遗传平衡定律在高中教学中的应用

遗传平衡定律在高中教学中的应用

一、遗传平衡定律

（1）英国数学家哈代和德国医生温伯格，分别于1908年和1909年独立证明，如果一个种群符合下列条件：①种群是极大的；②种群个体间的交配是随机的；③没有基因突变；④没有迁入和迁出；⑤没有自然选择。那么这个种群的基因频率就可以一代代稳定不变，保持平衡，这就是遗传平衡定律，也称哈代——温伯格平衡。

（2）遗传平衡定律表达形式：

若种群中存在一对等位基因A和a，A的基因频率为P，a的基因频率为q，则有p+q=1；AA=P2，Aa=2pq，aa=q2；p2+2pq+q2=1

（3）在高中教材中出现的位置

人教版生物必修II第七章第二节中“思考与讨论”中简单的提及这个定律，但没有说明这个定律的名称和具体内容，虽然这个定律在教材中表述的不详细，但在我们平时解遗传题时，如果能够熟练的应用，那么可以加快解题速度和准确度。 二、在高中遗传题中的体现

1. 在我们平时做遗传习题时会遇到这样一常见题型。 AA与aa杂交得F1，F1自交得F2，取表现型为显性的个体自由交配，后代中显隐性性状之比为（ ）

A、 8：1 B、2：1 C、9：1 D、10：1 （1）常规解法：P：AA×aa→F1：Aa→F2：AA Aa aa

除去aa，则有AA Aa 自由交配可分4种情况：

1

1412141323

11133922111（2）Aa×Aa→AA Aa aa

339991211（3） ♂AA×Aa→AA Aa

33991211（4） ♀AA× Aa→AA Aa

3399441故后代 AA= Aa= aa= 选A

999（1）AA×AA→AA

（2）用遗传平衡定律解：P：AA×aa→F1：Aa ? F2：AA Aa aa

除去aa则有AA Aa

12?2??13?2 a的基因频率=1 A的基因频率=333?12???2???33?1323141214则有AA=×= Aa=2××= aa=×= 选A 第一种方法可以求解，但极易少考虑一种情况，即AA与Aa杂交的情况只考虑一种，因而易错。

2. 在做遗传学习题时，有些题型只能用遗传平衡定律解，如 假设某地区人群中每10000人当中有一个白化病患者，若一个

白化病患者与一表现正常的人结婚，则他们生育一患病孩子的概率

解：由题可知aa=

11 由遗传平衡定律可得a= 10000100232349231349131319999922?99则A= AA= Aa=

1001000010000所以在正常人中 AA占

99?99992?992?? Aa占 999910199991012Aa 101该患病者与正常人结婚，所生孩子患病概率为：aa× 则Aa=?1211?? 2101101100上述两道常见题型所计算的都是一对等位基因，若是两对等位

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基因独立遗传下，遇到自由交配又如何利用遗传平衡定律解题。

3.（1）一批小麦种子有两种基因型AaBB,aabb 完全显性遗传遵循自由组合定律，现将这批小麦混种下去，其中有 种基因型，

且 A B 占总数多少？（ ）

9 B.6种 51% C.6种 39% D.4种 27% 2033999AABB AaBB aaBB 解法①：AaBB?AaBB?5510050100224aabb?aabb?aabb 55253266♀AaBB?♂ aabb?AaBb aaBb 5550503266♂AaBB?♀ aabb?AaBb aaBb 555050996651?????51% 选B 这种解法故基因型有6种； A_B_=

1005050501003525A. 4种

易少考虑一种情况（AaBB×aabb只考虑到一种情况）。

②用遗传平衡定律来解：

小混混种，即AaBB和aabb自由交配，可以推出基因频率。

332?1?2?1343555AB=? aB=? ab=? 101010?32??32??32???2??2??2???????55??55??55?3393394416?? aaBB=?? aabb=?? 101010010101001010100331834243424AaBB=??2? AaBb=2??? aaBb=2???

1010100101010010101009182451???故基因型6种 A B = 选B 100100100100∴AABB=

这道习题对于雌雄同体的植物，每个个体都可以产生雌雄配子。那么如果是动物（雌雄异体），两对基因又有一对位于性梁色体上，又如何解答呢？如

（2）已知猩红眼和亮红眼为一对相对性状由等位基因A、a控

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制，长耳和短耳为一对相对性状，由等位基因B、b控制，现有一对雌雄家兔交配，得到F1表现型及比例如下表：

F1 雄兔 雌兔 猩红长耳 3 16亮红长耳 1 16猩红短耳 3 166 16亮红短耳 1 162 160 0 如果让F1 中表现型为猩红短耳的雌雄家兔自由交配到F2，F2

中亮红长耳家兔的概率 ，F2中猩红眼基因的基因频率 。

解：由表中信息，我们可推出，A、a位于常梁色体上且猩红为显；B、b位于X染色体上短为显，亲本的基因型为：AaXBXB和AaXBY，则F1代中猩红短耳兔的基因型及比例为：

116612雄兔：AAXBY AaXBY

33雌兔：AAXBXB AAXBXb AaXBXB AaXBXb

1313①若直接来求，则有8种交配类型，计算量大，所以可分别用分离定律求。

?1?1AAAA??441?3?3?雄?得 F2代 AA Aa aa 雌?999?2Aa?2Aa???3?3?1BBXX?31?2雌??雄XBY得 F2代 XBXB XbY

88?1XBXb??2故亮红长耳兔aaxbY???11981 7244?2??129A的基因频率=9? 3?441????2???999?

4

②也可用遗传平衡定律来解

11?2??6 雌兔中雌配子： AXB?6?111?????66311?36?1 12??2??311111??31bBb66?2 aX?36? aX?6? AX?21221221212121?1???11BB32雄兔中雄配子： AX?3? aX?32? 326?12?????2?33?12121?1???133232?1 AY?? aY?2326自由交配即雌雄配子随机结合，可得 aaXbY?111?? 这12672是个遗传平衡体，所以F2中，A的频率与自由交配的雌雄兔频率相同，雌兔：AA

132122Aa 雄兔：AA Aa A=

3333这时与前一题不同，aXb?aY结合不能乘以2，因为上一题的基因频率是没有分雌雄配子。即AB、aB、ab都有可能做雌雄配子，所以在将AB和ab相乘后要乘以2（即分两种情况♀AB×♂ab和♀ab×♂AB），而这题中aXb雌配子，aY与雄配子，故不需要乘以2。如下所示

AB?aB♂或♂AB?aB♀?

333333????2?? 1010101010101111♂aY?♀aXB? ? 612126从上述四题中，我们不难发现，遗传平衡定律在解遗传学题时给我们带来了便捷，如果我们能熟练掌握，在解自由交配这类习题时，我们可以准确、快捷地获得答案。

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