【摘 要】 在高中生物教学中,有关遗传概率的计算是教学中的重点及难点.面对概率的计算,大多数学生往往不能掌握解题方法,做题时一头雾水.教师应帮助学生总结规律,以便让学生轻松解决概率计算问题.笔者通过一些典型例题,针对学生在计算遗传概率时容易混淆的问题进行分析、归纳及总结.
【关 键 词】 遗传概率;生物;高中
在高中生物教学中,有关遗传概率的计算是教学中的重点及难点.面对概率的计算时,大多数学生往往不能掌握解题方法,做题时一头雾水.教师应帮助学生总结规律,以便让学生轻松解决概率计算问题.笔者通过一些典型例题,针对学生在计算遗传概率时容易混淆的问题进行分析、归纳及总结.
一、当“性别”与“患者”组合,何时需要乘以1/2
遗传题中,常出现患病男(女)或男(女)患病概率的计算.经统计,大部分学生遇到此类问题均感到混乱,不清楚什么时候需要乘以男性(女性)的概率(1/2).其实,解决这类问题关键要做到下面两点.
(一)理解“男(女)孩患病概率”与“患病男(女)孩概率”的研究范围
“男(女)孩患病概率”与“患病男(女)孩概率”这两句话的含义是不相同的.前者“性别”在“孩子”之前,表明孩子的性别已经确定,故研究的范围只是男孩(女孩).其含义是男(女)孩中患者的概率.而后者“性别”在“孩子”之后,表明这孩子的性别是有待确定的,研究的范围是子代全部的孩子.含义是患病男(女)孩在子代中的概率.明确这两句话的含义,是正确计算遗传概率的前提.
(二)判断控制该性状的基因的位置
1. 常染色体遗传
由于常染色体遗传与性别无关.故常染色体遗传病中,患病孩子概率等于女孩患病概率等于男孩患病概率.因为男女比例为1∶1,故患病男孩概率等于患病女孩概率等于患病孩子概率×男(女)孩概率(1/2)
[例1] 一对表现型正常的夫妇生了一个白化病的女孩.求:①该夫妇再生一白化孩子的概率;②生一个女孩白化病概率;③生一个白化病女孩的概率.
分析:白化病是常染色体隐性遗传病,据题意夫妇基因型为Aa×Aa,推出子代基因型及比例为AA:Aa:aa等于1:2:1.患病孩子概率是1/4.女孩患病概率与患病孩子概率相同.白化病女孩概率等于1/4×1/2等于1/8.
2. X染色体遗传
X染色体上的基因遗传时与性别有关,对男性女性的影响未必相同.要根据遗传图解具体分析.
[例2] 一个表现正常的女性与一色盲男性生了一个色盲的儿子.请问:①该夫妇再生一个患病孩子的概率;②生一个男孩色盲的概率;③生一个色盲男孩的概率.
分析:根据题意,推出夫妇的基因型为XBXb×XbY.遗传图解如下:
P XBXb×XbY
↓
F XBXb XbXb XBY XbY
1.∶ 1 ∶ 1 ∶ 1
第①问中,患病孩子(XbXb+XbY)概率是2/4.第②问中,性别在前,即男孩中色盲的概率.该夫妇所生男孩为XBY(正常男孩):XbY(色盲男孩)等于1∶1,故男孩色盲的概率为1/2.第③问中,性别在后,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.此时基因型XbY的孩子即是色盲又是男孩,所以就不需要乘以1/2.
综上所述,男(女)孩患病概率的计算,不管是常染色体遗传还是X染色体遗传都不需要乘以1/2.而患病男(女)孩概率的计算,只有在常染色体遗传时需要在患病概率基础上乘以1/2.
二、当亲本基因型不确定,如何正确算出子代相关概率
遗传概率计算中有一类题型是双亲中某亲本的基因型是有待确定的,要求其子女相关性状的概率.学生做该类题型时,往往会忽略了待定亲本基因型的比例,导致错误答案的产生.做此类题目的解题方法及步骤如下:
①首先对不确定的亲本基因型进行初步推断,推测其可能出现的基因型.
②求出该亲本可能出现基因型种类的比例,计算出每种基因型所占的分数比.这是解题的关键步骤.不少学生做题时因为忽略了该比例,或者计算该比例出错导致结果错误.
③计算该亲本在相应的基因型时子代相关性状的概率.
④子代相关性状概率×产生该子代的亲代基因型的分数比.
[例3] 右图是某遗传病系谱图.如果6号与有病女性结婚,则生育患病男孩的概率是( )
A. 1/4
B. 1/3
C. 1/8
D. 1/6
分析:学生多错选A或C答案.究其原因:第一种情况学生就直接把6号基因型确定为Aa,认为题目求患病男孩的概率,6号的基因型只能是Aa,错选A.第二种情况,学生虽然从3号与4号的基因型推出6号基因型为AA或Aa.但错误的认为6号的基因型有两种可能即比例为1∶1,错选C.根据遗传系谱,该病为常染色体隐性遗传病.6号表现型正常,从3号和4号推出6号基因型可能是AA或Aa,且AA∶Aa等于1∶2.只有6号基因型为Aa才可能生育有病男孩.有病男孩概率为aa(1/2)×男孩(1/2)等于1/4.而6号基因型为Aa所占的分数比是2/3,最后结果是1/4×2/3等于1/6.
三、当两种遗传病相结合,怎样快捷算概率
遗传概率计算中常见的题型还有一类是同时研究两种遗传病.学生做这类题目时出现的问题通常是思路不太清晰,或者做题花费时间太长.只要掌握解题方法,就能快捷算出概率.该类题型采用“先分离后组合”的方法能减少做题花费的时间.即根据基因分离定律单独计算每一种遗传病的相关概率,再根据自由组合定律进行组合.
[例4] 已知人的红绿色盲属X染色体隐性遗传,先天性耳聋是常染色体隐性遗传(D对d完全显性).下图中Ⅱ2为色觉正常的耳聋患者,Ⅱ5为听觉正常的色盲患者.Ⅱ4(不携带d基因)和Ⅱ3婚后生下一个男孩,这个男孩患耳聋、色盲.既耳聋有色盲的可能性分别是( )
A. 0、1/2、0 B. 0、1/4、1/4
C. 0、1/8、0 D. 1/2、1/4、1/8
分析:该题若用棋盘法或直接用基因自由组合定律来解题,耗时较长.根据题意,所求概率都以男孩为研究范围.对于先天耳聋而言,Ⅱ3和Ⅱ4的基因型为Dd×DD,男孩先天耳聋概率等于先天耳聋概率等于0;对于红绿色盲而言,Ⅱ3基因型为XBY,Ⅱ4基因型为XBXB∶XBXb等于1∶1,即XBXb占分数比是1/2.Ⅱ3基因型为XBXb时,与Ⅱ4生育的男孩基因型及比例是XBY∶XbY等于1∶1,故男孩色盲概率为1/2×XBXb分数比(1/2)等于1/4.
学生只要理清思路,掌握各类题型的解题方法,就能轻轻松松解决概率的计算问题.
【参考文献】
[1] 王明华. 概率和遗传概率计算中应注意的问题[J]. 生物学教学,1994(12).
[2] 詹金斯. 人类遗传学[M]. 北京:中国医药科技出版社,1990.