利用配子法巧解自由交配的幾種類型題

吉林 楊少旭 姜萬錄

自由交配是指群體中各個(gè)體間隨機(jī)進(jìn)行交配，即基因型相同和不同的雌雄個(gè)體之間交配機(jī)會(huì)均等。在交配過程中，聯(lián)系親子代的橋梁是親代產(chǎn)生的配子，子代的基因型由所結(jié)合配子的基因型決定。因此，利用配子法可以巧妙地推斷出不同類型的自由交配其子代的基因型和表現(xiàn)型及其概率。

1.常染色體上基因遺傳

1.1 一對(duì)基因遺傳

【例1】假設(shè)某植物種群非常大，可以隨機(jī)交配，沒有遷入和遷出，基因不發(fā)生突變。抗病基因R對(duì)感病基因r為完全顯性。現(xiàn)種群中感病植株rr占1/9，抗病植株RR和Rr各占4/9，抗病植株可以正常開花和結(jié)實(shí)，而感病植株在開花前全部死亡。則子一代中感病植株占 （ ）

A.1/9 B.1/16 C.4/81 D.1/8

【解析】根據(jù)題意可知，種群中抗病植株RR和Rr各占4/9，感病植株rr占1/9，并且感病植株在開花前全部死亡，則親本中可以正常開花和結(jié)實(shí)的僅為抗病植株RR∶Rr =1∶1，它們產(chǎn)生的雌、雄配子都有兩種，即3/4 R和1/4 r。雌、雄配子隨機(jī)結(jié)合得到子一代的基因型及比例見下表，由表可知，子一代中感病植株rr占1/16。

雌配子及其概率 __________________________雄配子及其概率___________________________________3/4_R_________________________1/4_r_______________________3/4_R________________________________________9/16_RR__________________________________3/16_Rr_______________________1/4_r_________________________________________3/16_Rr___________________________________1/16_rr

【答案】B

【變式1】果蠅灰身（B）對(duì)黑身（b）為顯性，現(xiàn)將純種灰身果蠅與黑身果蠅雜交，產(chǎn)生的F1再自交產(chǎn)生F2，將F2中所有黑身果蠅除去，讓灰身果蠅自由交配產(chǎn)生F3。則F3中灰身與黑身果蠅的比例是 （ ）

A.3 ∶ 1 B.5 ∶ 1 C.8 ∶ 1 D.9 ∶ 1

【變式2】已知某環(huán)境條件下某種動(dòng)物基因型為AA和Aa的個(gè)體全部存活，基因型為aa的個(gè)體在出生前會(huì)全部死亡，該動(dòng)物的一個(gè)大種群中只有AA、Aa兩種基因型，其比例為1∶2。假設(shè)每對(duì)親本只交配一次且成功受孕，均為單胎。在上述環(huán)境條件下，理論上該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的子一代中AA和Aa的比例是 （ ）

A.1 ∶ 1 B.1 ∶ 2 C.2 ∶ 1 D.3 ∶ 1

1.2 兩對(duì)基因遺傳

【例2】用某種高等植物的純合白花植株與純合紅花植株進(jìn)行雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為紅花。若F1自交，得到的F2植株中，紅花為272株，白花為210株。為了培育出能穩(wěn)定遺傳的紅花品種，某同學(xué)將F2中的全部紅花植株隨機(jī)交配，則F3代中白花植株出現(xiàn)的概率為 （ ）

A.7/36 B.15/36 C.15/81 D.17/81

【解析】根據(jù)題意，F(xiàn)1自交，得到的F2植株中，紅花為272株，白花為210株，即紅花∶白花= 9∶7。可知，該性狀遺傳是由兩對(duì)等位基因控制。假設(shè)控制該性狀的兩對(duì)等位基因是A和a、B和b，F(xiàn)2植株中全部紅花基因型和比例分別為 1/9 AABB、2/9 AaBB、2/9 AABb、4/9 AaBb。該群體中能產(chǎn)生的配子類型及比例：4/9 AB、2/9 Ab、2/9 aB、1/9 ab。然后雌、雄配子隨機(jī)結(jié)合得到 F3的基因型及比例見下表，由表可知F3代中白花植株（aaB-、A-bb、aabb）出現(xiàn)的概率為17/81。

雄配子及其概率 _____________雌配子及其概率___________________________4/9 AB ___2/9______Ab___________2/9_aB___1/9____ab_____4_______________________________________________/9_AB_____2/______________9_Ab____________________________4/81_AAbb___________2/81 Aabb_____2/________________________9_aB_4/81 aaBB 2/81 aaBb______1_______________/9_ab____________________________2/81_Aabb_2/81 aaBb _1/81 aab__b

【答案】D

【變式3】已知某動(dòng)物種群的基因型僅有Aabb和AABb兩種類型，Aabb∶AABb = 1∶1，且該種群中雌雄個(gè)體比例為1∶1，兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上，個(gè)體間可以自由交配，則該種群自由交配產(chǎn)生的子代中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體比例為 （ ）

A.1/8 B.3/8 C.1/4 D.3/4

2.性染色體上基因遺傳

【例3】果蠅的紅眼和白眼是由性染色體上的一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀，用一對(duì)紅眼雌雄果蠅交配，子一代中出現(xiàn)白眼果蠅。讓子一代果蠅自由交配，理論上子二代果蠅中紅眼與白眼的比例為 （ ）

A.3 ∶ 1 B.5 ∶ 3 C.13 ∶ 3 D.7 ∶ 1

【解析】由題干中果蠅的紅眼和白眼是性染色體上的一對(duì)等位基因（用A、a表示）控制的相對(duì)性狀，用一對(duì)紅眼雌雄果蠅交配，子一代中出現(xiàn)白眼果蠅，可以判定白眼為隱性，紅眼為顯性（用A、a表示該對(duì)等位基因），親本果蠅的基因型為XAXa、XAY，則子一代的基因型及比例為XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1，則在雌性個(gè)體中XAXA占1/2，XAXa占1/2，雌配子概率為XA=3/4，Xa=1/4；同理推出雄配子概率為XA=1/4，Xa=1/4，Y=1/2。雌雄配子隨機(jī)結(jié)合后的子代基因型（表現(xiàn)型）見下表：

雌配子及其概率______雄配子及其概率_______________1/4 XA _____1/4 Xa _____________1/2_Y 3/4 XA 3/16 XAXA（紅眼）3/8 XAY（紅眼）1/4 Xa 1/16 XAXa（紅眼）3/16 XAXa（紅眼）1/16 XaXa（白眼）1/8 XaY（白眼）

由上表可知，子一代果蠅自由交配，理論上子二代果蠅中紅眼與白眼的比例：

（3/16+3/16+3/8+1/16）∶（1/16+1/8）=13∶3。

【變式4】孔雀魚是一種常見的觀賞魚，其性別決定方式屬于XY型，是非常好的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料。幾十年前，德國(guó)的一位育種者在眾多的孔雀魚幼魚中發(fā)現(xiàn)一條身體后半部為暗色的個(gè)體，并以此個(gè)體為基礎(chǔ)培育出了“禮服”品種。用“禮服”品種的雌魚作親本（P）與其他品種的雄魚雜交，所得子代（F1）個(gè)體中，雌雄魚均表現(xiàn)“禮服”性狀；將F1中雌雄個(gè)體自由交配，所得F2個(gè)體中，雌魚均表現(xiàn)為“禮服”性狀，雄魚表現(xiàn)為1/2“禮服”性狀、1/2無“禮服”性狀。

根據(jù)研究，請(qǐng)預(yù)測(cè)F2個(gè)體自由交配所得F3中雌“禮服”∶雌無“禮服”∶雄“禮服”∶雄無“禮服”=_____________。

【解析】從題干給出的信息用“禮服”品種的雌魚作親本（P）與其他品種的雄魚雜交，所得F1個(gè)體中，雌雄魚均表現(xiàn)“禮服”性狀可推斷，“禮服”為顯性，非“禮服”為隱性。由F2的表現(xiàn)型及比例（含性別比例）可知控制該性狀的基因位于X染色體上，用A/a表示，則F2中雌性個(gè)體的基因型及比例為XAXA∶XAXa=1∶1，產(chǎn)生的雌配子的種類及比例：XA=3/4，Xa=1/4；雄性個(gè)體的基因型及比例XAY∶XaY=1∶1，產(chǎn)生的雄配子及比例為XA=1/4，Xa=1/4，Y=1/2。雌雄配子隨機(jī)結(jié)合后的子代基因型（表現(xiàn)型）見下表：

雄配子及其概率________________1/4 XA ____1/4 Xa ____1/2 Y 3/4 XA 3/16 XAXA_______________（禮服♀）雌配子___及其概率3/8 XAY_（禮服♂）1/4 Xa 1/16 XAXa_（禮服♀）3/16 XAXa_（禮服♀）1/16 XaXa（無禮服♀）1/8 XaY（無禮服♂）

即由F2個(gè)體自由交配所得F3的性狀表現(xiàn)型之比為雌“禮服”∶雌無“禮服”∶雄“禮服”∶雄無“禮服”=7∶1∶6∶2。

綜上，種群是生物繁殖的基本單位，種群中個(gè)體隨機(jī)交配的情況，相當(dāng)于種群中雌雄個(gè)體產(chǎn)生的配子經(jīng)過隨機(jī)受精作用形成子代。因此，使用配子法即可準(zhǔn)確地推理出子代的情況。

【變式答案】1.C 2.A 3.B 4.7∶1∶6∶2