学习指南

单因子杂交与双因子杂交遗传

CIE A-Level 生物学· 第17单元:遗传· 25 分钟阅读

1. 单因子遗传★★☆☆☆⏱ 8 min

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📘 定义

单因子遗传

控制一个特定性状的单基因的遗传,每个亲本各传递一个等位基因给后代。

例:

豌豆植株的茎高,由一对等位基因控制:高茎 (T) 和矮茎 (t)。

单因子遗传遵循孟德尔分离定律:等位基因在配子形成过程中分离,因此每个配子只携带每个基因的一个等位基因。显性等位基因在纯合和杂合基因型中均可表达,而隐性等位基因仅在纯合时表达。

📐 例题

豌豆中,高茎 (T) 对矮茎 (t) 为显性。将两株杂合高茎豌豆杂交,后代的预期表现型比例是多少?

  1. 1
    1. 确定亲本基因型:双亲均为杂合子
  2. 2
    Tt×TtTt \times Tt
  3. 3
    1. 确定每个亲本可产生的配子:每个亲本产生两种配子
  4. 4
    T and tT \text{ and } t
  5. 5
    1. 构建2×2庞纳特方格组合配子,后代基因型为:1 TT, 2 Tt, 1 tt
  6. 6
    1. 统计表现型:所有TT和Tt后代均为高茎(显性),只有tt为矮茎(隐性)。

Exam tip:

作答前务必确认题目要求的是基因型比例还是表现型比例。

2. 双因子遗传与自由组合★★★☆☆⏱ 10 min

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📘 定义

双因子遗传

两对位于不同同源染色体上的非连锁基因的遗传,每个基因控制一个不同性状。

例:

豌豆的种子形状和种子颜色,由两个独立的基因控制。

对于非连锁基因,等位基因在减数第一次分裂期间自由组合:一个基因获得的等位基因不会影响另一个基因获得的等位基因。双杂合子(每个基因各有一个显性和一个隐性等位基因)会产生四种比例相等的不同配子。

📐 例题

豌豆中,圆粒种子 (R) 对皱粒种子 (r) 为显性,黄色种子 (Y) 对绿色种子 (y) 为显性。将两株双杂合圆粒黄粒豌豆杂交,预期表现型比例是多少?

  1. 1
    1. 双亲的基因型均为:
  2. 2
    RrYyRrYy
  3. 3
    1. 根据自由组合定律,每个亲本产生四种比例相等的配子
  4. 4
    RY,Ry,rY,ryRY, Ry, rY, ry
  5. 5
    1. 构建4×4庞纳特方格组合所有配子,总共得到16种后代基因型。
  6. 6
    1. 根据显隐性规则统计表现型:

3. 测定未知基因型的测交法★★★☆☆⏱ 7 min

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具有显性表现型的个体可以是纯合显性或杂合,因此仅从表现型无法确定其基因型。测交将未知个体与纯合隐性个体杂交,因为纯合隐性个体只能产生一种携带隐性等位基因的配子。

📐 例题

将一株未知基因型的高茎豌豆与矮茎豌豆测交,后代中50%为高茎,50%为矮茎。原始高茎植株的基因型是什么?

  1. 1
    1. 矮茎植株始终为纯合隐性,基因型为:
  2. 2
    tttt
  3. 3
    1. 如果原始高茎植株为纯合显性 (TT),所有后代都会从亲本获得一个T,从矮茎亲本获得一个t,因此所有后代均为Tt(高茎),与结果不符。
  4. 4
    1. 如果原始高茎植株为杂合 (Tt),它会产生比例相等的T和t配子。与tt杂交后得到:
  5. 5
    50% Tt (tall),50% tt (dwarf)50\% \ Tt \ (tall), 50\% \ tt \ (dwarf)

4. 常见陷阱

错误做法:

双杂合双因子杂交仅列出2种配子,而非4种。

原因:

这个错误源于错误认为显性等位基因总是连锁在一起,这种情况仅发生在连锁基因中。

正确做法:

始终按照自由组合分配等位基因:每个显性等位基因可以与第二个基因的显性或隐性等位基因组合,总共产生4种配子。

错误做法:

声称所有双因子杂交的预期比例都是9:3:3:1。

原因:

该比例仅适用于非连锁基因的两个双杂合子之间的杂交,并非所有双因子杂交。

正确做法:

给出9:3:3:1比例前,务必检查亲本基因型并确认基因为非连锁。

错误做法:

考试作答时混淆基因型比例和表现型比例。

原因:

CIE考题会明确要求其中一种,混淆两者会导致即使推导过程正确也丢分。

正确做法:

开始推导前,先标出或下划线题目要求的是基因型还是表现型。

错误做法:

忘记统计双因子庞纳特方格中全部16个格子,导致比例总和错误。

原因:

赶时间完成杂交推导会导致统计错误,尤其是当多个基因型对应同一表现型时。

正确做法:

先统计全部16个格子,再按表现型分组计算最终比例。

5. 速查表

杂交类型

亲本基因型(非连锁)

预期表现型比例

单因子杂合子杂交

Aa × Aa

3 显性 : 1 隐性

单因子测交

Aa × aa

1 显性 : 1 隐性

双因子双杂合子杂交

AaBb × AaBb

9:3:3:1

双因子测交(双杂合子)

AaBb × aabb

1:1:1:1

6. 常见问题

为什么9:3:3:1比例只适用于非连锁基因?

连锁基因位于同一条染色体上,不会自由组合,因此不会产生这个预期表现型比例。

测交的目的是什么?

测交是将未知基因型的显性表现型个体与纯合隐性个体杂交。后代的表现型可以揭示未知个体的基因型。

真题中的出现

AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。

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下一步

掌握单因子和双因子遗传是CIE A-Level生物学所有高级遗传学主题的基础。你在此练习的配子鉴定、庞纳特方格构建、比例预测等核心技能可以直接应用于更复杂的遗传模式。本主题经常是试卷2拓展问答题的基础,因此在继续学习前,必须熟练掌握比例计算和测交解读。理解非连锁基因的自由组合机制,也有助于你识别基因连锁或上位性互作时预期比例的偏差。