“基因自由组合定律的应用”一轮复习建议

江苏 王锐利

“基因自由组合定律的应用”一轮复习建议

江苏 王锐利

江苏省高考说明中对基因自由组合定律的应用要求为C级，即要求考生在充分理解自由组合定律的基础上，能够在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。根据平时教学观察，笔者发现这部分内容每届学生都掌握得不太好。所以在一轮复习时要做到一步到位。本文是笔者在执教过程中的复习流程，已收到良好的教学反馈。

1 回顾基因自由组合定律的常规题型

通过回顾孟德尔两对相对性状的杂交实验过程，帮助学生明确基因型为YyRr的个体自交所产生的后代基因型，重温配子—棋盘法和分拆合并法，并介绍这两种方法所适用的时机。其中，配子—棋盘法主要针对于产生特殊配子的题型，比如Y、y和R、r这两对等位基因位于同一对同源染色体上时，不考虑交叉互换，则亲本YyRr所产生的配子只有两种，而不是同学们一贯所认为的四种（YR、Yr、yR、yr）；分拆合并法则适用于除上述题型之外的大多数计算题。

1.1 已知亲本基因型求子代基因型、表现型

例1：已知A与a、B与b、C与c 这3对等位基因自由组合，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是 （ ）

A. 表现型有8种，AaBbCc个体的比例为1/16

B. 表现型有4种，aaBbcc个体的比例为1/16

C. 表现型有8种，Aabbcc个体的比例为1/8

D. 表现型有8种，aaBbCc个体的比例为1/16

【答案】D

笔者讲解这道题目之前，增设了这样几个小问：①基因型为AaBbCc的个体所产生的配子种类数及其产生Abc配子的概率是多少？②这两个亲本所产生的雌雄配子间的结合方式有多少种？③这两个亲本产生的子代基因型有多少种？

通过层层铺垫，学生可以将两对相对性状的杂交实验现象、解释和验证充分复习到位，明白了基因自由组合定律发生于个体减数分裂形成配子过程中，并能够简单地加以应用。实际教学过程中，此题正确率提高。

1.2 已知子代基因型、表现型分离比推测亲本基因型

例2：如果已知子代基因型及比例为1YYRR∶1YYrr∶1YyRR∶1Yyrr∶2YYRr∶2YyRr，并且也知道上述结果是按自由组合定律产生的。那么两亲本的基因型是什么？

【答案】YYRr和YyRr

有了之前的铺垫，学生已掌握分组分析的思想：什么基因型的亲本之间的杂交可以产生YY和Yy，且比例等于（1+1+2）∶（1+1+2）=1∶1，根据分离定律基本模式可知这组亲本为YY和Yy的杂交；另一组是什么基因型的亲本之间的杂交可以产生RR、Rr和rr且比例为1∶2∶1，则可得出亲本为Rr和Rr的杂交。合并之后得到亲本为YYRr和YyRr。

练习1：豌豆子叶的黄色（Y）对绿色（y）为显性，圆粒种子（R）对皱粒种子（r）为显性。某人用黄色圆粒和绿色圆粒的豌豆进行杂交，发现后代出现4种类型，对性状的统计结果如图所示，据图回答问题：

（1）亲本的基因组成是________（黄色圆粒）________，（绿色圆粒）。

（2）在F1中，表现型不同于亲本的是________，它们之间的数量比为_______。F1中纯合子占的比例是_______。

（3）F1中黄色圆粒豌豆的基因组成是________。如果用F1中的一株黄色圆粒豌豆与绿色邹粒豌豆杂交，得到的F2的性状类型有________种，数量比为________。

【答案】（1）YyRr yyRr

（2）绿色皱粒和黄色皱粒 1∶1 1/4

（3）YyRR或YyRr 2或4 1∶1或1∶1∶1∶1

1.3 自由组合定律在遗传病概率计算题中的应用

例3：一个正常的女人与一个并指（Bb）的男人结婚，他们生了一个白化病（aa）且手指正常的孩子。求这对夫妇再生一个孩子：

（1）只患并指的概率是多少？

（2）只患白化病的概率是多少？

（3）既患白化病又患并指的男孩的概率是多少？

（4）只患一种病的概率是多少？

（5）患病的概率是多少？

【答案】（1）3/8

（2）1/8

（3）1/16

（4）1/2

（5）5/8

这是一道典型的自由组合定律与遗传病计算相结合的试题。这要求学生对这几个相似的问题有深刻的理解：什么时候要乘以1/2；所生后代患病的概率还是生出患病孩子的概率；患病、患一种病的深刻含义是什么。

综上，自由组合常规题型的解题思想就是用好“分拆合并”法，即将自由组合定律问题转化为若干个分离定律的问题，在独立遗传的情况下，有几对基因就可分解为几个分离定律的问题。

2 自由组合定律的拓展分析

有时题目中告知某性状受两对等位基因控制，但分离比又不是9∶3∶3∶1的常规比例，这类题如何分析呢？笔者总结了如下四种类型：

2.1 无“致死”状况下的自由组合定律9∶3∶3∶1的变式分析

例4：某种小鼠的体色受常染色体基因的控制，现用一对纯合灰鼠杂交，F1都是黑鼠，F1中的雌雄个体相互交配，F2体色表现为9黑∶6灰∶1白。下列叙述正确的是 （ ）

A. 小鼠体色遗传遵循基因的自由组合定律

B. 若F1与白鼠杂交，后代表现为2黑∶1灰∶1白

C. F2灰鼠中能稳定遗传的个体占1/2

D. F2黑鼠有两种基因型

【答案】A

本题中出现了9∶6∶1的比例，对于学生有些陌生。这看似不符合9∶3∶3∶1，实际上总和仍然是16份，从这一点就可以大胆假设本题中小鼠体色同时受两对等位基因的控制，并且F2中的9∶6∶1实际上就表明单显性的基因型所控制的性状是一样的，从而可以得到F1的基因型必为双杂合子。

这类题型符合基因自由组合定律，解题步骤总结如下：首先看F2的表现型比例，若表现型比例之和是16，不管以什么样的比例呈现，都符合基因的自由组合定律。然后，写出正常的分离比9∶3∶3∶1，对照题中所给信息进行归类，若分离比为9∶7，则为9∶（3∶3∶1），说明A_bb、aaB_、aabb个体的表现型相同；若分离比为9∶6∶1，则为9∶（3∶3）∶1，即A_bb和aaB_个体的表现型相同；若分离比为15∶1，则为（9∶3∶3）∶1，即A_B_、A_bb和aaB_的表现型相同；若分离比为9∶3∶4，则为9：3：（3：1），即A_bb和aabb的表现型相同或aaB_和aabb的表现型相同。最后，根据异常分离比出现的原因，推测亲本的基因型或推断子代相应表现型的比例。

2.2 某些“致死基因”或“基因型”导致性状的分离比改变

例5：雕鸮（鹰类）的下列性状分别由位于两对常染色体上的两对等位基因控制，其中有一对基因具有显性纯合致死效应（显性纯合子在胚胎期死亡）。已知绿色条纹雕鸮与黄色无纹雕鸮交配，F1为绿色无纹和黄色无纹，比例为1∶1。当F1的绿色无纹雕鸮彼此交配时，其后代（F2）表现型及比例均为绿色无纹∶黄色无纹∶绿色条纹∶黄色条纹＝6∶3∶2∶1，下列有关说法不正确的是 （ ）

A.F1中的黄色无纹个体测交后代比例为1∶1∶1∶1

B.F1中的绿色无纹个体都是双杂合子

C.显性性状分别是绿色、无纹

D.F2中致死的个体所占的比例为1/4

【答案】A

本题中所出现的6∶3∶2∶1，和9∶3∶3∶1的比例十分相似但又有不同，最关键的是要能够认识到表现型比例之和不是等于16份，说明F2中出现了死亡的个体，而且题目里也告知显性纯合致死的效应，那么到底是哪种基因致死呢？根据题意不难发现是绿色显性纯合致死，用A、a表示控色体色的基因，即含有AA基因型的个体死亡，从而得到答案。

2.3 显性基因个数影响性状的表现

例6：旱金莲由三对等位基因控制花的长度，这三对基因分别位于三对同源染色体上，作用相等且具叠加性。已知每个显性基因控制花长为5 mm，每个隐性基因控制花长为2 mm。花长为24 mm的同种基因型个体相互授粉，后代出现性状分离，其中与亲本具有同等花长的个体所占比例是 （ ）

A. 1/16 B. 2/16

C. 5/16 D. 6/16

【答案】D

很显然，这种题型中表现型与显、隐性基因个数相关。根据题意可得，花长为24mm的个体必然由4个显性基因及2个隐性基因组成（4×5 mm+2×2 mm=24 mm），用A、a，B、b…代表相关基因，其基因型可以是AABBcc或AAbbCC或aaBBCC或AaBbCC或AaBBCc或AABbCc，然后又回到了基因自由组合定律的常规题型，见1.1。无论以哪一种基因型来计算，答案均为D。

2.4 控制某性状的两对或两对以上的等位基因不独立遗传

例7：已知三对基因在染色体上的位置情况如图所示，且三对基因分别单独控制三对相对性状，则下列说法正确的是 （ ）

A. 三对基因的遗传遵循基因的自由组合定律

B. 基因型为AaDd的个体与基因型为aaDd的个体杂交的后代会出现4种表现型，比例为3∶3∶1∶1

C. 如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生交叉互换，则它只产生4种配子

D. 基因型为AaBb的个体自交后代会出现4种表现型，比例为9∶3∶3∶1

【答案】B

等位基因位于同源染色体的同一位置上，但非等位基因在染色体上的分布情况比较复杂，常见的有：位于非同源染色体上的非等位基因，位于同源染色体不同位置上的非等位基因。本题中三对等位基因并非位于三对同源染色体上，所以三对等位基因之间并不遵循基因自由组合定律。其中，A和B基因连锁、a和b基因连锁，不遵循基因的自由组合定律；A、a基因（B、d基因）与D、d基因位于非同源染色体上，遵循基因自由组合定律。所以在形成配子时，随两对同源染色体分离移向两极的基因是AB和ab以及D和d，这样，非等位基因随非同源染色体自由组合而自由组合，可以得到该个体所产生的配子种类为ABD、ABd、abD、abd四种。再根据基因自由组合定律的常规题型即可得到答案。

3 常规遗传题的解题步骤流程图

综上，针对自由组合定律的应用，万变不离其宗。只要学生能够真正掌握变式题型变在哪里，灵活地将其转化成常规题型，再按照常规题型的解题步骤，一定可以将这部分的题做好。学生在复习到这一块知识时，多练、多做、多总结也是必需的。

江苏省江安高级中学）