例谈遗传概率计算的一致解法

辽宁

遗传概率的计算问题往往是很多学生的难点，本文先将其中的规律总结出来，再通过例题体验规律的运用，通过规律的应用会发现此类题目的解法是一致的，并且思路简单、顺畅。

一、规律总结

基因自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非等位基因会随非同源染色体的自由组合而组合，所以不难发现，基因自由组合的前提及基础是基因的分离，所以只有理解基因分离定律，才能更好地理解基因的自由组合定律。

因为染色体分为常染色体与性染色体两种类型，所以本文总结的规律也分为常染色体上基因遗传与性染色体上基因遗传的两种情况，实质内容各包括6组杂交实验的亲子代关系分析。

1. 常染色体上的一对基因的6组杂交组合

图1

图1 这6组杂交组合中：因为基因位于常染色体上，所以基因型与表现型之间的对应关系是隐性性状的个体可以根据表现型确定基因型（隐性性状若要表现出来，必须是纯合子）；而显性性状的个体不能根据表现型确定出基因型，因为完全显性的情况下，显性纯合子和杂合子都表现为显性性状，即仅根据自身的表现型判断不出基因型，需要通过亲代与子代间的关系进一步作出判断。

分析Ⅰ与Ⅳ可以得出，纯合子自交后代不发生性状分离，因此可以稳定遗传。

分析Ⅴ可以得出，杂合子自交后代会出现性状分离，其子代显性性状中纯合子比例为1/3，杂合子比例为2/3（该比例是概率计算中经常用到且学生易出错的，注意是2/3，而非想当然的1/2）。

分析Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以得出，若子代全为显性性状，则亲本中至少有一方一定为显性纯合子。

分析Ⅲ与Ⅵ可以得出，若一个亲本为隐性纯合子，另一亲本为显性性状，则不论该显性亲本是纯合子还是杂合子，其子代中的显性性状个体一定是杂合子。

Ⅲ与Ⅴ中的杂交方式可以用来判断一对相对性状中的显隐性，如Ⅲ，具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出来的亲本性状为显性性状，未表现出来的亲本性状为隐性性状；Ⅴ的子代性状出现了性状分离，则新出现的性状为隐性性状。

Ⅵ中的杂交方式为典型的测交实验，测交实验可以用来检验另一个亲本的基因型。

通过Ⅴ与Ⅵ子代性状的分离比可以反推亲本的基因型，即若子代性状的分离比为3∶1，则亲本一定都是杂合子；若子代性状的分离比为1∶1，则亲本一定是一个杂合子和一个隐性纯合子。还可以根据亲子代的表现型，从子代的隐性性状个体着手，反推亲本的基因型，如Ⅴ，双亲均为显性，子代中出现了隐性个体，因为其两个隐性基因分别来源于两个亲本产生的配子，所以，其双亲均为杂合子；Ⅵ，双亲是一显一隐，子代出现了隐性个体，所以显性亲本一定是杂合子，这也是判断杂交组合中亲本基因型的常用方法。

2. X染色体上的一对基因的6组杂交组合

图2

图2 这6组杂交组合中因为基因仅位于X染色体上，所以根据表现型可以确定基因型有3种情况：雌性的隐性性状个体和雄性的显、隐性性状个体。只有雌性的显性性状，因为有纯合子和杂合子之分，不能直接根据表现型判断出基因型，需要进一步判断。

根据Ⅸ、Ⅺ的实验结果可以判断显隐性，如Ⅸ，子代新出现的性状为隐性性状；Ⅺ，若子代一种性别一种表现型，则亲本中的雌性为隐性性状，雄性为显性性状。

Ⅶ、Ⅷ、Ⅹ、Ⅻ若只看亲、子代的表现型，是区分不出基因位于的染色体类型，因为子代的表现型无性别差异。

Ⅸ、Ⅺ两组实验结果是与性别相关联的，如Ⅸ，子代的隐性性状只在雄性个体中出现，Ⅺ更是一种表现型对应着一种性别，并且通过对比这两组实验结果可以将基因定位在Ⅹ染色体上，其中常用的是Ⅺ，因为Ⅸ中的杂合子是不能通过肉眼筛选出来的。另外，上述基因位置的判断，其适用前提是“二选一”的情况，即基因不在X染色体上，就在常染色体上，若基因还可能位于X、Y染色体的同源区段或是Y染色体的特有区段，则需要另行分析。

Ⅸ的子代结果中出现的隐性性状的比例为1/4，但在子代雄性个体中隐性性状的比例却为1/2，这是审题的关键，也是伴性遗传中是否考虑性别的分析方法，前者性别不确定，需在雌雄中统计，后者性别确定，只在雄性中统计。

二、规律应用

1. 常染色体上的一对等位基因控制的一对相对性状

【例1】南瓜果实黄色和白色由一对等位基因（A、a）控制，进行相关实验如图3，回答下列问题：

图3

（1）根据______（填序号）过程可以判断出，隐性性状是______。

（2）F1中白果的基因型是______，F2中白果基因型与F1中白果基因型相同的概率是 _______。

（3）F2中，黄色南瓜所占的比例为______。

【参考答案】（1）①和②（或③） 黄果（2）Aa 2/3 （3）5/8

【规律应用分析】（1）根据①可知F1中应为一个杂合子和一个隐性纯合子，②的过程为稳定遗传，所以黄果为隐性性状。③因为出现了性状分离，所以新出现的黄果为隐性性状（此过程中应用了上述Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ杂交组合的规律）。

（2）为基因型的判断，因为（1）中已经确定了关于南瓜果实颜色的显隐性，所以根据显隐性及亲子代的表现型，可推断出上述个体的基因型，F1白果为杂合子Aa，F2中白果可能是杂合子，也可能是纯合子，可表示为A_，其中是杂合子的概率为2/3（此为Ⅴ、Ⅵ的应用）。

（3）依据规律Ⅵ可知，F1中黄果aa比例为1/2，白果Aa比例为1/2，F1的自交涉及上述规律Ⅳ和Ⅴ，因为F1的两种基因型个体自交后代都会出现黄果，但只有1/2Aa的白果自交后代会出现白果，所以，通过逆向思维，先计算出白果比较简单，白果比例为1/2×3/4=3/8，所以F2中黄果比例为1-3/8=5/8。若通过正向思维直接计算，F2中黄果比例为1/2+1/2×1/4=5/8。

2. X染色体上的一对等位基因控制的一对相对性状

【例2】如图4是一个家族的某种遗传病的系谱图，其中Ⅱ6不携带该病的致病基因，请回答下列问题：

图4

（1）该病的遗传方式是_______。

（2）Ⅱ8与Ⅱ4基因型相同的概率为_______。

（3）若Ⅲ7和Ⅲ8结婚，则他们婚后所生男孩的患病概率是_______。

【参考答案】（1）X染色体隐性遗传 （2）1/2

（3）1/4

【规律应用分析】（1）利用题干“Ⅱ6不携带该病的致病基因”及应用规律Ⅸ，可判断出该病为隐性，且致病基因位于X染色体上。

（2）应用规律Ⅹ可知Ⅱ4的基因型为XBXb，应用规律Ⅸ可知Ⅱ8的基因型不确定，可表示为XBX-，其是杂合子的概率为1/2。

（3）解题关键是判断两亲本基因型，根据Ⅲ7自身的表现型可判断出其基因型为XbY，根据（2）可知Ⅲ8为1/2XBXb，所以，其后代所生男孩（性别确定）的患病概率为1/2×1/2=1/4（注：此处若设问为“他们婚后所生患病男孩的概率”，则是性别不确定，概率应为1/2×1/4=1/8）。

3. 常染色体上的两对等位基因的自由组合

【例3】家禽鸡冠的形状由两对等位基因（A和a，B和b）控制，这两对基因可自由组合，该家禽鸡冠的形状与基因组合如下表：

现有3组杂交实验如下：

甲组：P 核桃状×单片状→F1：核桃状、玫瑰状、豌豆状、单片状

乙组：P 玫瑰状×玫瑰状→F1：玫瑰状、单片状

丙组：P 豌豆状×玫瑰状→F1：全是核桃状

请回答下列问题：

（1）请写出甲、乙、丙三组实验中亲本的基因型：

甲组：_______× _______，乙组：_______×_______，

丙组：_______×_______。

（2）甲组杂交方式在遗传学上称为_______。

（3）让乙组后代F1中的玫瑰状冠的家禽与丙组后代F1中的核桃状家禽杂交，则其杂交后代的表现型及其比例为_______。

【参考答案】（1）甲组：AaBb×aabb，乙组：Aabb×Aabb，丙组：aaBB×AAbb （2）测交 （3）豌豆状∶单片状∶核桃状∶玫瑰状=1∶1∶5∶5

【规律应用分析】因为每一对基因的遗传都符合基因的分离定律，所以无论几对基因控制的性状，都先用基因分离定律“拆开”，然后再“自由组合”，应用的仍然是上述Ⅰ～Ⅵ杂交组合得到的规律总结。

（1）根据表格及亲本的表现型，先写出能确定的基因，不能确定的用“_”代替，如甲组的A_B_×aabb，再从子代中的隐性性状个体入手，可反推出“_”的位置全部都是隐性基因，即应用的上述规律Ⅵ。乙组A_bb×A_bb运用的是V，丙组aaB_×A_bb运用的是Ⅲ。

（2）甲组是一个个体与隐性纯合子杂交，属于测交。

（3）通过（1）的亲本基因型，应用规律Ⅴ可知，乙组F1中的玫瑰状冠表示为2/3Aabb，应用规律Ⅲ可知，丙组F1中的核桃状均为AaBb。先针对一对相对性状进行分析如下（分别应用的是规律Ⅴ和Ⅵ）所示：

再自由组合，即“相乘（数学上的乘法定理）”，得其杂交后代的表现型及其比例为aaBb（豌豆状）∶aabb（单片状）∶A_Bb（核桃状）∶A_bb（玫瑰状）=1/6×1/2∶1/6×1/2∶5/6×1/2∶5/6×1/2 = 1∶1∶5∶5。

4. 一对常染色体上和一对X染色体上的两对等位基因的自由组合

【例4】图5为某家族患神经性耳聋（显、隐性基因分别用D、d表示）和红绿色盲（显、隐性基因分别用B、b表示）的遗传系谱。请回答下列问题：

图5

（1）由图可知，神经性耳聋属于_______性状。控制该病的致病基因位于_______染色体上，你判断致病基因位置的依据是_______。

（2）Ⅲ8的基因型为_______。

（3）若Ⅲ9和一基因型与Ⅲ12相同的男性婚配，生一个只患一种病的孩子的概率是_______。

【参考答案】（1）隐性 常 Ⅰ1是患者可判断其基因型为XdXd或dd，但其子Ⅱ5为正常人，则Ⅰ1基因型不可能是XdXd，d基因只能位于常染色体上（其他答案合理也给分） （2）DDXbY或DdXbY （3）1/4

【规律应用分析】（1）应用规律Ⅴ，由Ⅱ3×Ⅱ4→Ⅲ10可知，该病为隐性性状，然后假设该病致病基因位于X染色体上，则应用规律Ⅺ可知，母病子必病，但Ⅱ5号是正常的，所以该病致病基因位于常染色体上。

（2）同样先针对一对相对性状进行分析，应用规律Ⅴ，因为Ⅲ10为神经性耳聋患者（dd），而且其两亲本Ⅱ3和Ⅱ4均表现为正常（D_），所以亲本基因型都是杂合子Dd，因此其子代Ⅲ8表示为D_，即基因型可能为DD，也可能为Dd；然后再分析另外一对基因，因为Ⅲ8为男性，且患有红绿色盲，所以基因型为XbY，综合可知，Ⅲ8的基因型为DDXbY或DdXbY。

（3）的解题关键是判断出Ⅲ9和Ⅲ12的基因型，确定的直接写，不确定的需在每对基因型前加上相应的概率。方法同（2），应用规律Ⅴ和Ⅸ可判断出Ⅲ9的基因型表示为2/3Dd1/2XBXb，应用规律Ⅲ或Ⅵ可判断出Ⅲ12为Dd，再根据Ⅲ12本身无红绿色盲，确定另一对基因型为XBY，由此判断出Ⅲ12基因型为DdXBY。同样先针对一对相对性状进行分析如下（分别应用的是规律Ⅴ和Ⅸ）所示：

再自由组合，即“相乘”，子代只患一种病的情况有两种，ddXB_（只患神经性耳聋）：1/6×7/8=7/48；D_XbY（只患红绿色盲）：5/6×1/8=5/48，然后“相加（数学上的加法定理）”，所以Ⅲ9和Ⅲ12婚配的后代只患一种病的概率为7/48+5/48=1/4。

通过以上四道例题的实际应用，不难发现，只要真正理解上述12组杂交组合实验的过程及结果分析的相应规律，解决遗传概率计算问题的方法都是一致的，并且简单、顺畅、快捷。即解题方法均是根据亲子代的表现型及亲子代之间的关系，判断出亲代的基因型，再进行相关概率的计算，其中的关键是当相应显性个体的基因型不能确定时，能够准确推断出其为杂合子的比例。若遵循基因的自由组合定律，则均是先用基因的分离定律将每对基因“拆开”后，再“自由组合”。