VB、VD、VE互为显性，都可以表现出各自控制的性状。该昆虫体细胞中的基因成对存在，则该昆虫群体中基因型种类和杂合子种类依次分别为 （ ）

A.15和10 B.15和11

C.11和15 D.25和15

【解析】由题可知，共有VA、VB、VD、VE、v 5种复等位基因，其中任意两种基因可组合，这样根据上面的公式就可以计算出基因型种类为：5×（5＋1）÷2＝15，纯合子为5种，这样杂合子基因型种类则为15－5＝10。

【答案】A

五、复等位基因的显隐性关系的确定

这种复等位基因是有多个的时候，显隐性关系是分级的，这在表现型分析时，要逐级分析各种基因之间的关系，从而确定其表现型，如例5。

【例5】（2015·安徽二模·改编）在家兔的常染色体上有一系列决定毛色的复等位基因：C、cch、ch、c。C基因对cch、ch、c为显性，cch基因对ch、c为显性，ch对c为显性。C基因系列在决定家兔毛皮颜色时其表现型与基因型的关系如下表：

毛皮颜色基因型 C＿ cch＿ ch＿ cc表现型 全色 青旗拉 喜马拉扬 白化

请回答下列问题：

（1）家兔皮毛颜色的基因型共有__________种，其中纯合子有__________种。

（2）若一只全色雄兔和一只喜马拉扬雌兔多次交配后，子代全色∶青旗拉∶白化＝2∶1∶1，则两只亲本兔的基因型分别为__________、__________。

（3）基因型为Ccch的雌雄兔交配，子代中有全色兔和青旗拉兔，让子代中的全色兔与喜马拉扬杂合兔交配，后代的表现型及比例为____________________。

（4）若有一只青旗拉雄兔和多只白化雌兔交配，可以从子代个体的表现型推测出亲本青旗拉的基因型，请写出后代可能出现的结果：___________________________________。

【解析】（1）根据例4的分析可知，组成的基因型种类为：10种，有4种纯合体，杂合子为6种。（2）由于子代表现型有白化出现，则亲本都含有c基因，则全色的基因型为Cc，喜马拉扬的基因型则为chc。（3）基因型为Ccch的个体杂交，后代基因型及比例为：CC、Ccch、cchcch，比例为1∶2∶1，子代全色与喜马拉扬杂交，由于C、cch对ch、c都是显性，因此，子代表现型取决于全色个体产生配子的基因型及比例，相当于1AA、2Aa产生配子的类型及比例，即4A∶2a，也就是2∶1，这样可以看成与aa个体测交，即与隐性配子a结合后，子代全色：青旗拉＝2∶1，这里采用习惯的思维方法，将基因进行了替换。（4）多只白化雌兔与该青旗拉雄兔交配，这实际上是测交实验，由于青旗拉兔有3种可能的基因型，这样测交后代有3种可能性：若后代均为青旗拉兔，则该青旗拉雄兔的基因型为cchcch；若后代有青旗拉与喜马拉扬兔，则该青旗拉雄兔的基因型为cchch；若后代出现了白化兔，则该青旗拉兔的基因型为cchc。

【答案】（1）10 4 （2）Cc chc （3）全色∶青旗拉＝2∶1 （4）全为青旗拉兔；既有青旗拉兔，也有喜马拉扬兔；既有青旗拉兔，也有白化兔。

六、复等位基因的基因频率计算

复等位基因是由两个以上的等位基因组成的，但在某个生物体内只存在其中的一对等位基因，如例6。

【例6】（2015福州模拟改编）人的ABO血型决定于3个等位基因IA、IB、i。通过抽样调查发现血型频率：A型＝0.45，B型＝0.13，AB型＝0.06，O型＝0.36。试计算IA、IB、i这3个等位基因的频率分别为 （ ）

A.0.3、0.1、0.6 B.0.2、0.3、0.5

C.0.6、0.1、0.3 D.0.2、0.7、0.1

【解析】因为本题涉及复等位基因，所以公式应做相应调整，可改为：（p＋q＋r）2＝p2＋q2＋r2＋2pq＋2pr＋2qr＝1，其中p、q、r分别代表IA、IB、i的基因频率。已知人类ABO血型的具体基因型和表现型关系如下表：

基因型 表现型（血型）IAIA、IAi A型IBIB、IBi B型IAIBAB型ii O型

所以，p2、2pr代表A型频率，q2、2qr代表B型频率，2pq代表AB型频率，r2代表O型频率。因此，p2＋2pr＝0.45，q2＋2qr＝0.13，2pq＝0.06，r2＝0.36。经过计算得：p＝0.3，q＝0.1，r＝0.6。

【答案】A

总之，复等位基因在二倍体生物体内只存在其中一对基因，仍然符合基因的分离定律，在有关问题的复习中要在此基础上加以延伸与拓展。

（作者单位：江苏省苏州实验中学）