摘 要: 在孟德尔式遗传题中已知亲本基因型,求子代基因型、表现型的种类及比例问题通常有交叉连线法、棋盘法、分支法、多项式相乘法和概率直接相乘法等,本文通过对各种方法的比较分析,从而为解这一类题型找到一种切合题意的合适方法。
关键词: 孟德尔式遗传 解题方法 比较分析
所谓的孟德尔式遗传就是由核基因控制的遗传。在孟德尔式遗传题中已知亲本基因型,求子代基因型、表现型的种类及比例是遗传学要解决的基本题型之一。解决这类问题通常有交叉连线法、棋盘法、分支法、多项式相乘法和概率直接相乘法等,它们各有所长,也各有所限。本文通过对各种解题方法的比较分析,从而为解这一类型题找到一种切合题意的合适方法。
1.交叉连线法
1.1原理与方法
生物在进行减数***形成配子时,控制相对性状的等位基因随同同源染色体彼此分开,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合,产生的雌雄配子类型数量相等,并且雌雄配子结合机会均等。根据亲本的基因型写出产生的雌雄配子的类型和比例,然后将雌雄配子连线在交叉点处写出合子的基因组成即为子一代的基因型,子代基因型比例按连线交叉点关系依乘法原理将相关配子比例相乘的积即为此基因型的比例。表现型的确定依显性基因对隐性基因的显性作用,把表现型相同的各个基因型比例依加法原理相加的和即为表现型的比例。
1.2例证
1.3优缺点
优点是能反映雌雄配子类型比例及结合方式,并能迅速确定后代基因型、表现型及相应比例,缺点是对于两对以上等位基因的自交,随着雌雄配子类型增多在连线交叉时易出现遗漏或重复。因此适于一对等位基因自交、侧交;两对等位基因的侧交,两对基因单杂合体的自交。对于两对或两对以上等位基因基因杂合体的杂交(自交)不适合此法。
2.棋盘法
2.1原理与方法
将两性亲本产生是雌雄配子及比例分别置于棋盘表格的顶格横行和左侧纵列,然后把纵横边格配子写在棋盘的交叉点格中即为子代基因型,相应的两性配子前面的比例数相乘的积即为棋盘格中子代基因型的比例。把同类基因型前的比例相加即为该基因型的比例。表现型的确定依显性基因对隐性基因的显性作用,把表现型相同的各个基因型比例依加法原理相加的和即为表现型的比例。
2.2例证
(3)求两对等位基因的杂合体(YyRr)自交后代的基因型、表现型及其比例。
如***3,这是棋盘法中最典型的实例,通过对它的分析能更好地掌握两对等位基因自交后的基因型、表现型及其比例的一般规律。雌雄配子共有16种结合方式,每种结合方式各占。
基因型及比例(分布规律):
①纯合体:YYRR、YYrr、yyRR、yyrr,4种各占,位于棋盘格中从左上到右下对角线上。
②单杂合体:YYRr、YyRR、Yyrr、yyRr,4种各占,它们以纯合子为对称轴的两个棋盘格中。
③双杂合体:YyRr,仅1种,占,位于棋盘格中从右上到左下对角线上。
表现型及比例(分布规律):
①双显性(Y_R_),占:YYRR、YYRr、YyRR、YyRr。位于最大的三角形的三条边和三个角上。
②单显性(Y_rr),占:YYrr、Yyrr。位于次之的三角形的三个角上。
③单显性(yyR_),占:yyRR、yyRr。位于再次之的三角形的三个角上。
④双隐性仅一种,yyrr。位于最右下角。
2.3优缺点
该方法反映了两性配子结合方式及各种基因型种类和比例。缺点是9种基因型,4种表现型及比例须逐一寻找,易遗漏。适于一对等位基因的杂交两对等位基因的侧交。两对以上等位基因的杂交不适合。
3.分枝法
3.1原理与方法
同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。据此先用分离定律分别分析一对相对性状遗传,然后综合多对基因型、表现型的组合遗传。
3.2例证
(4)豌豆高茎(D)对矮茎(d),红花(R)对白花(r),腋生(E)对顶生(e)为显性。三对等位基因是孟德尔式遗传。
①求杂合体亲本(DdRrEe)产生配子的类型及比例。
②求DDRree×dd RrEe杂交后代基因型、表现型及其比例。
解①:一对等位基因分离形成两种不同类型的配子每种配子基因出现的概率均为。一对相同基因(纯合体)只形成一种类型的配子,其概率为1。依非等位基因结合机会均等的自由组合原则,然后用二岐分支法连在一起即为相应的配子类型,同时将连线上单个配子的概率相乘的积,即为相应的配子类型的概率,如***4。
解②:三对基因***遗传,把三对基因的杂交分开进行研究,分别就每一对基因的分离遗传进行分析,如***5、6、7。
3.3优缺点
这种方法对于任何一种杂合体都能很容易写出其产生的配子类型及比例,对多对等位基因的杂合体的自交、杂交均能准确写出子代基因型表现型及比例。它是解遗传题最常用的方法之一。
4.多项式相乘法
4.1原理与方法
与分枝法同。
4.2例证
仍以“3.2”为例,求:①杂合体亲本(DdRrEe)产生配子的类型及比例;②DDRree×dd RrEe杂交后代基因型、表现型及其比例。
解①:杂合体(Dd)能产生两种类型的配子及比例,Dd(D+d),对于多对等位基因杂合体产生的配子类型、比例就是每对基因产生配子的“二项式”相乘的积。
DdRrEe(D+d)(R+r)(E+e)=DRE+DRe+DrE+Dre+dRE+dRe+drE+dre
解②:三对基因的自由组合转化为三组一对基因的“分离”然后组合,得到杂交后代基因型、表现型及其比例。
亲本 基因型及其比例 表现型及其比例
DD×dd(1D)(1d) 1 Dd 1高(Dd)
Rr×Rr(R+r)(R+r) RR+Rr+rr 红(R_)+白(rr)
ee×Eee(E+e)Ee+ee 腋(Ee)+顶(ee)
所以DDRree×dd RrEe杂交后代基因型及其比例为:
1 Dd(RR+Rr+rr)(Ee+ee)=DdRREe+DdRRee+DdRrEe+DdRree+DdrrEe+Ddrree
所以DDRree×dd RrEe杂交后代表现型及其比例为:
1高(Dd)[红(R_)+白(rr)][腋(Ee)+顶(ee)]
=高红腋(DdR_Ee)+高红顶(DdR_ee)+高白腋(DdrrEe)+高白顶(Ddrree)
4.3优缺点
能迅速求出多对基因个体所产生配子类型及比例,多对等位基因杂交、自交等后代基因型、表现型及比例。因此适于多对等位基因杂合体的杂交、自交。
5.概率相乘法
5.1原理与方法
本法是在多项式相乘法的基础上针对某一特定的基因型、表现型求其比例。特定的基因型、表现型的比例确定首先从组成该基因型、表现型的每一对基因或表现型逆向找出它的亲本基因型并由此推断产生子代基因型、表现型比例,然后依乘法原理把相关基因型表现型的比例相乘的积即为所求的特定的基因型、表现型比例。
5.2例证
仍以“3.2”为例,求杂合体亲本(DdRrEe)自交后代①基因型DDRrEE比例,②高茎红花顶生表现型的比例。
解:DD/高茎来自亲本自交(Dd×Dd)DD/高茎(D_)
R r/红花来自亲本自交(Rr×Rr)Rr/红花(R_)
EE/顶生来自亲本自交(Ee×Ee)EE/顶生(ee_)
所以①子代基因型DDRrEE的比例为××=
②子代高茎红花顶生表现型的比例为××=
5.3优缺点
针对某一特定基因型表现型求其比例直接准确,节省时间,避免了棋盘法、分枝法、多项式相乘法等要一一写出所有后代基因型或表现型在从中去挑选所需类型。
6.结语
以上是解孟德尔式遗传题常用的几种方法。连线交叉法和棋盘法适于初学者对一对或二对等位基因的遗传规律解题;分枝法、多项式相乘法和概率相乘发更适于多对等位基因的遗传。
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