探讨配子配子法——遗传概率计算利器技巧

摘要：减数分裂产生配子的过程是遗传的细胞学基础，利用配子法解决遗传问题尤其是遗传概率的计算问题是从本质上入手，更有效也更快捷。
关键词：配子法 遗传概率

一、配子法解题的优势

例.已知某一动物种群中有AA和Aa两种类型的个体，AA： Aa =1∶1，且种群中雌雄个体比例为1：1，个体之间能自由交配。则该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体占总体的几分之几？答案：5/8。
解析：这个问题实际上是求子代中AA和aa所占的比例之和。用配子法可按以下步骤操作：
雄性个体中，1/2为AA（产生的配子均为A），1/2为Aa（产生的配子1/2为A，1/2为a），则在雄性个体所产生的全部配子中，有3/4为A，1/4为a，同理，雌配子中也是3/4为A，1/4为a。因为种群中雌雄个体比例为1∶1（虽然雄配子数量远远多于雌配子，但这里讨论的是种类），则AA=3/4×3/4=9/16，aa=1/4×1/4=1/16，所以该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体即纯合子（AA和aa）占9/16+1/16=10/16=5/8。
上题还可以用常规方法即杂交组合法解决：在雌性个体中，1/2为AA，1/2为Aa，雌性个体中，同样1/2为AA，1/2为Aa，故自由交配情况下子代AA，可由以下杂交组合得到：AA（♀）×AA（♂），AA（♀）×Aa（♂），Aa（♀）×AA（♂）和Aa（♀）×Aa（♂），子代中AA概率分别为1，1/2，1/2和1/4。所以AA=1/2×1/2×1+1/2×1/2×1/2+1/2×1/2×1/2+1/2×1/2×1/4=1/4+1/8+1/8+1/16=9/16，同理可求得aa=1/2×1/2×1/4=1/16，同样可得到该种群自由交配产生的子代中能稳定遗传的个体占10/16=5/8。
显然用杂交组合法比较繁琐，需考虑各种组合类型，要求答题者认真细致，用配子法则简便易懂，不易出错。

二、配子法的原理分析

分析一些学生在解题中所犯的错误，我们可以进一步认识配子法的实质，明确其原理。

(一)错误分析

上题有的学生做出的答案是5/32，也有学生做出的答案是5/16。分解5/32=9/64+1/64，即AA=9/64，aa=1/64，均为正确答案的1/4，原因是答题者认为：AA： Aa =1：1，且雌：雄=1：1，所以AA（♀）=Aa（♀）=AA（♂）=Aa（♂）=1/4，按照上面的杂交组合法做出：AA=1/4×1/4×1+1/4×1/4×1/2+1/4×1/4×1/2+1/4×1/4×1/4=9/64。其错误在于认为雌性个体和雄性个体各只占1/2，这样的话，后代的总数不为1，而是1/2（♀）×1/2（♂）=1/4，因此，后代中AA的比例应为9/64÷1/4=9/16。该错误实际上就是将雌雄个体合在一起讨论比例关系了，用配子法也很容易看出其中的谬误，若AA（♀）=Aa（♀）=AA（♂）=Aa（♂）=1/4，则配子中A（♀）=A（♂）=3/8，a（♀）=a（♂）=1/8，两种雌配子和两种雄配子的和均只有1/2，而雌雄异体生物的一个个体所产生的不同类型的配子之和应为1（为互斥事件，根据加法原理）。

(二)配子法实验模拟

“性状分离比的模拟”实验可以进一步解释上述问题的分歧所在。“性状分离比的模拟”实验是说“用两个小桶分别代表雌、雄，甲乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，用不同的彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中雌、雄配子的随机组合”。即一个小桶中均为雌性个体，AA： Aa =1：1，另一个小桶中全是雄性个体，AA： Aa =1：1。不同的彩球的随机组合可以模拟生物在生殖过程中不同基因型雌、雄个体的交配组合。
上述5/16的错误用摸球法模拟解释为：在一个桶中1/4为AA（♀），1/4为Aa（♀），1/4为AA（♂），1/4为Aa（♂），任取两个中国论文中心www.618jyw.com
杂交，具体情况为：一个为AA（♀）（概率为1/4），另一个有1/4的可能性为AA（♀），1/4的可能性为Aa（♀），1/4的可能性为AA（♂），1/4的可能性为Aa（♂），而前两种不能交配，仅后两种可产生后代，AA=1/4×1/4×1+1/4×1/4×1/2=3/32，以此类推，最后算得自由交配产生的子代中AA=9/32，其实也是犯了上述错误，应该用9/32÷1/2=9/16，因为后代总数仅为1/4×1/4×2×4=1/2。

(三)配子法的实质

实际上杂交组合法是对配子法的一种运用，即因为Aa的个体能产生两种配子A：a=1：1，A=a=1/2，所以Aa×Aa的后代有三种AA、Aa和aa的比例为1：2：1，即AA=1/4，Aa=1/2，aa=1/4，以及当后代为显性性状时，AA=1/3，Aa=2/3，均可看做是配子法的应用。另外，Aa×aa的后代，1/2为Aa，1/2为aa。因为Aa可产生两种配子A=a=1/2，而aa只能产生一种配子a=1，所以后代Aa=aa=1/2。当亲本基因型为AaBbDd×AabbDD时，后代中表现型和亲本相同的个体所占比例为：3/4×1/2×1+3/4×1/2×1=3/4，在这样的多对相对性状中用杂交组合法显然比较快，而如果用配子法则比较麻烦，因为两亲本分别可产生8种和4种配子，组合达32种，相当繁琐。
配子法是从配子的角度出发，深入到遗传定律的实质去解决问题，而杂交组合法是从个体出发（个体层次的），容易理解，属于从现象入手。配子法可以训练学生思维和培养学生全面严谨的学习态度，学会使用配子法就理解了遗传定律的实质，而杂交组合的方法只是对某个（些）结论的应用。学生学习包括解题应该抓住本质。

三、配子法的应用

配子法不仅可用于种群中自由交配类型的概率计算，还可用于亲本中包含多种可能基因型的概率计算，均能简单高效地解决问题。
例.在自然人群中，有一种单基因（用A、a表示）遗传病的致病基因频率为1/10000，该遗传病在中老年阶段显现。一个调查小组对某一家族的这种遗传病所做的调查结果如图所示。该种遗传病最可能是 遗传病。如果这种推理成立，推测Ⅳ-5的女儿的基因型及其概率（用分数表示）为 。
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根据题意可分析出该种遗传病最可能为X染色体显性遗传病。则在此前提下，Ⅳ-5的基因型为1/2XaXa，1/2XAXa。她的配偶基因型可能为XAY，也可能为XaY，XAY的可能性为1/10000，XaY的可能性为9999/10000。故Ⅳ-5产生的配子有：1/4XA， Xa，其丈夫产生的含X染色体的配子有两种1/10000XA，9999/10000Xa。故XAXA=1/4×1/10000=1/40000，XAXa=1/4×9999/10000+3/4×1/10000= 10002/40000，XaXa=3/4×9999/10000=29997/40000。
（责编 高伟）