遗传的秘密

有一种甲虫很有特点, 它们背上的图案有斑点也有条纹, 它们可能是短腿也可能是长腿, 甚至有三只眼睛或五只眼睛.

饲养员非常希望他养的甲虫下一代是长得好看的. 但是我们如何才能知道下一代可能出现的情况, 以及某种特征发生的可能性大小呢？

要弄清楚这一点, 我们需要知道基因是如何遗传的.

旁氏表

甲虫的外观取决于其父母的基因. 一个基因由至少两个等位基因或该基因的变体组成. 每个父母随机将其一个等位基因传递给其后代.

比如, 甲虫短腿的等位基因是 , 长腿是. 短腿比长腿占优势, 这意味着如果一只甲虫至少有一个 等位基因, 它就会有短腿. 因此, 只有具有两个等位基因的甲虫才能有长腿. （显性等位基因通常用大写字母表示, 而隐性等位基因则用小写字母表示. ）

假设两个具有 和等位基因的甲虫交配. 我们可以用旁氏表（Punnett Square）来可视化他们后代可能的等位基因组合. 每行代表一个来自 亲本的等位基因, 每列代表一个来自 亲本的等位基因. 然后每个格子给出来自每个父母的一个等位基因的组合.

从表格中可以看到, 通过从每个父母那里获取一个等位基因, 一只甲虫后代可以有短腿（）或长腿（）. 并且这些结果的可能性相同, 概率均为 . 这是因为我们从每个父母那里继承的一个等位基因是随机选择的, 所以上表中的每个单元格都代表同样可能的结果.

但我们想知道一只甲虫后代的全貌——不仅仅是它的腿长, 还有它背上的图案和眼睛的数量. 如果我们用一张旁氏表求解, 那么表格会很大. 由于每个特征有两个基因, 根据基本计数原理, 每个亲本可以传递个三等位基因组合（不一定都是唯一的）. 这意味着旁氏表将有 64个单元格供我们填写和分析——效率不高.

基因遗传的独立性

由于不同的基因通常是独立遗传的, 因此还有另一种选择, 我们一次只专注于一个特征. 并且利用这样一个结论：某些基因组合的概率与组合中每个基因的概率的乘积相同.

例如, 一个有条纹、腿短、三只眼睛的小甲虫的概率是

假设父本和母本基因为 和 (其中斑点 对条纹 显性, 三眼 对五眼 显性) .

我们已经利用旁氏表计算了长腿基因, 所以另外两个特征对应的表格如下：

总结一下, 下一代的特征如下：

1. 条纹

2. 腿短的概率为, 腿长的概率也为,

3. 有三只眼睛（）

并且对于这对特殊的甲虫, 他们的后代不可能有斑点或有五只眼睛.

因此一只短腿和三只眼睛有条纹的小甲虫的概率是.