例说遗传定律的常见题型及解析方法，本文主要内容关键词为：题型论文,定律论文,常见论文,方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在现行的高中生物课堂教学中，基因分离定律和基因自由组合定律，既是教材中的重点内容，又是课堂教学的难点所在。为了使学生更好地熟悉遗传定律的各种题型，加深对遗传定律的理解，笔者在系统复习这部分内容时，将高考中出现的常见题型、分类、解析如下：
一、根据一个亲本或一个细胞的基因型，求解相应配子的种类或数目
例1 一个基因型为AaBb（假设两对基因位于两对同源染色体上）的精原细胞，经过减数分裂后：
(1)可以产生多少个精子？多少种精子类型？
(2)如果产生了一个基因组成为ab的精子，则另外3个精子基因组成分别是什么？
(3)如果要产生基因组成为AB和Ab的两种精子，则至少需要多少个精原细胞？
解析：(1)一个精原细胞经过一次减数分裂后，可以产生四个精细胞，四个精细胞经过变形后可以形成四个精子。由于此精原细胞中有两对基因，且位于两对同源染色体上，如图1所示。
图1 一个精原细胞中的两对同源染色体
这样的两对基因在减数第一次分裂后期，可以以两种自由组合的方式到两极去：AB自由组合到一极去的同时，ab自由组合到另一极去，或Ab自由组合到一极去的同时，aB自由组合到另一极去。一个这样的精原细胞，只能进行一次减数分裂，进行一次减数分裂，这两对基因的自由组合就只能发生上述两种组合方式中的一种，所以这样的一个精原细胞经过一次减数分裂后，可以产生四个精子、两种类型：AB和ab或Ab和aB。
(2)如果产生了一个基因组成为ab的精子，就意味着这一个精原细胞中的两对基因，在减数第一次分裂后期的自由组合情况已经确定：AB自由组合到一极去，ab自由组合到另一极去。另外3个精子基因组成为：ab、AB、AB。
(3)如果要产生基因组成为AB和Ab的两种精子，在减数第一次分裂的后期，必须要发生AB、ab和Ab、aB两种自由组合，就必须进行两次完整的减数分裂。所以要产生基因组成为AB和Ab两种精子，至少需要两个精原细胞。
答案：(1)4； 2； (2)ab、AB、AB； (3)2。
例2 一只基因型为AaBb的杂合公牛，其体内的100个精原细胞经过减数分裂后（假设两对基因位于两对同源染色体上）：
(1)可产生基因组成为A的精子多少个？
(2)理论上可产生基因组成为AB的精子多少个？
(3)理论上可产生基因组成为A且含X染色体的精子多少个？
(4)理论上可产生基因组成为AB且含Y染色体的精子多少个？
解析：(1)一只基因型为AaBb的杂合公牛，在遗传时，这两对基因既遵循基因分离定律，又遵循基因自由组合定律。欲求100个精原细胞经过减数分裂后，产生的基因组成为A的精子，显然只要考虑Aa一对基因的遗传。一对基因的遗传遵循基因的分离定律，即Aa此对基因经过减数分裂后可以产生2种精子，比例为：1/2A:1/2a。所以100个精原细胞经过减数分裂后，可以产生基因组成为A的精子数目为：100×4×1/2=200个。
(2)要求100个精原细胞经过减数分裂后，产生的基因组成为AB的精子，就要把两对基因联系在一起考虑。两对基因联系在一起时的遗传，遵循基因自由组合定律。基因型为AaBb的公牛，经过减数分裂后可以产生4种精子，比例为：1/4AB:1/4Ab:1/4aB:1/4ab。所以100个精原细胞经过减数分裂后，可以产生基因组成为AB的精子数目为：100×4×1/4=100个。本题还有一种更简单的方法，把两对基因单独看，都按照基因分离定律去处理。Aa此对基因经过减数分裂后可以产生2种精子，比例为：1/2A:1/2a；Bb此对基因经过减数分裂后也可以产生2种精子，比例为：1/2B:1/2b，产生基因组成为AB精子概率为：1/2A×1/2B=1/4AB。基因组成为AB的精子数目为：400×1/4=100个。
(3)用第(2)题的第二种解法非常简单。此公牛产生的精子中，基因组成为A的概率为1/2，性染色体为X的概率为1/2，产生基因组成为A且含X染色体的精子概率为1/2×1/2=1/4。所以基因组成为A且含X染色体的精子数目为：400×1/4=100个。
(4)同样用第(2)题的第二种解法。此公牛产生的精子中，基因组成为A的概率为1/2，基因组成为B的概率为1/2，性染色体为Y的概率为1/2，产生基因组成为AB且含Y染色体的精子概率为1/2×1/2×1/2=1/8。产生基因组成为AB且含Y染色体的精子数目为：400×1/8=50个。
答案：(1)200个； (2)100个； (3)100个；(4)50个。
二、根据两个亲本的基因型，求解杂交后代基因型、表现型的种类或比例
例3 假如豌豆种子黄色(Y)对绿色(y)为显性，圆粒(R)对皱粒(r)为显性，现有基因型为YyRr的豌豆和基因型为yyRr的豌豆杂交。请求解以下问题：
(1)杂交后，后代可能产生多少种不同的基因型？
(2)杂交后代中，基因型为YyRr的概率是多少？
(3)杂交后，后代可能产生多少种不同的表现型？
(4)杂交后代中，表现型为黄色圆粒的概率是多少？
(5)杂交后代中纯合子、杂合子出现的概率是多少？
(6)杂交后，后代中不同于亲本表现型的占多少？
(7)如果杂交后共有480万粒种子，其中胚基因型为YyRr的种子在理论上有多少粒？
解析：在解答这一类题目时，笔者建议在系统复习时，首先应让学生熟练掌握一对基因的杂交情况（见表1）：
表1 一对基因的杂交情况
基因型表现型
亲本组合 种类 比例种类 比例
AA×AA一种AA —一种显性
—
AA×aa一种Aa —一种显性
—
AA×Aa两种AA、Aa 1/2:1/2 一种显性—
两种显性
Aa×aa两种Aa、aa 1/2:1/2 和隐性 1/2:1/2
三种 AA、 两种显性
Aa×AaAa、aa 1/4:2/4:1/4 和隐性 3/4:1/4
aa×aa一种aa —
一种隐性 —
熟练掌握上表后，求解杂交后代基因型、表现型的种类或比例就非常简单了。其次应教会学生把两对或两对以上基因的杂交情况，转化为相应的一对基因的杂交，然后用上表把每一对基因的具体杂交情况分析清楚。如本题可以做如下处理：
Yv×yy→1/2Yy、1/2yy。（杂交后代有2种基因型，有2种表现型。）
Rr×Rr→1/4RR、2/4Rr、1/4rr。（杂交后代有3种基因型，有2种表现型。）
(1)杂交后，杂交后代可能产生的基因型种类为：2×3=6种。
(2)杂交后代中，基因型YyRr出现的概率为：1/2(Yy)×2/4(Rr)=1/4。
(3)杂交后，后代可能产生的表现型种类为：2×2=4种。
(4)杂交后代中，表现型为黄色圆粒的概率是：1/2(Y)×3/4(R)=3/8。
(5)杂交后代中纯合子出现的概率为：1/2(yy)×2/4(RR、rr)=1/4。
杂交后代中杂合子出现的概率为：1-1/4=3/4。
(6)欲求杂交后代中不同于亲本表现型的比例，可以先求出与亲本表现型相同的比例，再求与亲本不同表现型的比例。亲本的表现型为：黄色圆粒(Y＿R＿和绿色圆粒(yyR＿），它们出现的概率为：1/2(Y)×3/4(R)+1/2(yy)×3/4(R)=6/8=3/4。与亲本不同的表现型出现的概率为：1-3/4=1/4。
(7)由第(2)小题知道，基因型YyRr出现的概率为1/4，所以胚中基因型为YyRr的种子在理论上有：480×1/4=120万粒。
答案：(1)6种； (2)1/4； (3)4种； (4)3/8；(5)1/4； 3/4； (6)1/4； (7)120万粒。
三、根据杂交后代表现型的种类或比例，求亲本的基因型
例4 一对正常的夫妇生了一个患白化病(a)和色盲病(b)的儿子，请问双亲的基因型是什么？
解析：根据杂交后代表现型的种类或比例，求解亲本的基因型时，必须注意以下几点：①要分析清楚基因在染色体上的位置。假如基因在常染色体上，只要求出相应的“英文字母”即可；假如基因在性染色体上，要先写出性染色体的组成“XX”或“XY”，再根据题意，求出相应的“英文字母”；②要根据杂交情况，写出可以确定的基因；③根据基因的传递规律，从隐性性状入手，把未确定的基因求出来。本题中，白化病是常染色体上的隐性遗传病，色盲是X染色体上的隐性遗传病。根据题意，可做如下分析：
四、根据亲本、后代的基因型或表现型，求解后代中患遗传病的概率
例5 一对表现型正常的夫妇生了一个患白化病的儿子和一个正常的女儿，此正常女儿与一正常的男性（其母亲患白化病）婚配后：
(1)生一个正常儿子的概率是多少？
(2)此正常女儿与一正常的男性婚配后生了一个白化儿子后，再生一个白化儿子的概率是多少？
(3)假如自然人群中，每10000人中有一人患白化病，此正常女儿又与另一正常男性婚配，能否求出他们生一个患病小孩的概率？
解析：后代中遗传病概率的求解，笔者以为必须理清楚以下问题：①要根据亲代和子代的表现型，求出亲本的基因型；②在此基础上，要分析清楚亲本的基因型是确定的还是可变的，假如是可变的，必须弄清各种可能基因型的比例；③要看清题目的问法，如生一个患病女儿的概率与女儿患病的概率是不一样的；④在求解概率时，只要求解出后代中隐性性状出现的概率即可。假如是隐性基因控制的遗传病，按照这种方法求出的概率即为后代患病的概率，后代中表现型正常的概率为：1—后代中患病的概率。假如是显性基因控制的遗传病，按照这种方法求出的概率为后代中表现型正常的概率，后代中患遗传病的概率为：1—后代中表现型正常的概率。
(1)本题可以先假设控制此对性状的基因为A、a，并根据题意写出如下式子：
∵A＿×A＿→aa（儿子）＋A＿（正常的女儿）
∴Aa×Aa→aa（儿子）＋1/4AA、2/4Aa（正常的女儿）
所以此正常女儿中可能基因型的比例为：1/3AA:2/3Aa。由于母亲为白化病的正常男性的基因型只能是Aa，所以此正常女儿与这个正常男性的婚配可以表达为：1/3AA、2/3Aa×Aa→aa：2/3×1/4=1/6。由于白化病是常染色体上的隐性遗传病，所以求出的aa（隐性性状）即为后代中的患病概率，后代正常的概率为：1-1/6=5/6。生一个正常儿子的概率为：5/6×1/2=5/12。
(2)此正常女儿与一正常的男性婚配后生了一个白化儿子后，这个正常女儿的基因型不再有两种可能了，只能为Aa。她与基因型为Aa的正常男性再生一个白化小孩的概率是：Aa×Aa→aa:1/4。再生一个白化儿子的概率是：1/4×1/2=1/8。
(3)此正常女儿再与另一正常男性婚配，能否求出他们生一个患病小孩的概率，关键是能否把正常男性可能的基因型种类或比例确定。由于自然人群中，每10000人中有一人患白化病，即aa=1/10000，a=1/100，A=1一1/100=99/100。此正常男性的基因型为AA的概率：99/100×99/100=9801/10000=0.9801，基因型为Aa的概率为：2×1/100×99/100=198/10000=0.0198。这样此女与正常男性的婚配可以表达成：Aa×AA、Aa→Aa×Aa/(Aa＋AA)Aa→aa：1/4×0.0198/(0.0198+0.9801)=0.005。所以此正常女儿又与另一正常男性婚配，可以求出他们生一个患病小孩的概率。
答案：(1)5/12； (2)1/8； (3)0.005。
五、根据亲本的表现型，判断亲代是纯合子还是杂合子
例6 现有一株高茎豌豆，如何分析它是纯合子还是杂合子？
解析：要判断亲代是纯合子还是杂合子，需要通过一定的杂交方法，并通过杂交后代的表现型，分析亲代的基因型，再根据亲代的基因型判断出亲代是纯合子还是杂合子。亲代基因型的求解方法，一般用测交。要确定一株高茎豌豆是纯合子还是杂合子，可以让这株高茎豌豆与矮茎豌豆测交，假如测交后代全部为矮茎豌豆，此株高茎豌豆肯定是杂合子；假如测交后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆，此株高茎豌豆肯定是杂合子；假如测交后代全部为高茎豌豆，此株高茎豌豆很有可能是纯合子（注意：后代全部为高茎豌豆仅仅是一个统计概念）。由于豌豆是闭花传粉，所以测交并不是最简单的方法（因为豌豆的测交，要经过去雄、套袋、人工授粉等步骤），最简单的方法是让此株高茎豌豆自交，自交后代可能出现的情况以及相应的分析同测交一样。
答案：让此株高茎豌豆与矮茎豌豆测交或让此株高茎豌豆自交，假如后代全部为矮茎豌豆，此株高茎豌豆肯定是杂合子；假如后代既有高茎豌豆又有矮茎豌豆，此株高茎豌豆肯定是杂合子；假如后代全部为高茎豌豆，此株高茎豌豆很有可能是纯合子。
六、遗传定律在杂交育种上的应用
例7 若小麦的高秆(H)对矮秆(h)为显性，抗锈病(A)对易染锈病(a)为显性。现有高秆抗锈病和矮秆易染锈病两个纯合子小麦，如何培育出符合生产要求的小麦。
解析：杂交育种的遗传学原理为基因重组，利用基因的自由组合或基因的互换，可以把符合生产要求的优良基因组合到一个个体上。要解答好这类题目，首先要分析清育种的方向，如本题的育种的方向是培育矮秆抗锈病的小麦；其次要弄清符合生产要求的小麦，不仅仅是培育出矮秆抗锈病的小麦，应该是可以稳定遗传的、后代不会发生性状分离的这种小麦。
高秆抗锈病(HHaa)和矮秆易染锈病(hhAA)2个纯合子小麦，都只有一个优良性状，但可以让这2个纯合子小麦杂交产生
中选出的矮秆抗锈病小麦自交，淘汰发生性状分离的小麦，保留不发生性状分离的小麦……，直到不发生性状分离为止。这时筛选出的小麦才是符合生产要求的小麦(hhAA)。由上述过程不难发现，在杂交育种中，获得基因型为hhAA的纯合子小麦，需要比较长的年限。
本题在获得
(HhAa)后，还可以利用单倍体育种来培育出符合生产要求的小麦。即用(HhAa)的花粉，通过植物的组织培养来产生单倍体的小麦：HA、Ha、hA、ha，再用秋水仙素来处理这些单倍体小麦的幼苗：HHAA、HHaa、hhAA、hhaa，然后从这些小麦中筛选，这时候筛选的小麦就是符合生产要求的小麦(hhAA)。由此可见单倍体育种可以明显缩短育种的年限。
答案：方法一、
④获得符合生产要求的小麦(hhAA)。
方法二、①P：HHaa×hhAA→(HhAa)；②用(HhAa)的花药离体培养出HA、Ha、hA、ha等单倍体小麦；③用秋水仙素来处理这些单倍体小麦的幼苗；④获得符合生产要求的小麦(hhAA)。
七、根据基因的传递规律，分析人类单基因遗传病的类型
例8 图2为某单基因遗传系谱图，致病基因为A或a，请分析此遗传病的类型。
图2 某单基因遗传系谱图
解析：人类单基因遗传病的类型通常有以下6种：①Y染色体上的基因控制的遗传病；②常染色体上的显性遗传病；③常染色体上的隐性遗传病；④X染色体上的隐性遗传病；⑤X染色体上的显性遗传病；⑥细胞质基因控制的遗传病。分析人类单基因遗传病的类型，通常采用下列过程较为严谨：是不是细胞质基因控制的遗传病？→是不是Y染色体上的基因控制的遗传病？→是显性基因控制的遗传病还是隐性基因控制的遗传病？→基因的位置在X染色体上还是在常染色体上？在本题中，由正常的Ⅰ-1生了患病的Ⅱ-4或患病的Ⅱ-6生了正常的Ⅲ-10、Ⅲ-11、Ⅲ-12或正常的Ⅲ-8生了患病的Ⅳ-14，可以知道此遗传病不是细胞质基因控制的遗传病，因为细胞质遗传的本质是后代表现出母本的性状。由正常的Ⅰ-2生了患病的Ⅱ-4或患病的Ⅱ-4或生了正常的Ⅲ-9或正常的Ⅲ-7生了患病的Ⅳ-14，可以确定控制此遗传病的基因不在Y染色体上。由正常的Ⅰ-1和正常的Ⅰ-2生了患病的Ⅱ-4或正常的Ⅲ-7和正常的Ⅲ-8生了患病的Ⅳ-14，可以断定此遗传病由隐性基因所控制。由患病的Ⅱ-6生了正常的Ⅲ-10，可以分析出控制此遗传病的基因不在X染色体上，应该位于常染色体上。至此才能确定此单基因遗传病是由常染色体上的隐性基因控制的遗传病。
答案：此遗传病为常染色体上的隐性基因控制的遗传病。