遗传学中遗传平衡定律的应用

张蔚

摘要：学生在高一第二学期学习《遗传与进化》第一章《遗传因子的发现》，做遗传题会遇到自由交配、随机交配的问题，但是课本在第七章《现代生物进化理论》第二节《现代生物进化理论的主要内容》中的“思考与讨论”中用数学方法讨论基因频率的变化中才提到遗传平衡定律，所以我认为该内容老师应提前给学生讲解。重在方法的讲解、能力的培养。

关键词：遗传;“哈迪-温伯格定律”（遗传平衡定律）

1.哈迪-温伯格定律（遗传平衡定律）

“哈迪-温伯格定律”是指在理想状态下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在遗传中是稳定不变的，即保持着基因平衡。

1.1概述

此时各基因频率和各基因型频率存在如下等式关系并且保持不变：当等位基因只有一对（A、a）时，设基因A的频率为 p，基因a的频率为q，则A+a=p+q=1，AA+Aa+aa=p2+2pq+q2=1。哈迪-温伯格平衡定律（Hardy-Weinberg equilibrium）对于一个大且随机交配的种群，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变和选择的条件下会保持不变。

1.2满足条件

①种群足够大;②种群个体间随机交配;③没有突变;④没有选择;⑤没有迁移;⑥没有遗传漂变。

1.3适用范围

遗传平衡在自然状态下是无法达到的，但在一个足够大的种群中，如果个体间是自由交配的且没有明显的自然选择话，我们往往近似地看作符合遗传平衡。如人类种群、果蝇种群等比较大的群体中，一些单基因性状的遗传是可以应用遗传平衡定律的。

2.哈迪-温伯格定律在遗传规律解题中的应用

遗传规律是高中生物学中的重点和难点内容，是高考的必考点，下面就遗传规律题解题技巧谈谈粗浅认识。

2.1遗传平衡定律在高考中的应用

果蝇容易饲养且繁殖速度快，被广泛应用于遗传学研究。已知果蝇的长翅与残翅为一对相对性状（基因用D、d表示），红眼与白眼为一对相对性状（基因用A、a表示）。现有一对长翅红眼雌雄果蝇交配，得到F1代的表现型及比例如下表，请回答下列问题：（1）由表可知，果蝇的长翅与残翅中，显性性状是___，控制这对相对性状的基因位于___染色体上。（2）在F1代红眼长翅雌果蝇中，纯合子与杂合子的比例为_____。（3）若仅考虑果蝇的长翅和残翅这一对相对性状，让F1的长翅果蝇自由交配，则F2的果蝇中纯合子所占的比例是_____。（4）右图为某果蝇体细胞的染色体图解，让它与另一只果蝇杂交，后代的表现型及比例为：长翅白眼雌蝇∶长翅白眼雄蝇∶残翅白眼雌蝇∶残翅白眼雄蝇=3：3：1：1，写出图示果蝇体细胞中有_____个染色体组，另一只果蝇的基因型______。

试题解析：

（1）列出两种性状在雌雄中的比例：

红眼和白眼  雌性全是红眼       雄性：红：白=1：1

长翅和残翅  雌性：长：残=3：1   雄性：长：残=3：1

根據亲本都是长翅，子代出现残翅，无中生有为隐性，所以显性性状为长翅;红眼和白眼这对相对性状在雌雄中有区别就是位于X染色体，长翅和残翅这对性状在雌雄中无区别就是位于常染色体上。

触类旁通：可以总结出：一、判断显隐性，无中生有为隐性，有中生无为显性;二、性状在雌雄中有区别，控制该性状的基因位于X染色体上，性状在雌雄中无区别，则控制该性状的基因的基因位于常染色体上。

（2）根据第一问两种性状的比例及控制该性状基因的位置可推出亲本DdXAXa×DdXAY，F1代红眼长翅雌果蝇为D_XAX_，其中纯合子为DDXAXA的基因型频率为1/3×1/2=1/6，纯合子和杂合子的比例为1：5。

（3）F1的长翅果蝇为1/3DD  2/3Dd自由交配，用遗传平衡定律解题，首先求出基因频率D=纯合子+1/2杂合子=1/3+1/2× 2/3=2/3   d=纯合子+1/2杂合子=0+1/2×2/3=1/3，则 F2的果蝇中纯合子所占的比例是=1-杂合子=1-2×2/3×1/3=5/9。

（4）染色体组数目的判断方法

①根据染色体形态判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。②根据基因型判断（AAaaBBbb）;控制同一性状的基因出现几次，就含几个染色体组。③根据染色体的数目和染色体的形态来推算：染色体组数=染色体数/染色体形态数，根据以上方法判断果蝇体细胞有2个染色体组;列出两种性状在雌雄中的比例：雌雄都是白眼;长翅和残翅的比例为：雌性的长、残比为3：1，雄性的长、残比为3：1，根据子代两种性状的比例可推出另一个亲本为DdXaXa。

2.2学法指导

1、借助性状在雌雄中的比例能推导出控制性状的基因所在位置。性状在性别有区别位于性染色体，在性别中无区别则位于常染色体上。2、显隐性的判断。无中生有为隐性，有中生无为显性。3、染色体组数目的三种判断方法。4、正逆推，正推根据亲本推子代的基因型及概率，逆推根据子代的基因型及概率推亲本的基因型，这是遗传题中经常用到的方法。

参考文献：

[1]朱正威，赵占良.2004.普通高中课程标准实验教科书.遗传与进化  人民教育出版社

[2]雷俊林.2018.普通高中新课程问题导学案.山西出版传媒集团.山西教育出版社

[3]梁政.学习方法报.学习方法报社