山東

遺傳的基本規(guī)律屬于統(tǒng)計學(xué)規(guī)律，是古典概率在生物學(xué)中的應(yīng)用，屬于高中生物教學(xué)的重點與難點。因此，在有關(guān)遺傳規(guī)律的各種訓(xùn)練、模擬題中，有關(guān)概率計算的問題比較多。為了考查學(xué)生運用原理分析問題、解決問題的思辨能力，命題者常常根據(jù)各種特殊遺傳現(xiàn)象針對學(xué)生的思維定式以不同的方式設(shè)置思維陷阱。其中，通過改變研究對象或變量的范圍制造的干擾，是常見的思維陷阱。對于這類干擾，需根據(jù)產(chǎn)生的原因，依據(jù)相關(guān)原理加以排除。下面筆者從“遺傳學(xué)概率問題中對象范圍改變造成的干擾”出發(fā)進行論述。

1.通過設(shè)置對象范圍形成干擾

此類問題是利用學(xué)生的慣性思維，通過在題目中設(shè)置研究對象的部分個體作為樣本，制造“部分”和“整體”的思維沖突而形成的干擾。

【例1】一對表現(xiàn)型正常的夫婦生了一兒一女兩個孩子，其中男孩正常，女孩患有某種遺傳病。倘若男孩長大后和一個其母為該遺傳病患者的正常女性結(jié)婚，婚后生了一個表現(xiàn)正常的兒子。則這個兒子攜帶該致病基因的概率為 （ ）

A.11/18 B.5/9 C.4/9 D.3/5

【答案】D

【錯因分析】本題常見的錯誤選項是A。這是由于學(xué)生注意到兩人婚后生出的是“表現(xiàn)正常的兒子”，計算的是這個“表現(xiàn)正常的兒子”為攜帶者的概率；也注意到其父親有兩種可能的基因型，即AA 或Aa，但在計算時，卻忽略了兩種情況的對象范圍。即：若其父親的基因型為

AA 時，該正常兒子為攜帶者的概率為1/3×1/2=1/6，是在全部可能的結(jié)果中的概率；而當其父親的基因型為Aa時，卻只考慮了兒子正常情況下為攜帶者的概率，計算出該正常兒子為攜帶者的概率為2/3×2/3=4/9，而忽略了應(yīng)包含患者（aa）的情況，縮小了對象范圍，從而出現(xiàn)了1/3×1/2+2/3×2/3=11/18 的錯誤。

本題易出現(xiàn)的另一個錯誤結(jié)果是2/3×1/2÷（1-2/3×1/4）=2/5。此結(jié)果出現(xiàn)的原因是學(xué)生過分關(guān)注“正常兒子是雜合子的概率”，在計算時只分析了其父親是正常的雜合子的情況，而“漏掉”了其父親是正常的純合子這一可能，得出的結(jié)果在選項中沒有，從而認為本題沒有正確答案。

【正解分析】從表現(xiàn)型正常的夫婦生出了患有某種遺傳病的女兒，說明該種遺傳病為常染色體隱性遺傳病。設(shè)與該病有關(guān)的基因為A/a，則該對夫婦的基因型均為Aa，所生男孩的基因型為AA（概率為1/3）或Aa（概率為2/3）。根據(jù)“其母為該遺傳病患者的正常女性”知，該正常的女性的基因型為Aa，該男孩長大后與該正常女性結(jié)婚，則所生男孩表現(xiàn)正常的概率為1-2/3×1/4=5/6，攜帶該致病基因的概率為1/3×1/2+2/3×1/2=3/6，據(jù)此可知這個表現(xiàn)正常的兒子攜帶致病基因的概率為3/6÷5/6=3/5。

【對策】解答這類試題，先分析出對象涉及的類型（表現(xiàn)型或基因型），再將各種可能的類型均置于“整體”中求概率，最后在整體范圍內(nèi)進行比較，即可避免失誤。

2.遺傳過程中“選擇”造成的干擾

在遺傳育種過程中，經(jīng)常要根據(jù)育種目標選擇或淘汰某種表現(xiàn)型（或基因型）的個體，使學(xué)生在原理的理解與現(xiàn)實問題間出現(xiàn)沖突而形成干擾。

【例2】小麥小穗（D）對大穗（d）為顯性，抗銹?。═）對不抗銹病（t）為顯性，兩對基因獨立遺傳?，F(xiàn)有3 株小麥A、B、C 分別為A：小穗抗銹?。―dTt）；B：大穗抗銹?。╠dTT）；C：大穗抗銹?。╠dTt）。A 株小穗抗銹病小麥自交后代中獲得30 株大穗抗銹病個體，若將這30 株大穗抗銹病個體作親本自交。在其中F1中選擇大穗抗銹病的植株再進行自交，F(xiàn)2能穩(wěn)定遺傳的大穗抗銹病小麥占F2中所有大穗抗銹病的比例為________________。

【答案】7/9

【錯因分析】由于本題有兩處“陷阱”，即中間的選擇導(dǎo)致不同類型個體比例的改變及最終求解范圍的縮小。所以，此問題最容易出現(xiàn)的錯誤有兩個：一是沒有注意到將F1中的大穗不抗銹病類型ddtt 淘汰后，用于自交的只剩下大穗抗銹病的小麥ddTT、ddTt，此時它們的比例也由原來未選擇時的1/2、1/3 變?yōu)檫x擇后的3/5、2/5；二是沒有注意到最終的要求是“F2能穩(wěn)定遺傳的大穗抗銹病小麥占F2中所有大穗抗銹病的比例”，而按“F2能穩(wěn)定遺傳的大穗抗銹病小麥占F2中所有小麥的比例計算”。

【正解分析】根據(jù)自由組合定律可知，A 株小穗抗銹?。―dTt）小麥自交后代中獲得的30 株大穗抗銹病個體的基因型可能是ddTT、ddTt，比例為1∶2。以它們?yōu)橛H本自交，得到F1個體的基因型及比例為（1/3+2/3×1/4）ddTT∶（2/3×2/4）ddTt∶（2/3×1/4）ddtt=3∶2∶1，其中大穗抗銹病的個體中基因型為ddTT、ddTt，分別占1/2、1/3。當只選擇這些個體再自交時，等于淘汰了ddtt類型，則ddTT、ddTt 的比例分別為3/5、2/5。由于同種生物的繁殖能力相同，則ddTT 自交的后代全為ddTT，占全部F2的3/5；ddTt 自交的后代占全部F2的2/5，但因其自交時出現(xiàn)了基因的分離，其中ddTT 占2/5×1/4=1/10、ddTt 占2/5×1/2=1/5、ddtt 占2/5×1/4=1/10。此 時F2中大穗抗銹病小麥（ddT_）占1-1/10=9/10，穩(wěn)定遺傳的大穗抗銹病小麥（ddTT）占3/5+1/10=7/10，則F2能穩(wěn)定遺傳的大穗抗銹病小麥占F2中所有大穗抗銹病的比例為7/10÷9/10=7/9。

【對策】對于選擇導(dǎo)致的思維干擾，可以采用“分步分析、步步為營”的策略，即分析選擇導(dǎo)致的對象范圍變化并調(diào)整概率，再分析這些對象進一步自交或雜交的結(jié)果。同時形成注意對象范圍變化的意識，不將“部分”與“整體”混淆。

3.隱含的對象范圍形成的干擾

在某些問題中，研究對象的范圍不明確給出，需要學(xué)生利用已知的原理分析出來，并在分析過程中加以應(yīng)用。若不能發(fā)現(xiàn)這個范圍，極可能由于思維定式而導(dǎo)致失誤。

【例3】某伴X 染色體隱性遺傳病在男性中的發(fā)病率為20%?，F(xiàn)有表現(xiàn)正常女性和患病的男性結(jié)婚，他們所生小孩患上述遺傳病的概率是 （ ）

A.4/25 B.1/4 C.1/6 D.8/25

【答案】C

【錯因分析】本題隱含的信息是表現(xiàn)正常女性的基因型可能為純合或雜合。常見的錯誤為運用遺傳平衡規(guī)律，計算女性攜帶者的基因型頻率為2×1/5×4/5=8/25，表現(xiàn)正常的女性和患病的男性結(jié)婚生出患病孩子的概率為1/2×8/25 ＝4/25，而誤選A 項。這是由于學(xué)生在解題過程中，誤將女性中攜帶者的概率當成了表現(xiàn)正常的女性中攜帶者的概率。所以，雖然兩種計算的結(jié)果相近，但此種計算所用的女性攜帶者的基因型頻率是整個女性群體中雜合子的基因型頻率，而不是排除隱性基因型頻率的表現(xiàn)正常的群體中雜合子的基因型頻率，所以計算結(jié)果偏小。

【正解分析】伴X 染色體隱性遺傳病在男性中的發(fā)病率就是致病基因（設(shè)為a）在男性或女性中（或整個樣本人群）的基因頻率。由于人群足夠大，且婚配有隨機性，故可按哈迪-溫伯格定律求解。某伴X 染色體隱性遺傳病在男性中的發(fā)病率為20%，即該隱性致病基因頻率為1/5，則正?；蝾l率為4/5。據(jù)此知，女性人群中，女性患者基因型頻率（XaXa）為1/5×1/5=1/25，表現(xiàn)正常的女性（XAX-）所占比例為1-1/25=24/25，而攜帶者（XAXa）的頻率為2×1/5×4/5=8/25，即表現(xiàn)正常的女性為攜帶者的概率為8/25÷24/25=1/3。在此情況下，表現(xiàn)正常的女性與患病的男性結(jié)婚，后代發(fā)病率為1/3×1/2=1/6。

【對策】由于本題中隱含的對象范圍是“表現(xiàn)正常的女性中攜帶者的概率”，故在分析時，首先根據(jù)題意確定相關(guān)對象，然后再根據(jù)問題要求分析對象范圍，確定有效計算范圍內(nèi)的對象概率，如需調(diào)整，則調(diào)整后再求解。

4.致死突變（或配子識別或敗育）造成的干擾

在遺傳過程中，致死突變（或配子識別或敗育）會導(dǎo)致種群內(nèi)不同基因型的概率發(fā)生改變，此種改變會給分析試題帶來干擾。

【例4】老鼠的皮毛黃色（A）對灰色（a）為顯性。有一位遺傳學(xué)家，在實驗中發(fā)現(xiàn)基因型為AA 的個體在幼年的時候會死亡。如果雜合的黃鼠與黃鼠（第一代）交配得到第二代，后代（第二代）相同基因型老鼠繼續(xù)交配一次得到第三代，那么在第三代成熟個體中黃鼠的比例為（假定每對老鼠產(chǎn)生的后代數(shù)量相同） （ ）

A.40% B.44.4% C.66.7% D.75%

【答案】A

【錯因分析】干擾來自“基因型為AA 的個體在幼年的時候會死亡”，而要求計算的是“第三代成熟個體中黃鼠的比例”。常見的失誤在于過分關(guān)注了題干中的“基因型為AA 的個體在幼年的時候會死亡”的信息，導(dǎo)致將Aa自交后代中黃色個體成熟時存活的Aa 個體的概率為2/3 用于計算，即2/3×2/3=4/9,從而選B。其實，此做法縮小了對象范圍，因為本題中基因型為AA 的個體在幼年的時候會死亡，即基因型為AA 的個體還是存在的，只不過會在幼年時死亡。所以在計算第三代個體所占比例時，影響到了Aa 和Aa 交配后產(chǎn)生的Aa 基因型個體所占的比例。

【正解分析】據(jù)題干信息可知，鼠群中成熟個體只有Aa 和aa 基因型個體。第一代雜合黃鼠交配得到的第二代成熟個體中，Aa 所占比例為2/3，aa 所占比例為1/3。則“相同基因型老鼠繼續(xù)交配一次得到第三代”在未成熟時：AA 所占比例為2/3×1/4=1/6，Aa 所占比例為2/3×1/2=1/3，aa 所占比例為2/3×1/4+1/3=1/2；成熟時：AA 的個體死亡，存活個體數(shù)只是原來的5/6，因此Aa 和aa 個體的基因型頻率發(fā)生改變，分別為2/5、3/5。即在第三代成熟個體中黃鼠的比例為2/5（40%）。

【對策】本題干擾類似于例1。分析時，需分清對象在部分與整體中的概率哪個才是有效的，為避免出現(xiàn)紕漏，最好先整體計算，再根據(jù)信息調(diào)整轉(zhuǎn)換，最后用于計算。

類似的遺傳學(xué)問題中，還有因基因顯隱性的相對性、從性遺傳、表現(xiàn)度和外顯率等引起的對象表現(xiàn)型或基因型概率變化而造成的干擾，且在自由組合定律的應(yīng)用中也存在。但不論是哪一種干擾，只要做好三點，均可避免失誤。一是準確理解遺傳規(guī)律及各種特殊遺傳現(xiàn)象的影響；二是運用遺傳規(guī)律對對象先進行整體上的分析，再根據(jù)相關(guān)遺傳現(xiàn)象確定是否需要實施對象范圍的調(diào)整，進而確定對象的概率；三是根據(jù)調(diào)整后的概率完成最終的計算。