用“先分后合”的方法解决基因自由组合问题

2019-09-26 版权声明 举报文章

用“先分后合”的方法解决基因自由组合问题

遗传学是现行人教版高中生物的重要知识板块内容,是近年来高考的必考内容。而遗传学又分三个板块:一是DNA的基本知识;二是遗传规律;三是生物的变异。在上海,江苏和广东等生物单科高考卷中,遗传学三个板块知识都有考查,而理综高考卷由于题量少,多年来遗传学的考查多考遗传规律题。而遗传规律中,既能考查考生分析应用能力,又有综合性强、创新空间大等特点的基因自由组合定律题更是理综卷中的常客。因此,在高中生物教学中,遗传规律的教学就显得十分重要。基因自由组合定律既是基因分离定律的提升,又需要扎实的减数分裂知识来支撑。因此综合性强,学习难度更大。要学好基因自由组合定律,提高解题能力,必须要有好的解题方法。而解决基因自由组合问题教材中只侧重介绍了棋盘法。多年教学实践中发现,用棋盘法解题还是有许多局限和不足。本人在多年教学实践中集众家所长,总结了用“先分后合”的方法解决基因自由组合问题。用“先分后合”法解题,能化繁为简,思路明确清晰。不易出错。

所谓“先分后合”法,其原理也很简单,就是用基因分离定律的思路解决基因自由组合问题。因为多对等位基因(位于不同对同源染色体上)遗传时,遵循基因自由组合定律。而单独分析其中每一对等位基因时,都符合基因分离定律。因此我们就可以把一个相对复杂的基因自由组合问题简化为几个相对简单的基因分离定律问题来解。当然最后关键是会把几个基因分离定律的结果合起来!下面就基因自由组合定律常见题型加以探讨。

(一)用“先分后合”法解决有关基因型的问题

例1.AABB×aabb的F2代中AAbb出现的几率是多少?

【解析】这是一道基础的又是经典的基因自由组合问题。可以有许多种解题方法,如棋盘法;交叉连线法;配子结合法等。但是用“先分后合”法来解题,更快捷,更准确。

AABB×aabbF1 AaBb ×F2

如何快速写出F2代呢?先分:

Aa×Aa1/4AA 1/2 Aa 1/4aa

Bb×Bb1/4BB 1/2 Bb 1/4bb

后合:F2的每一个体就是(1/4AA 1/2 Aa 1/4aa)分别与(1/4BB 1/2 Bb 1/4bb)相互结合。于是,后代就有九种基因型,它们分别是AABB、AABb、AAbb、AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb.所以,F2中AAbb出现就是1/4AA和1/4 bb相互结合的结果。它们出现的几率=1/4×1/4=1/16。

从本例中可以看出,用“先分后合”法可以简便快速地写出子代中任何一种个体的基因型及其比例。而且在解3对以上等位基因的自由组合问题时,用“先分后合”法就更方便了。

例2.AaBbCcDd(独立遗传)个体自交后代有多少种基因型?其中AABBccdd个体所占比例为多少?

【解析】AaBbCcDd自交,

先分:Aa×Aa1/4AA 1/2 Aa 1/4aa (3种基因型)

Bb×Bb1/4BB 1/2 Bb 1/4bb (3种基因型)

Cc×Cc1/4CC 1/2 Cc 1/4cc (3种基因型)

Dd×Dd1/4DD 1/2 Dd 1/4dd (3种基因型)

后合:AaBbCcDd自交后代基因型数=3×3×3×3=81(种)

AABBccdd个体所占比例=1/4×1/4×1/4×1/4=1/256

(二)用“先分后合”法解决有关表现型的问题

以上2例可以说明,用“先分后合”法可以帮助我们解决了求子代基因型的问题了,同样道理,用“先分后合”法也可以很好地解决求子代的表现型的问题。

例3. AaBbCc(独立遗传)个体自交后代有多少种表现型?比例是多少?重组类型所占比例是多少?

【解析】AaBbCc个体自交。

先分:Aa×Aa3/4 A_(显性) 1/4 aa(隐性)或(3显 :1隐)(2种表现型)

Bb×Bb3/4 B_(显性) 1/4 bb(隐性)或(3显 :1隐)(2种表现型)

Cc×Cc3/4 C_(显性) 1/4 cc(隐性)或(3显 :1隐)(2种表现型)

后合:1.AaBbCc个体自交后代表现型数=2×2×2=8(种)

2.后代表现型的比例=(3显 :1隐)(3显 :1隐)(3显 :1隐)

= 27 : 9 : 9: 9 : 3 : 3 : 3 : 1

3.后代的重组类型:

由于亲本类型是三显性,子代中的亲本类型为3/4 A_×3/4B_×3/4 C_= 9/64

则重组类型= 1- 亲本类型=1- 9/64 = 55/64

(三)用“先分后合”法解决有关逆推题型的问题

用“先分后合”法同样适用于解决基因自由组合定律中的逆推题型,即根据子代的表现型,反推亲本的基因型。

例3.黄粒(A)高杆(B)玉米与某表现型玉米杂交,后代中黄粒高杆占3/8,黄粒矮杆占3/8,白粒高杆占1/8,白粒矮杆占1/8.则亲本的基因型为 。

【解析】先对后代的两对性状分别单独分析:

黄粒:白粒=(3/8+3/8) :(1/8+1/8)= 3:1推出亲本为:Aa×Aa

高杆:矮杆=(3/8+1/8) :(3/8+1/8)= 1:1推出亲本为: Bb×bb

综合可知杂交的两亲本基因型是 AaBb ×Aabb

(四)用“先分后合”法解决有关两种遗传病的概率问题

两种遗传病分别受两对等位基因控制,也是遵循基因自由组合定律的。一种遗传病不会影响另一种遗传病的出现。但是子代的患病情况比较复杂。用“先分后合”法同样可以化繁为简。

例4.一对正常的夫妇生了一个患白化病和红绿色盲的男孩,请分析他们再生一个完全正常的孩子的概率是多大?

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