1、自交隨機交配淘汰aa后有關基 因頻率計算一道高考題的解法探究與教學啟示山東省來蕪市鳳城咼中張樹峰摘要：考試大綱中明確提出學生要具有“用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式準確描述生物學 方面內容的能力。教學過程中要針對這項能力要求進行適應性訓練。本文通過一道高考題的解法探究， 提出了教學中應注意的問題。關鍵詞：高考解題技巧教學啟示2013年高考理綜試題（山東卷）生物科的第6 題是選擇題的壓軸題，考查遺傳學分離定律的應 用，涉及到基因頻率和基因型頻率的計算，信息 量和計算量均較大，思考的空間也很大，會用掉 考生較多的時間，對考生獲取信息能力、圖文轉 換能力、綜合分析問題的能力要求較高。但仔細 分

2、析來看，依然是考查了最基本的知識點，掌握 這一類題目的解題技巧，可以節約時間，下面就 本題解題方法總結如下，供中學生物教師教學中題目：用基因型為Aa的小麥分別進行連續自 交、隨機交配、連續自交并逐代淘汰隱性個體、 隨機交配并逐代淘汰隱性個體，根據各代 Aa基 因型頻率繪制曲線如圖，下列分析錯誤的是曲線叮勺F3中Aa基因型頻率為0. 4曲線川的F2中Aa基因型頻率為0. 4C曲線W的Fn中純合體的比例比上一代增加(1/2 )(1/2 )n+1D曲線I和W的各子代間A和a的基因頻率 始終相等該題為坐標曲線題，實際上是借助數學方法來 分析生命現象，從而揭示其基本規律。解答本題 要抓住坐標曲線的關鍵要

3、素（坐標、關鍵點、線 走勢），掌握正確的分析方法，就會化繁為簡， 化難為易1 明確概念自交指基因型相同的個體之間的交配。雜 合體連續自交時，在無選擇因素的情況下，基因 頻率不變，但后代的基因型頻率會發生改變，表 現為純合子的概率不斷增大，雜合子的概率不斷 減小。隨機交配指各種基因型的個體自由交配， 個體之間交配機會均等。在無基因突變、各種基 因型的個體生活力相同、無選擇因素時，會遵循 遺傳平衡定律，逐代保持基因頻率及基因型頻率 不變。2識圖析圖。關鍵是三看，即識標、明點、析線。識標理解坐標圖中縱、橫坐標的含義，找出縱、橫坐標的關系。本題橫坐標為交配代數， 縱坐標為Aa基因型頻率，表示的是子代A

4、a基因 型頻率隨著交配代數的增加而出現的變化情況。明點明確曲線中的關鍵點(起點、終點、 轉折點、交叉點)所表示的生物學意義。本題涉 及四種交配模式：“連續自交” “隨機交配” “連 續自交并逐代淘汰隱性個體”隨機交配并逐代 淘汰隱性個體”。根據題意可以知道四條曲線的 起點值均為1,這很重要。Fi代中，曲線I和W 的值均為0. 5,說明交配后沒有淘汰隱性個體， 與“連續自交”和“隨機交配”相符；而曲線U 和皿的值均高于0. 5,說明交配后淘汰了隱性 個體，與連續自交并逐代淘汰隱性個體”和隨 機交配并逐代淘汰隱性個體”相符。但還不能確 定其 對應關系。析線觀察并分析曲線的走向、變化趨勢， 理清各段

5、曲線的變化趨勢及其含義。曲線I自 Fi代后為一直線，表示 Aa的基因型頻率不變， 群體穩定，應是處于遺傳平衡狀態，即“隨機交 配”且無選擇因素，基因型頻率和基因頻率都不 變化。曲線W對應的值，符合 y (1/2 ) x函數曲 線，即Aa連續自交后代中雜合體的頻率，所以 曲線W為“連續自交”時的曲線。不論是連續自交還是隨機交配，各子代見基因頻率均保持不 變，所以D項正確。自Fi代后，曲線皿比曲線 U在每一代中下降的幅度大，結合曲線I和W的 變化趨勢，可以知道曲線川為“連續自交并逐代 淘汰隱性個體，而曲線U為“隨機交配并逐代 淘汰隱性個體”。3.分析計算。3. 1連續自交與連續自交淘汰隱性個體 A

6、a基 因型頻率計算：（見下圖）P;Aa1r1AAAa=aa(1X4)(1/2)4)II- 1LAA1As1aa1aa1X1/4 1/2X1/41/2 X 21/2XI/4IX IMJAAAAaaa1-(1/2)冷甩(1/2) *1- (1/2)連續自交Fn代中Aa基因型頻率為(1/2 ) n, 連續自交并淘汰隱性個體Fn代中Aa基因型頻率 =Aa/ (AA+Aa =2/ (2n+1)。則曲線川的 F2 中 Aan , Fn-1 中純合體比例=1 (1/2) n-1,Fn中純合體的比例比上一代增加了1n 1 (1/2 ) n-1= (1/2 ) n , Fn-1 中純合體比例=1 (1/2) n

7、-1,Fn中純合體的比例比上一代增加了1n 1 (1/2 ) n-1= (1/2 ) n,所以 C(1/2 ) 項錯誤。3. 2隨機交配與隨機交配淘汰隱性個體 Aa基 因型頻率計算：3. 2. 1隨機交配Aa基因型頻率計算在無基因突變、各種基因型的個體生活力相 同、無選擇因素時，會遵循遺傳平衡定律，自 Fi代后逐代保持基因型頻率不變。3. 2. 2隨機交配淘汰隱性個體 Aa基因型頻 率計算方法一：用親本的基因型頻率計算子代的基因型頻率第一步：根據親本基因型 Aa隨機交配一代， 得到Fl的基因型頻率 AA=1/3，Aa =2/3。第二步：根據Fi的基因型頻率，得到F2：1/3AA1/3 AA1J

8、3AAX1/3AAlf3AAX MAa2/3 Aa2/3AaX 1/3 AA2/3AaX2/3Aa得到F2的基因型4/9AA和4/9Aa，Aa基因型 頻率=1/2。第三步：根據F2的基因型4/9AA和4/9Aa，得到F3:雜交逹44/PAA4/9 A A479AA/9AA4/?AAX4/9Aa4/9 Aa4；9AaX WAA4/?AaX4/?Aa得到F3的基因型36/81AA和24/81Aa, Aa基 因型頻率=2/5。方法二：用基因頻率計算子代的基因型頻率第一步：根據親本基因型Aa,統計基因頻率A 為1/2，a為1/2，得到Fi的基因型頻率。1/2Al/2a1/2 A1/4 AAl./4Aa

9、I/2a1/4 Aal/4aa去除基因型為aa個體，得到Fi的基因型1/3AA 和 2/3Aa。第二步：計算Fi基因頻率A為2/3 , a為1/3 , 得到F2的基因型頻率。2/3A173a2/3 A4/9 AA2/9 Aal/3aMAa1加去除基因型為aa個體，得到F2的基因型4/9AA 和4/9Aa , Aa基因型頻率=1/2。第三步：計算F2基因頻率A為3/4 , a為1/4 , 得到F3的基因型頻率。3/4A3/4 A9/ltiAAl/4al/l5aa去除基因型為 aa個體，得到 F3的基因型9/16AA 和 6/16Aa，Aa基因型頻率=2/5。方法三：根據遺傳平衡定律計算如果一個種

10、群符合下列條件：種群是極大 的；種群個體間交配是隨機的；沒有突變產 生；種群之間不存在個體的遷移或基因交流； 沒有自然選擇。那么，這個種群的基因頻率（包 括基因型頻率）就可以一代代保持平衡，這就是 哈代一溫伯格定律，也稱遺傳平衡定律。公式可 以表示為（p+q） 2=p2+2pq+q2。其中p為顯性基 因頻率，q為隱性基因頻率。第一步：根據親本基因型 Aa, A的基因頻率p 為1/2，a的基因頻率q為1/2。第二步：AA基因型頻率為p2=1/4，Aa基因型 頻率為2pq=2X 1/2 X 1/2=2/4，淘汰aa個體， 統計Fi基因頻率A為2/3，a為1/3。第三步：AA基因型頻率為p2=4/9

11、，Aa基因型 頻率為2pq=2X 2/3 X 1/3=4/9，淘汰aa個體， 統計F2基因頻率A為3/4，a為1/4。第四步：AA基因型頻率為p2=9/16 ? Aa基因型 頻率為 2pq=2X 3/4 X 1/4=6/16，淘汰 aa 個體， 統計F3基因頻率A為4/5 , a為1/5。第五步：AA基因型頻率為p2=16/25 , Aa基因 型頻率為2pq=2X 4/5 X 1/5=8/25，淘汰aa個體， 統計F4基因頻率A為5/6 , a為1/6。以此類推，當趨向于Fn時，A基因頻率為(n+1) / (n+2)，a 基因頻率為 1/ (n+2)。本題F3中Aa基因型頻率可用F2基因頻率A

12、=(2+1)/ ( 2+2)=3/4，a=1/( 2+2)=1/4 來計 算，獲得AA基因型頻率為p2=9/16，Aa基因型 頻率為 2pq=2X 3/4 X 1/4=6/16，淘汰 aa 個體， 則F3中 Aa基因型頻率=(6/16 ) /(9/16 ) +(6/16 ) =2/5。教學啟示：生物學作為科學的重要分支學科，嚴密性與定 量化是其重要特征。全國咼考考試大綱中也明確提出學生要具有“用文字、圖表以及數學方 式等多種表達形式準確描述生物學方面內容”的 能力。縱觀近幾年來高考試題中的出現的圖表題， 有 的來源于教材，有的是在總結規律過程中形成的 圖表，這就要求我們既要重視教材中圖表的理 解，又要有所拓展。教學中要設立圖表專題，一 是將教材中分散的圖表集中起來，結合拓展的知 識形成體系，更好的把圖表題的解題技巧與教材 內容進行有機整合。二是進行識圖、析圖和用圖 的針對性訓練。識圖是基礎，析圖是關鍵，用圖 是目的。教學中要把生物學問題巧妙而合理地設 置成圖像題，使學生通過剖析圖像，運用圖中曲 線特征、規律來解決實際問題，達到培養學生能 力的目的。在高中生物教材中許多知識都可以量化，涉及 到一些計算，解題方式的數學化越來越明顯。因 此，教學中