问题

生物遗传学求大哥讲讲解题,思路,不会做?

回答
嘿,老弟/妹!生物遗传学这玩意儿,初上手确实有点让人抓瞎,感觉就是一堆字母和符号在蹦跶。别担心,我当年也一样,摸索了好久才找到点门道。今天就跟你唠唠,咱怎么把这遗传学的题给它捋明白了。

首先,咱们得知道遗传学里到底在说啥?

简单来说,遗传学就是研究遗传物质(主要是DNA)是如何传递的,以及这些遗传物质是如何控制生物的各种性状(比如颜色、身高、某些疾病的易感性等等)的。

然后,为什么我们会觉得难?

1. 概念多且抽象: 基因、等位基因、基因型、表现型、显性、隐性、同源染色体、配子…… 这些词儿听起来就够绕的。
2. 符号和比例: 孟德尔的那些杂交实验,一出来就是一大堆字母和比例,什么 3:1, 9:3:3:1,看着就头疼。
3. 关系复杂: 基因之间不是孤立工作的,它们会相互作用,还会受到环境的影响。
4. 解题思路不明确: 拿到一道题,不知道从哪儿下手,不知道哪些信息是关键,不知道最后要求的是什么。

行,那咱们就一步一步来,把解题思路给你拆开。

第一步:读懂题目,提炼关键信息

这就像侦探办案,得先知道案情。拿到遗传学题目,先别急着写。

仔细读题干: 每一个字都不能放过。
生物是啥? 人类?果蝇?豌豆?不同生物的遗传方式可能会有差异。
研究的是哪个性状? 颜色?形状?能力?
是哪一代? 亲代(P代)、子一代(F1)、子二代(F2)?
给出了什么信息?
亲代的性状: 比如“纯合显性个体”和“纯合隐性个体”杂交。
杂交后代的表现型和比例: 这是最关键的信息!比如“子一代都是高茎”,或者“子二代出现了四种表现型,比例为 9:3:3:1”。
是否有显性/隐性关系说明? 有时候题目会直接告诉你哪个是显性,哪个是隐性。
是否涉及伴性遗传、连锁遗传、多基因遗传? 这个得根据题目描述判断。
用符号表示: 把关键信息翻译成遗传学语言。
基因的表示: 通常用字母。显性基因用大写字母,隐性基因用对应的小写字母。比如,控制豌豆高茎的基因是 T,则高茎(纯合)是 TT,杂合是 Tt。矮茎(纯合)是 tt。
基因型(Genotype): 指生物体内控制某一性状的基因组成。比如 TT, Tt, tt。
表现型(Phenotype): 指生物体可观察到的性状。比如 高茎, 矮茎。
等位基因(Alleles): 位于同源染色体相同位置上控制同一性状的基因,它们可以是相同的(如 TT)或不同的(如 Tt)。

第二步:分析亲子代关系,推断遗传规律

这是解题的核心!根据你提炼出的信息,来判断题目用的是什么遗传规律。

单基因遗传:
从亲代到子一代:
亲代都是纯合子,子一代性状一致: 极有可能是 显性遗传。比如,纯合高茎(TT)和纯合矮茎(tt)杂交,子一代都是高茎(Tt)。
亲代性状不同,子一代性状表现出其中一种: 同样是显性遗传,子一代是杂合子。
从子一代到子二代(自交或自花传粉):
子二代出现性状分离,比例为 3:1: 这是 显性遗传 的典型表现。比如,子一代(Tt)自交,子二代出现高茎(TT, Tt)和矮茎(tt),比例为 3:1。
子二代出现性状分离,比例为 1:1: 通常是 测交(让子一代与隐性纯合子杂交)的结果。比如,Tt 和 tt 杂交,后代为 Tt 和 tt,比例为 1:1。
子二代出现性状分离,比例为 1:2:1: 这可能是 不完全显性 或 共显性 的情况。比如,红花(RR)和白花(rr)杂交,子一代是粉花(Rr)。粉花自交,子二代出现红花(RR)、粉花(Rr)和白花(rr),比例为 1:2:1。
多基因遗传(也叫数量遗传):
性状表现是连续变化的,没有明显的界限: 比如身高、肤色、产量。
子代表现型非常多样,比例不符合简单的孟德尔分离比: 常常是呈正态分布的钟形曲线。
解题时要根据题目给出的具体情况,通常会涉及多个基因的叠加效应。

伴性遗传:
性状在性别之间有差异: 比如红绿色盲、血友病,这些基因位于 X 染色体上。
男性患者的母亲通常是携带者或患者,女性患者的父亲一定是患者。
患病率在男性中通常高于女性。
分析时要特别关注 X 染色体上的基因传递。

连锁遗传:
两个或多个基因位于同一条染色体上,它们会一起传递。
如果基因不发生交换,传递的比例会非常固定。
如果发生交换(重组),比例会发生变化,用来计算基因间的距离。
常通过构建遗传图谱或分析重组率来解决。

第三步:写出基因型,进行遗传图解(Punnett Square)

一旦你确定了遗传规律,就可以开始列出基因型,然后画图来预测后代了。

确定亲代的基因型:
如果题目明确说了“纯合显性”或“纯合隐性”,直接写。
根据子一代的表现和比例来反推亲代的基因型。比如,子一代出现性状分离(3:1),那么子一代一定是杂合子(Tt)。如果亲代是高茎和矮茎,生了几个高茎孩子,那亲代可能是 Tt x tt 或者 TT x tt。但是如果亲代有矮茎,那么亲代基因型一定不是 TT x tt。
画遗传图解(Punnett Square):
单基因遗传:
将一个亲本的配子(携带的等位基因)放在表格的一侧(比如上面)。
将另一个亲本的配子放在表格的另一侧(比如左边)。
表格内的格子代表所有可能的子代基因型组合。
然后数出各种基因型的个数,推算出表现型的比例。

举个例子:
亲代:高茎(Tt) x 高茎(Tt)
配子:T, t 和 T, t

| | T | t |
| : | : | : |
| T | TT | Tt |
| t | Tt | tt |

子代基因型:TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1
子代表现型:高茎 : 矮茎 = 3 : 1

双基因遗传:
如果两个基因是自由组合(位于不同对的同源染色体上),那么需要将两个基因的配子组合起来。
比如,亲代基因型是 TtRr,它产生的配子就有 TR, Tr, tR, tr 四种(因为 T 与 t, R 与 r 自由组合)。
然后根据这两个亲本产生的配子种类,画一个 4x4 的遗传图解。

举个例子:
亲代:TtRr x TtRr
配子:TR, Tr, tR, tr 和 TR, Tr, tR, tr

(这个图会比较大,但原理一样,就是把所有的配子组合一遍。)
通过这个图,你可以数出各种基因型的数量,然后根据显性/隐性关系,推算出表现型的比例,比如 9:3:3:1。

伴性遗传:
画遗传图解时,要注意 X 和 Y 染色体的区别。
比如,X^B 代表正常的 X 染色体,X^b 代表带色盲基因的 X 染色体。
男性基因型是 X^B Y 或 X^b Y。
女性基因型是 X^B X^B, X^B X^b, X^b X^b。
画图时,要把 X 和 Y 染色体也画出来。

第四步:检查和反思

核对比例: 算出来的比例是否符合题目给出的比例?
逻辑是否通顺: 推导过程有没有错误?
是否回答了题目要求的问题: 题目问的是什么?你算出来的是什么?

一些通用的解题技巧和小窍门:

1. 从简单到复杂: 如果题目涉及多个基因,可以先尝试分析其中一个基因的传递规律,然后再引入另一个基因。
2. 反向思考: 有时候直接推导比较困难,可以尝试从子代的结果反推亲代的基因型。
3. 排除法: 根据已知信息,排除不可能的基因型或遗传规律。
4. 记住常见的比例: 3:1, 1:1, 1:2:1, 9:3:3:1, 27:9:9:3:9:3:3:1 这些是孟德尔遗传的标志性比例,看到它们就能大概知道是什么情况。
5. 画图是王道: 即使不能画遗传图解,画个简单的示意图也能帮助你理解基因和染色体的传递过程。
6. 理解“自由组合”和“连锁”的区别: 这是分析多基因遗传的关键。自由组合意味着基因独立遗传,连锁则不独立。
7. 伴性遗传要特别注意性别: 基因在 X 染色体上,传递方式和常染色体遗传就不一样。
8. 多练习!多练习!多练习! 遗传学就像数学,理解了原理,然后多做题,才能熟练掌握。

举个具体的题目例子,咱们来实操一下:

题目: 豌豆的茎的高度受一对等位基因控制,高茎(T)对矮茎(t)为显性。现将一株高茎豌豆与一株矮茎豌豆杂交,子一代全部为高茎。将子一代自交,子二代出现了高茎和矮茎,并且高茎与矮茎的比例约为 3:1。请写出亲本和子一代的基因型。

解题步骤:

1. 提炼信息:
性状:茎的高度。
控制基因:一对等位基因 T, t。
显隐性:高茎 (T) 对矮茎 (t) 显性。
亲代:高茎 x 矮茎。
子一代(F1):全部为高茎。
子一代自交:子二代(F2)出现高茎和矮茎,比例约 3:1。

2. 分析亲子代关系:
亲代高茎 x 矮茎,子一代全为高茎。这说明控制高茎的基因是显性的。
子一代(高茎)自交,子二代出现高茎和矮茎,比例为 3:1。这个 3:1 的比例是典型的单基因显性遗传的子二代分离比。
这意味着子一代必然是杂合子。

3. 推断基因型:
矮茎是隐性性状,所以矮茎豌豆的基因型一定是 tt。
子一代全部是高茎,并且是杂合子,所以子一代的基因型是 Tt。
既然子一代是 Tt,而亲代一个是高茎,一个是矮茎(tt),那么亲代的高茎亲本为了产生 T 基因给子一代,且其自身是高茎,那么它的基因型必然是 Tt。

4. 写出结果:
亲本基因型:高茎 (Tt) x 矮茎 (tt)。
子一代基因型:Tt。

5. 验证(画遗传图解):
亲代 Tt x tt
配子:T, t 和 t, t

| | t | t |
| : | : | : |
| T | Tt | Tt |
| t | tt | tt |

子一代基因型:Tt : tt = 1 : 1。
子一代表现型:高茎 : 矮茎 = 1 : 1。

等等!这里出现问题了!
题目说“子一代全部为高茎”。而我根据亲代“高茎x矮茎”推的子一代基因型比例是 1:1,表现型是高茎:矮茎=1:1。这和题目“子一代全部为高茎”矛盾了。

那我们重新审视一下题目:
“现将一株高茎豌豆与一株矮茎豌豆杂交,子一代全部为高茎。”

矮茎的基因型一定是 tt。
子一代全部是高茎。也就是说,亲代高茎个体产生的配子,与矮茎(tt)产生的配子(只能是 t)结合后,后代基因型都是高茎。
那么,这个亲代高茎个体产生的配子,要么是 T,要么是 T 和 t。
如果亲代高茎是 TT,与 tt 杂交,子一代都是 Tt (高茎)。
如果亲代高茎是 Tt,与 tt 杂交,子一代基因型是 Tt 和 tt,比例是 1:1,表现型是高茎:矮茎=1:1。这就和“子一代全部为高茎”矛盾了。

所以,亲代高茎的基因型只能是 TT。

我们再看子二代的描述:
“将子一代自交,子二代出现了高茎和矮茎,并且高茎与矮茎的比例约为 3:1。”
根据我们推断,子一代基因型是 Tt。
Tt 自交,后代基因型是 TT:Tt:tt = 1:2:1,表现型是高茎:矮茎 = 3:1。
这个结果是符合题目描述的!

所以,之前的推断是有问题的,需要修正!
修正后的推断:

1. 亲代:
矮茎豌豆一定是 tt。
与矮茎(tt)杂交,子一代全部为高茎。这说明亲代的高茎豌豆产生的配子只能是 T。因此,该高茎豌豆一定是纯合子,基因型是 TT。
亲代杂交组合是:TT (高茎) x tt (矮茎)。

2. 子一代:
由 TT x tt 杂交而来,子一代的基因型全部是 Tt,表现型全部是高茎。这符合题目描述。

3. 子二代:
子一代(Tt)自交,Tt x Tt。
子二代基因型:TT:Tt:tt = 1:2:1。
子二代表现型:高茎 (TT, Tt) : 矮茎 (tt) = 3:1。这符合题目描述。

最终答案:
亲本基因型:高茎 (TT) 和 矮茎 (tt)。
子一代基因型:Tt。

看到没?有时候题目里的信息是连贯的,你需要用后面的信息去验证或修正前面的推断。

总结一下,遗传学解题的套路基本就是:

读懂题 > 提炼信息 > 确定遗传规律 > 推断基因型 > 画图验证/预测 > 得出答案。

一开始可能会觉得慢,但一旦你熟练了,很多步骤就会变成下意识的反应。最重要的是,不要害怕出错,错了再来!多做题,多思考,你会发现遗传学也挺有意思的。

如果遇到具体题目卡住了,随时来问我!咱一起把它捋明白!加油!

网友意见

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选 A,0.848

题目给出了 49 条红色鲤和 51 条黄色鲤,设定等位基因 A 与 a 处于平衡状态,

这意思是群体中纯合子 aa 的频率 p^2 与群体中纯合子 AA 的频率 q^2 满足哈代-温伯格平衡定律:

p+q=1,

2pq 为群体中杂合子 Aa 的频率

由题意,这 100 条鲤鱼组成的群体中有 49 条纯合子 aa 的红色鲤,p^2=0.49,

可得 p=0.7,q=0.3,2pq=0.42,q^2=0.09

51 条黄色鲤中有 9 条纯合子 AA,42 条杂合子 Aa

在这 51 条黄色鲤里随机取 17 条保留,在不进行基因检测的情况下,可估计这 17 条鱼拥有的 a 的数量约 42/3=14

在保留的 66 条鲤鱼的 132 个 A 或 a 的基因中,a 约有 49*2+14=112 个,

红色基因 a 的频率为 112/132≈0.848

这种题设置了这样小的群体就能处于平衡状态的“理想情况”,是无视非随机交配、天择、族群迁移、突变、群体大小有限等造成的影响的,下一代的基因频率将保持不变,约 0.848。

现实中不是这样的。而且,即便在理想情况下,你拿这些鱼去做个基因检测,就可能发现随机取出的 AA 黄色鲤不是 3 条。可以对此进行复杂的概率计算。

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