摘要:在孟德爾的基因分離定律內(nèi)容中,就教材的基本知識而言,學生學習不存在多大的困難,但是卻會出現(xiàn)學生遇到題目就不會做的情況。究其緣由在于:一是學生在數(shù)學學習中還沒有學習概率,對基因分離規(guī)律中的概率不會計算;二是學生沒有掌握知識和題型規(guī)律,對變形知識題型無從下手。
關鍵詞:基因分離定律;拓展與運用;解題能力;題目變形
一、 問題的提出
孟德爾的基因分離定律內(nèi)容,就教材的基本知識學生學習不存在多大的困難;但是,學生遇到題目就不會做。
原因在于,一是學生在數(shù)學學習中還沒有學習概率,對基因分離規(guī)律中的概率不會計算;二是學生沒有掌握知識和題型規(guī)律,對變形知識題型無從下手。
二、 問題解決的策略
(一) 加強概率計算知識的教學
計算事件的概率一般有兩種情況,一種是預期概率,即對將要發(fā)生的事件出現(xiàn)的可能性的推算;另一種是已經(jīng)發(fā)生了的事件中隱含事件的概率。
1. 預測將要發(fā)生的事件的概率。這是可能會發(fā)生,而還未發(fā)生的事件,計算其概率時各種可能都要計算到。
【例1】一對正常的夫婦,生了一個患白化病的孩子,再生一個孩子是白化病致病基因攜帶者的概率是多少?
2. 已經(jīng)發(fā)生了的事件中包含多種隱含事件。這種已經(jīng)發(fā)生了的事件中隱含事件的概率,是已經(jīng)發(fā)生了的事件概率中的可能概率,而不是全部可能事件的概率。
【例2】一對正常的夫婦,生了一個患白化病的孩子,現(xiàn)在又生了一個正常孩子,這個孩子是白化病致病基因攜帶者的概率是多少?
(二) 研究共性形成規(guī)律,利于學生理解和掌握
通過例題分析,總結出2/3規(guī)律,即正常個體中攜帶者的概率的計算,Aa=Aa/(AA+Aa)。
原始知識例題,一對正常的夫婦,生了一個患白化病的孩子,再生一個孩子是白化病致病基因攜帶者的概率是多少?
解析:這是預測將要發(fā)生的事件的概率。一對正常的夫婦,生了一個患白化病的孩子,說明這對夫婦都是攜帶者,其基因型都是Aa。遺傳規(guī)律為:Aa×Aa→1/4AA、1/2Aa、1/4aa,所以,他們再生一個孩子是白化病致病基因攜帶者的概率是1/2。
基礎變形例題,一對正常的夫婦,生了一個患白化病的孩子,現(xiàn)在又生了一個正常孩子,這個孩子是白化病致病基因攜帶者的概率是多少?
解析:這是已經(jīng)發(fā)生了的事件中隱含事件的概率。這對夫婦生了一個白化病孩子,說明雙方都是白化病致病基因的攜帶者,其基因型都是Aa。現(xiàn)在又生了一個正常的孩子是已經(jīng)發(fā)生了的事件,其基因型只可能是AA和Aa,不可能是aa。在計算該孩子是攜帶者的概率時,不能將aa的概率帶進來,如例1的表中的1/4aa要剔除。所以,這個孩子是白化病致病基因攜帶者的概率方式為:Aa=Aa/(AA+Aa)=(1/2)/(1/2+1/4)=2/3。
變形例題,在尋找人類的缺陷基因時,常常需要得到有患病史的某些近親結婚系的系譜進行相應基因定位。科學家在一個海島的居民中,找到了引起藍色盲的基因。該島每5人中就有1人是藍色盲基因攜帶者。下圖為該島某家庭藍色盲遺傳系譜圖,請分析回答下列問題:(相關的基因用A、a表示)
(1)該遺傳病的遺傳方式為。
(2)個體4的基因型是,個體10的基因型是。
(3)若個體13的母親是藍色盲,則他與個體12生一個色覺正常男孩的概率是。
解析:(1)個體3和個體4都正常,但他們卻有一個患此病女兒,說明該病是常染色體隱性遺傳病。(2)個體4表現(xiàn)正常,其女兒是患者,則他基因型是Aa。個體10自身正常,其父母正常,姐妹一個是患者,所以,他的基因型是AA或Aa。(3)個體13的母親是藍色盲,則他的基因型為Aa。個體12色覺正常,其基因型和概率分別為AA=1/3、Aa=2/3。他們生正常孩子的概率為:1-2/3×1/4=5/6,其中正常男孩的概率為5/12。
難度變形例題,(2007,廣東卷20題變式題)某種常染色體上的隱性遺傳病在人群中的病率為1%。有1對夫婦均正常,其中女子是隱性遺傳病致病基因的攜帶者,請問,這對夫婦的子女患遺傳病的可能性有多大?
A. 1/88B. 1/22C. 7/2200D. 3/800
解析:(1)依題意,女子的基因型可以確定為:Aa。
男子的基因型有兩種可能:AA,或Aa。
(2)關鍵的問題是要計算出男子是攜帶者(Aa)的概率。
現(xiàn)在夫婦雙方都表現(xiàn)正常,所以,一定要排除病人,求正常人群中雜合子的概率,即統(tǒng)計的總體是正常人,而不是所有人,應該剔除aa的概率。一般人群中發(fā)病率為1/100,設其病人基因型為aa,則a配子的頻率為1/10,A配子的頻率為1—1/10=9/10,由上表可知人群隨機婚配時基因型AA和Aa的頻率分別為:AA=(9/10)2、Aa=2×9/10×1/10。則在正常人群中Aa的概率為:(2×9/10×1/10)÷[(9/10)2+2×910×1/10]=2/11,即這對夫婦的男方基因型為Aa的概率為2/11,計算如下表。
規(guī)律運用:現(xiàn)在夫婦雙方都表現(xiàn)正常,所以,一定要排除病人,求正常人群中雜合子的概率,即統(tǒng)計的總體是正常人,而不是所有人,應該剔除aa的概率。再求正常個體中攜帶者的概率為:Aa=Aa/(AA+Aa)。
(三) 加強練習提高學生的能力
通過相應練習,舉一反三,使學生對基因的分離定律的計算熟練運用,提高學生的解題能力。
作者簡介:
李華,湖南省岳陽市,湖南省岳陽市外國語學校。