【摘 要】 在高中生物教學(xué)中,有關(guān)遺傳概率的計(jì)算是教學(xué)中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。面對(duì)概率的計(jì)算,大多數(shù)學(xué)生往往不能掌握解題方法,做題時(shí)一頭霧水。教師應(yīng)幫助學(xué)生總結(jié)規(guī)律,以便讓學(xué)生輕松解決概率計(jì)算問題。筆者通過一些典型例題,針對(duì)學(xué)生在計(jì)算遺傳概率時(shí)容易混淆的問題進(jìn)行分析、歸納及總結(jié)。
【關(guān) 鍵 詞】 遺傳概率;生物;高中
在高中生物教學(xué)中,有關(guān)遺傳概率的計(jì)算是教學(xué)中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。面對(duì)概率的計(jì)算時(shí),大多數(shù)學(xué)生往往不能掌握解題方法,做題時(shí)一頭霧水。教師應(yīng)幫助學(xué)生總結(jié)規(guī)律,以便讓學(xué)生輕松解決概率計(jì)算問題。筆者通過一些典型例題,針對(duì)學(xué)生在計(jì)算遺傳概率時(shí)容易混淆的問題進(jìn)行分析、歸納及總結(jié)。
一、當(dāng)“性別”與“患者”組合,何時(shí)需要乘以1/2
遺傳題中,常出現(xiàn)患病男(女)或男(女)患病概率的計(jì)算。經(jīng)統(tǒng)計(jì),大部分學(xué)生遇到此類問題均感到混亂,不清楚什么時(shí)候需要乘以男性(女性)的概率(1/2)。其實(shí),解決這類問題關(guān)鍵要做到下面兩點(diǎn)。
(一)理解“男(女)孩患病概率”與“患病男(女)孩概率”的研究范圍
“男(女)孩患病概率”與“患病男(女)孩概率”這兩句話的含義是不相同的。前者“性別”在“孩子”之前,表明孩子的性別已經(jīng)確定,故研究的范圍只是男孩(女孩)。其含義是男(女)孩中患者的概率。而后者“性別”在“孩子”之后,表明這孩子的性別是有待確定的,研究的范圍是子代全部的孩子。含義是患病男(女)孩在子代中的概率。明確這兩句話的含義,是正確計(jì)算遺傳概率的前提。
(二)判斷控制該性狀的基因的位置
1. 常染色體遺傳
由于常染色體遺傳與性別無關(guān)。故常染色體遺傳病中,患病孩子概率=女孩患病概率=男孩患病概率。因?yàn)槟信壤秊?∶1,故患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率×男(女)孩概率(1/2)
[例1] 一對(duì)表現(xiàn)型正常的夫婦生了一個(gè)白化病的女孩。求:①該夫婦再生一白化孩子的概率;②生一個(gè)女孩白化病概率;③生一個(gè)白化病女孩的概率。
分析:白化病是常染色體隱性遺傳病,據(jù)題意夫婦基因型為Aa×Aa,推出子代基因型及比例為AA:Aa:aa=1:2:1。患病孩子概率是1/4。女孩患病概率與患病孩子概率相同。白化病女孩概率=1/4×1/2=1/8。
2. X染色體遺傳
X染色體上的基因遺傳時(shí)與性別有關(guān),對(duì)男性女性的影響未必相同。要根據(jù)遺傳圖解具體分析。
[例2] 一個(gè)表現(xiàn)正常的女性與一色盲男性生了一個(gè)色盲的兒子。請(qǐng)問:①該夫婦再生一個(gè)患病孩子的概率;②生一個(gè)男孩色盲的概率;③生一個(gè)色盲男孩的概率。
分析:根據(jù)題意,推出夫婦的基因型為XBXb×XbY。遺傳圖解如下:
P XBXb×XbY
↓
F XBXb XbXb XBY XbY
1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
第①問中,患病孩子(XbXb+XbY)概率是2/4。第②問中,性別在前,即男孩中色盲的概率。該夫婦所生男孩為XBY(正常男孩):XbY(色盲男孩)=1∶1,故男孩色盲的概率為1/2。第③問中,性別在后,即求子代中既是色盲又是男孩的概率。故色盲男孩(XbY)的概率是1/4。此時(shí)基因型XbY的孩子即是色盲又是男孩,所以就不需要乘以1/2。
綜上所述,男(女)孩患病概率的計(jì)算,不管是常染色體遺傳還是X染色體遺傳都不需要乘以1/2。而患病男(女)孩概率的計(jì)算,只有在常染色體遺傳時(shí)需要在患病概率基礎(chǔ)上乘以1/2。
二、當(dāng)親本基因型不確定,如何正確算出子代相關(guān)概率
遺傳概率計(jì)算中有一類題型是雙親中某親本的基因型是有待確定的,要求其子女相關(guān)性狀的概率。學(xué)生做該類題型時(shí),往往會(huì)忽略了待定親本基因型的比例,導(dǎo)致錯(cuò)誤答案的產(chǎn)生。做此類題目的解題方法及步驟如下:
①首先對(duì)不確定的親本基因型進(jìn)行初步推斷,推測(cè)其可能出現(xiàn)的基因型。
②求出該親本可能出現(xiàn)基因型種類的比例,計(jì)算出每種基因型所占的分?jǐn)?shù)比。這是解題的關(guān)鍵步驟。不少學(xué)生做題時(shí)因?yàn)楹雎粤嗽摫壤蛘哂?jì)算該比例出錯(cuò)導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。
③計(jì)算該親本在相應(yīng)的基因型時(shí)子代相關(guān)性狀的概率。
④子代相關(guān)性狀概率×產(chǎn)生該子代的親代基因型的分?jǐn)?shù)比。
[例3] 右圖是某遺傳病系譜圖。如果6號(hào)與有病女性結(jié)婚,則生育患病男孩的概率是( )
A. 1/4
B. 1/3
C. 1/8
D. 1/6
分析:學(xué)生多錯(cuò)選A或C答案。究其原因:第一種情況學(xué)生就直接把6號(hào)基因型確定為Aa,認(rèn)為題目求患病男孩的概率,6號(hào)的基因型只能是Aa,錯(cuò)選A。第二種情況,學(xué)生雖然從3號(hào)與4號(hào)的基因型推出6號(hào)基因型為AA或Aa。但錯(cuò)誤的認(rèn)為6號(hào)的基因型有兩種可能即比例為1∶1,錯(cuò)選C。根據(jù)遺傳系譜,該病為常染色體隱性遺傳病。6號(hào)表現(xiàn)型正常,從3號(hào)和4號(hào)推出6號(hào)基因型可能是AA或Aa,且AA∶Aa=1∶2。只有6號(hào)基因型為Aa才可能生育有病男孩。有病男孩概率為aa(1/2)×男孩(1/2)=1/4。而6號(hào)基因型為Aa所占的分?jǐn)?shù)比是2/3,最后結(jié)果是1/4×2/3=1/6。
三、當(dāng)兩種遺傳病相結(jié)合,怎樣快捷算概率
遺傳概率計(jì)算中常見的題型還有一類是同時(shí)研究?jī)煞N遺傳病。學(xué)生做這類題目時(shí)出現(xiàn)的問題通常是思路不太清晰,或者做題花費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)。只要掌握解題方法,就能快捷算出概率。該類題型采用“先分離后組合”的方法能減少做題花費(fèi)的時(shí)間。即根據(jù)基因分離定律單獨(dú)計(jì)算每一種遺傳病的相關(guān)概率,再根據(jù)自由組合定律進(jìn)行組合。
[例4] 已知人的紅綠色盲屬X染色體隱性遺傳,先天性耳聾是常染色體隱性遺傳(D對(duì)d完全顯性)。下圖中Ⅱ2為色覺正常的耳聾患者,Ⅱ5為聽覺正常的色盲患者。Ⅱ4(不攜帶d基因)和Ⅱ3婚后生下一個(gè)男孩,這個(gè)男孩患耳聾、色盲。既耳聾有色盲的可能性分別是( )
A. 0、1/2、0B. 0、1/4、1/4
C. 0、1/8、0D. 1/2、1/4、1/8
分析:該題若用棋盤法或直接用基因自由組合定律來解題,耗時(shí)較長(zhǎng)。根據(jù)題意,所求概率都以男孩為研究范圍。對(duì)于先天耳聾而言,Ⅱ3和Ⅱ4的基因型為Dd×DD,男孩先天耳聾概率=先天耳聾概率=0;對(duì)于紅綠色盲而言,Ⅱ3基因型為XBY,Ⅱ4基因型為XBXB∶XBXb=1∶1,即XBXb占分?jǐn)?shù)比是1/2。Ⅱ3基因型為XBXb時(shí),與Ⅱ4生育的男孩基因型及比例是XBY∶XbY=1∶1,故男孩色盲概率為1/2×XBXb分?jǐn)?shù)比(1/2)=1/4。
學(xué)生只要理清思路,掌握各類題型的解題方法,就能輕輕松松解決概率的計(jì)算問題。
【參考文獻(xiàn)】
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