兩對等位基因隨機交配問題的三種解法及誤區分析

戴金成

摘 要：隨機交配（自由交配）問題是孟德爾遺傳定律、伴性遺傳中考查頻率很高的題型。本文總結該類遺傳題的三種解題方法，并對解題中的誤區進行分析。

關鍵詞：兩對等位基因；隨機交配；解法；誤區

隨機交配（自由交配）問題是高中生物遺傳部分常考的題型，在歷年高考中也多有考查。以一對等位基因作為考查內容的隨機交配問題相對簡單，涉及兩對等位基因則難度有所上升。在一輪復習中總結其題型特點及解題方法，并引導學生進行適當的選擇，有助于學生積極應對。

解決隨機交配問題，通常有“交配法”、“配子法”和“基因頻率法”，其中以遺傳平衡定律為基礎的“基因頻率法”最受青睞。下面通過例題的解析，對三種解法進行比較，并分析“基因頻率法”的思維誤區。

一、 例題分析

例1 一個植物群體中有Aabb和AABb兩種基因型個體，其比例為1∶1。其隨機交配一代后子代純合子占（ ）

本題正確答案為B，A為易錯選項，錯選比例較高。學生在訓練過程難以發現錯誤及原因。

二、 例題的三種解法

例題中錯選A選項，其原因在于選用了不恰當的解題方法，存在思維誤區。下面針對例題，給出三種解法，分析其中可能存在的誤區。

1. 方法一——交配法

交配法，即利用棋盤或直接列出隨機交配中存在的交配方式，再計算所求基因型或表現型所占比例。隨機交配中的交配方式可分為基因型相同的個體自交和基因型不同的個體雜交，其中兩個雜交型可以看做是正交與反交，如表1中的雜交1和雜交2。

此法例題解析如下。

用棋盤列出所有交配方式（表1），再結合加法原則依次計算子代純合子比例。故子代中純合子比例為122×12×1+122×12×12+122×12×12+122×1×12=38。

解法分析：在熟練掌握以后，可直接寫出各種交配類型及結果，而不需要棋盤窮舉，但易將不同基因型之間的正交與反交漏掉一種，也容易在自交類型中將親本所占比例忽略，使得相關比例計算發生錯誤。另外，當親本基因型較多時，例如親本中存在4種基因型，則隨機交配中就包含16種交配方式，容易漏掉或錯算。

2. 方法二——配子法

配子法，即分別計算出親代中雌、雄個體所能產生的配子種類及比例（往往雌、雄配子的種類和比例是一致的），再將雌雄配子隨機結合，得到子代表現型及比例。

此法例題解析如下。

親本中Aabb可產生兩種配子，即12Aabb→14Ab、14ab；親本中AABb可產生兩種配子，即12AABb→14AB、14Ab。故親本產生的雌、雄配子種類及所占比例均為12Ab、14ab、14AB（表2）。

子代純合子

故子代中純合子比例為122+142+142=38。

解法分析：在親本只有兩種基因型的情況下，配子法和交配法計算量相差不大。當親本基因型種類較多時，則配子法簡便一些。

3. 方法三——基因頻率法

所有雌雄個體間都能自由交配并產生后代是種群處于遺傳平衡狀態所需要的前提條件之一，而很多習題中默認其他四個前提條件，因此往往可以利用基因頻率來計算子代的基因型及比例。但本文例題采用此法就會導致錯選。

（1） 用基因頻率法計算例題

①拆分、統計親代中各對等位基因基因型及比例，得親本中Aa∶AA=1∶1；bb∶Bb=1∶1。

②計算各對等位基因頻率，得PA=34，Pa=14；PB=14，Pb=34。

③結合乘法原則計算子代純合子比例，得（AA+aa）×（BB+bb）=（916+116）×（116+916）=2564。

故選A。

（2） 錯解思維分析

從正向來看，解題的思路很明確，且比前兩種解法都要簡便。對比三種解法，可以發現第三種解法的答案是錯誤的。若將解題步驟①進行逆向思考，就會發現問題所在。

如圖1所示，顯然在對親本基因型及比例進行拆分與拆分后的逆向組合結果不一致，也即例題中親本的基因型及比例并不是來自于兩對等位基因的基因型及比例的隨機組合。事實上，通過分析親本中的交配方式也可以發現基因頻率法在計算此題時，增加了一些不存在的情況，如兩對等位基因的純合子組合時會產生aaBB，但由于親本的限制，子代中不會有這一基因型個體。

（3）如何利用基因頻率法

要想利用基因頻率法計算多對等位基因的隨機交配問題，必須滿足前提，即親本基因型及比例由不同等位基因的基因型隨機（自由）組合而來。如例2。

例2 用基因型為YyRR的植株和基因型為yyrr的植株雜交，得到F1。再將F1隨機交配，得到F2。則F2中純合子所占比例為 。

答案：516

在例2中，F1的基因型及比例為YyRr∶yyRr=1∶1，滿足上述前提，故可采用基因頻率法進行計算。

三、 小結

對比三種方法可以發現，結合棋盤的交配法比較直觀、準確但不適宜用于較復雜的情況，配子法相對交配法更為簡便且沒有基因頻率法中可能存在的陷阱，基因頻率法最為簡便但可能存在上述思維誤區。在面對具體的問題時，需靈活、準確地選用解法，才能達到快速、準確的效果，否則適得其反。endprint