周丹 呂燕
(山東省墾利第一中學(xué))
高中生物遺傳概率學(xué)計(jì)算作為高中生物教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),很多學(xué)生都在遺傳概率計(jì)算學(xué)習(xí)中卡殼。作為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的一大難點(diǎn),很多學(xué)生遇到此類問題時不知如何作答。概率是對某件事情發(fā)生幾率進(jìn)行估計(jì),取值范圍是0-1之間或0-100%之間。因此,為了能夠幫助學(xué)生解決這一問題,筆者提出以下幾種概率計(jì)算方法。
某個事件出現(xiàn)的概率知識作為遺傳概率中基礎(chǔ)性問題,需要學(xué)生根據(jù)已知條件,能夠從不同角度出發(fā)。
如題:雜合子自交,計(jì)算自交后代出現(xiàn)雜合體的概率。
在對此類型題進(jìn)行計(jì)算的過程中,需要先了解該個體是已知表現(xiàn)型還是未知表現(xiàn)型。第一,如果該個體為顯性性狀表現(xiàn)型,則其基因型有兩種可能,即AA和Aa,并且兩者的比例為1∶2,因此兩者的雜合子概率為2/3。第二,如果該個體是未知表現(xiàn)型,則個體基因型為三種,即 AA、Aa 和 aa,且三者的比例為 1∶2∶1,此時的雜合子概率為1/2。可見,此問題的答案有兩個,分別為2/3和1/2。
此類問題在生物遺傳概率習(xí)題中出現(xiàn)非常頻繁,但相對來說較為簡單。例如,一對正常的夫婦,且二者的雙親也都正常,但是雙方都有一名患有白化病的兄弟,計(jì)算夫婦兩人結(jié)婚后所生孩子患得白化病概率是多少?
在進(jìn)行計(jì)算過程中,需要先確認(rèn)夫婦的基因型和概率,通過上述得知,由于兩人都有一個白化病兄弟,因此夫婦雙方的Aa概率都是2/3、AA概率為1/3。我們假設(shè)夫婦為Aa,那么其后代患得白化病的幾率為1/4。在計(jì)算過程中,該夫婦多是Aa的概率與假設(shè)夫婦均為Aa的后代白化病概率1/4相乘,也就是2/3×2/3×1/4=1/9,也就是該夫婦后代患得白化病的幾率,答案為1/9。
如果說以上兩種遺傳概率計(jì)算都屬于基礎(chǔ)內(nèi)容,那么后續(xù)的內(nèi)容就都是進(jìn)階內(nèi)容,在計(jì)算方面上較為繁瑣,并且已知條件更加復(fù)雜,是學(xué)生容易犯錯、犯蒙的環(huán)節(jié)。
如題:自交系第一代基因型為Aa的玉米,自花傳粉、逐代自交,到自交系第n代時,其雜合子的幾率為多少?
在解題過程中,可以通過不完全歸納法,通過逐代推送的形式進(jìn)行計(jì)算:
第一代為Aa;第二代為1AA2Aa1aa,一次你雜合體幾率為1/2;第三代為1AA2Aa1aa雜合體幾率是(1/2)2;第n雜合體幾率為(1/2n-1)。其正確的答案為(1/2n-1)。
棋盤算法類似于九宮格,就是將相關(guān)數(shù)值和條件羅列在棋盤宮格中,從而組成一個表格,這樣能夠讓相關(guān)內(nèi)容變得更加直觀。
案例:人類多指基因(T)是正常指(t)的顯性,白化基因(a)是正常(A)的隱性,都在染色體中且是獨(dú)立遺傳。在這個家庭中,父親多指、母親正常,夫婦育有兩個孩子,一個正常指的孩子、一個白化病孩子,請計(jì)算單個孩子患有一種病、兩種病以及患病概率分別為多少?
在計(jì)算過程中,先要推導(dǎo)出父母基因型,即父親為TtAa、母親為ttAa。之后畫出棋盤(宮格),如圖。答案為1/2、1/8、5/8。
案例棋盤圖
當(dāng)然針對上述案例,還可以采用計(jì)算的方法,但是相對來說更加復(fù)雜一些。根據(jù)上述題意分析:第一,先推導(dǎo)出父母的基因型為TtAa(父親),ttAa(母親)。根據(jù)單基因法分析看,如果夫婦兩人再生育后代,則可以推到出Tt×tt→1/2Tt,也就是多指的概率為1/2;再計(jì)算Aa×Aa→1/4aa,也就是白化病的患病幾率為1/4。第二,下一個孩子同時患病概率為:P多指(1/2Tt)又白化(1/4aa)=1/2×1/4=1/8(乘法原理);第三,下一個孩子只患一種病的概率為1/2+1/4-1/8×1=5/8(加法原理和乘法原理)。因此,計(jì)算答案為:1/2、1/8、5/8。
此案例筆者采用了兩個解題方法,但是前者的效率更高一些,在計(jì)算中也更加形象、直觀,更加適用于選擇題;后者是通過加減和乘法原理進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算方法相對比較傳統(tǒng),更加適用于大題計(jì)算。因此,需要學(xué)生能夠靈活選擇計(jì)算方法。
綜上所述,生物遺傳概率計(jì)算作為高中生物教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),很多學(xué)生在計(jì)算過程中容易馬虎,這就需要學(xué)生能夠在掌握基本的計(jì)算方法后,加強(qiáng)已知條件閱讀,并找出關(guān)鍵性數(shù)據(jù),通過多個角度進(jìn)行分析,盡可能采用更加簡便的方法計(jì)算,這樣能夠提高計(jì)算精度,降低錯題率。
[1]殷邦欣.高中生物遺傳概率計(jì)算技巧[J].學(xué)周刊,2012(32):166-167.
[2]趙光明.遺傳病的概率計(jì)算方法例析[J].讀與寫,2006(7):60-61.
[3]張?jiān)诨?多重條件下的概率計(jì)算在遺傳學(xué)解題中的運(yùn)用[J].寧德師專學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017(2):102-103.