復等位基因中遺傳學問題綜合分析

江蘇 章 青

復等位基因中遺傳學問題綜合分析

江蘇 章 青

復等位基因是指位于同一基因座位中，因突變而產生兩種以上的等位基因，一組等位基因的數目在兩個以上，作用類似，都影響同一器官的形狀和性質，在遺傳上稱復等位基因，如A→a1，a2，a3……就構成一個復等位基因系列，對這一復等位基因系列來講，任何一個的二倍體個體只存在復等位基因中的兩個相同或不同的等位基因。筆者就與復等位基因有關的內容做了整理，并且結合例題進行分析。

一、復等位基因與血型遺傳

復等位基因中最典型的是ABO血型問題，在試題中出現頻率也是比較高的。這種試題是分析復等位基因決定血型的問題，有時是遺傳圖譜類試題，有時是基因型或表現型種類的分析。由于復等位基因有多種組合，這樣決定血型的基因比一對等位基因復雜，需要認真分析與綜合，如例1。

【例1】（2011·臺灣科學測試題·改編）控制血型的基因為IA、IB、i，它們都是等位基因，A型的基因型為IAIA或IAi，B型的基因型為IBIB或IBi，O型的基因型為ii，AB型的基因型為IAIB。下圖為某一家人的族譜圖，其中甲、乙、丙、丁及戊的血型未知。下列關于甲～戊所有可能的血型敘述，其中最準確的是 （ ）

A.甲可能的血型為兩種：O型、B型

B.乙可能的血型為一種：O型

C.丙可能的血型為一種：A型

D.丁可能的血型為兩種：O型、B型

【解析】由于丙、丁所生的子代為AB型，基因型為IAIB，丙的父母均為A型血，故丙只能為其子代提供IA基因，所以丙僅能為A型（基因型為IAIA或IAi），而不能為O型（ii），故C項為正確答案；而丁要為其子代提供IB基因，因此丁僅能為B型（基因型為IBIB或IBi），不可能為O型；另外乙可能為A型或O型；而甲、戊則A型、B型、AB型或O型均有可能。

【答案】C

二、復等位基因與性別決定

性別決定有的是與性染色體有關，如XY型或ZW型性別決定；有一些與染色體組有關，如在蜜蜂中單倍體是雄性個體；有一些植物的性別決定與復等位基因有關，如例2。

【例2】（2010·江蘇卷·改編）噴瓜有雄株、雌株和兩性植株，G基因決定雄株，g基因決定兩性植株，g－基因決定雌株。G對g、g－是顯性，g對g－是顯性，如：Gg是雄株，gg－是兩性植株，g－g－是雌株。下列分析正確的是 （ ）

A.GG和G g－能雜交并產生雄株

B.一株兩性植株的噴瓜最多可產生三種配子

C.雄株與雌株雜交產生的子代全為兩性植株

D.兩性植株群體內隨機傳粉，產生的后代中，純合子比例高于雜合子

【解析】本題考查了基因的分離定律及考生的分析問題能力。從題意可知，GG、Gg－均為雄株，不能雜交，則A項錯誤；兩性植株的基因型有兩種，即gg或g g－，若是gg，只能產生一種配子，若是gg－，則可產生兩種配子，不可能產生三種配子，則B項錯誤；雄株的基因型為GG、Gg、Gg－，與雌株g－g－雜交，子代中含有G基因的都是雄株，不可能都是兩性植株，故C項錯誤；由于群體內兩性植株共有gg、gg－兩種基因型，無論是自交，還是隨機傳粉，產生的后代中，純合子的比例均高于雜合子，因此D項正確。

【答案】D

三、分析子代表現型及比例

從雜交實驗出發，以及試題所給出的基因型與表現型的關系出發，畫出遺傳圖解，分析復等位基因之間的顯隱性關系，從而確定子代的基因型、表現型以及比例，如例3。

【例3】（2011·上海卷·改編）某種植物的花色受一組復等位基因的控制，純合子和雜合子的表現型如下表。若WWS與WPw雜交，子代表現型的種類及比例分別是 （ ）

純合子 雜合子WW 紅色 W＿ 紅色ww 純白色 WP與WS、w 紅斑白花WSWS紅條白花 WSw 紅條白花WPWP紅斑白花

A.3種，2∶1∶1 B.4種，1∶1∶1∶1

C.2種，1∶1 D.2種，3∶1

【解析】分析表格可知，這一組復等位基因的顯隱性為：W＞WP＞WS＞w，則WWS與WPw雜交，其子代的基因型及表現型分別為：WWP（紅色），Ww（紅色），WPWS（紅斑白花），WSw（紅條白花），故其子代表現型的種類有3種，比例應為2∶1∶1。

【答案】A

四、復等位基因的基因型種類的計算

在有一個復等位基因的系列中，可能有的基因型種類取決于復等位基因的種類。這樣組成多種多樣的基因型叫作復等位基因的多態現象，增加了生物的多樣性和適應性。如ABO血型，由三個復等位基因決定，分別為IA、IB、i，但IA與IB間表示共顯性，它們對i都表現為顯性，所以，IA、IB、i之間可組成的基因型有：1＋2＋3＝6種（如表1），純合子有3種，雜合子有：1＋2＝3種。如果復等位基因種類更多，就要推導出計算公式。我們假設有復等位基因n個，設基因為A1、A2…An，畫出的棋盤式如表2所示：

表1

基因型有1＋2＋…＋n＝n（n＋1）/2種；純合子有n種；雜合子有n（n＋1）/2－n＝n（n－1）/2種，如例4。

表2

【例4】（2015·衡水二中調考·改編）某種二倍體昆蟲控制翅色的等位基因種類共有5種，分別為VA、VB、VD、VE、v，其中VA、VB、VD、VE均對v為顯性。VA、VB、VD、VE互為顯性，都可以表現出各自控制的性狀。該昆蟲體細胞中的基因成對存在，則該昆蟲群體中基因型種類和雜合子種類依次分別為 （ ）

A.15和10 B.15和11

C.11和15 D.25和15

【解析】由題可知，共有VA、VB、VD、VE、v 5種復等位基因，其中任意兩種基因可組合，這樣根據上面的公式就可以計算出基因型種類為：5×（5＋1）÷2＝15，純合子為5種，這樣雜合子基因型種類則為15－5＝10。

【答案】A

五、復等位基因的顯隱性關系的確定

這種復等位基因是有多個的時候，顯隱性關系是分級的，這在表現型分析時，要逐級分析各種基因之間的關系，從而確定其表現型，如例5。

【例5】（2015·安徽二?！じ木帲┰诩彝玫某Ｈ旧w上有一系列決定毛色的復等位基因：C、cch、ch、c。C基因對cch、ch、c為顯性，cch基因對ch、c為顯性，ch對c為顯性。C基因系列在決定家兔毛皮顏色時其表現型與基因型的關系如下表：

毛皮顏色基因型 C＿ cch＿ ch＿ cc表現型 全色 青旗拉 喜馬拉揚 白化

請回答下列問題：

（1）家兔皮毛顏色的基因型共有__________種，其中純合子有__________種。

（2）若一只全色雄兔和一只喜馬拉揚雌兔多次交配后，子代全色∶青旗拉∶白化＝2∶1∶1，則兩只親本兔的基因型分別為__________、__________。

（3）基因型為Ccch的雌雄兔交配，子代中有全色兔和青旗拉兔，讓子代中的全色兔與喜馬拉揚雜合兔交配，后代的表現型及比例為____________________。

（4）若有一只青旗拉雄兔和多只白化雌兔交配，可以從子代個體的表現型推測出親本青旗拉的基因型，請寫出后代可能出現的結果：___________________________________。

【解析】（1）根據例4的分析可知，組成的基因型種類為：10種，有4種純合體，雜合子為6種。（2）由于子代表現型有白化出現，則親本都含有c基因，則全色的基因型為Cc，喜馬拉揚的基因型則為chc。（3）基因型為Ccch的個體雜交，后代基因型及比例為：CC、Ccch、cchcch，比例為1∶2∶1，子代全色與喜馬拉揚雜交，由于C、cch對ch、c都是顯性，因此，子代表現型取決于全色個體產生配子的基因型及比例，相當于1AA、2Aa產生配子的類型及比例，即4A∶2a，也就是2∶1，這樣可以看成與aa個體測交，即與隱性配子a結合后，子代全色：青旗拉＝2∶1，這里采用習慣的思維方法，將基因進行了替換。（4）多只白化雌兔與該青旗拉雄兔交配，這實際上是測交實驗，由于青旗拉兔有3種可能的基因型，這樣測交后代有3種可能性：若后代均為青旗拉兔，則該青旗拉雄兔的基因型為cchcch；若后代有青旗拉與喜馬拉揚兔，則該青旗拉雄兔的基因型為cchch；若后代出現了白化兔，則該青旗拉兔的基因型為cchc。

【答案】（1）10 4 （2）Cc chc （3）全色∶青旗拉＝2∶1 （4）全為青旗拉兔；既有青旗拉兔，也有喜馬拉揚兔；既有青旗拉兔，也有白化兔。

六、復等位基因的基因頻率計算

復等位基因是由兩個以上的等位基因組成的，但在某個生物體內只存在其中的一對等位基因，如例6。

【例6】（2015福州模擬改編）人的ABO血型決定于3個等位基因IA、IB、i。通過抽樣調查發現血型頻率：A型＝0.45，B型＝0.13，AB型＝0.06，O型＝0.36。試計算IA、IB、i這3個等位基因的頻率分別為 （ ）

A.0.3、0.1、0.6 B.0.2、0.3、0.5

C.0.6、0.1、0.3 D.0.2、0.7、0.1

【解析】因為本題涉及復等位基因，所以公式應做相應調整，可改為：（p＋q＋r）2＝p2＋q2＋r2＋2pq＋2pr＋2qr＝1，其中p、q、r分別代表IA、IB、i的基因頻率。已知人類ABO血型的具體基因型和表現型關系如下表：

基因型 表現型（血型）IAIA、IAi A型IBIB、IBi B型IAIBAB型ii O型

所以，p2、2pr代表A型頻率，q2、2qr代表B型頻率，2pq代表AB型頻率，r2代表O型頻率。因此，p2＋2pr＝0.45，q2＋2qr＝0.13，2pq＝0.06，r2＝0.36。經過計算得：p＝0.3，q＝0.1，r＝0.6。

【答案】A

總之，復等位基因在二倍體生物體內只存在其中一對基因，仍然符合基因的分離定律，在有關問題的復習中要在此基礎上加以延伸與拓展。

（作者單位：江蘇省蘇州實驗中學）