鞠 爍
(山東省萊蕪第一中學(xué),山東 萊蕪)
遺傳學(xué)屬于生物學(xué)中較為難懂的學(xué)習(xí)點(diǎn),因?yàn)閮?nèi)容涉及細(xì)胞遺傳、基因分離、伴性遺傳及自由組合定律等多個(gè)方面,所以學(xué)習(xí)起來(lái)相對(duì)復(fù)雜。在最初學(xué)習(xí)該內(nèi)容時(shí),曾經(jīng)一度毫無(wú)頭緒,學(xué)習(xí)毫無(wú)效率可言,經(jīng)過一段時(shí)間的努力,掌握了遺傳問題規(guī)律之后,在解題時(shí)能夠靈活運(yùn)用,取得了很好的學(xué)習(xí)效果,并且總結(jié)出了很多學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。
棋盤格算法求概率是一種概率計(jì)算的最基本辦法,使用這種方法進(jìn)行推理運(yùn)算可以使復(fù)雜的問題更加簡(jiǎn)單,屬于解題的捷徑方式。但很多學(xué)生對(duì)這種方法還沒有做到完全掌握,對(duì)于這一問題,我希望通過在自己學(xué)習(xí)中獲得經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析,將這種技巧具體演示如下:
例題1:有一種疾病,在正常人群中發(fā)病率是百分之四,在一個(gè)父母健康的家庭中,有一兒一女兩個(gè)孩子,其中女孩是健康的,男孩患病,試問,如果父母重組家庭,母親與一名健康男性結(jié)婚,再出生的小孩發(fā)病幾率多大。
解題思路:從題目中父母健康,兒子患病這一點(diǎn)看,說明疾病屬于陰性遺傳,使用a、A代表控制患病基因及等位基因,由于兒子患病可得出,妻子基因?yàn)锳a,問題是求妻子再婚生育孩子的患病概率。這就需要求出該正常男子的基因型,該如何得出正常男子的基因型呢?在這種情況下,就可利用棋盤格算法。棋盤格解法如圖1所示:
圖1
參照棋盤格信息,并結(jié)合該病在人群中發(fā)病率可以得到,人群中基因型是aa的概率為百分之四,a在男女配子中所占比例是a=2/10,即 A=1-2/10=8/10,計(jì)算得出 AA=8/10×8/10=64%,明顯得出,該正常男子的基因型可能為AA或Aa。在進(jìn)行分別舉例分析,當(dāng)該正常男子基因型為AA時(shí),則生下患病孩子的幾率為零,如果該男子基因型為Aa,則通過公式計(jì)算為:16%÷(16%+64%)=20%,在這種情況下妻子和再婚男子才有生下患病孩子的可能,而新生兒的患病幾率計(jì)算公式為:aa=16%÷(16%+64%)×25%=1/20,可以得出,最后妻子與再婚男子生下孩子的患病概率為二十分之一。
小結(jié):棋盤格法可有效幫助大家在對(duì)問題分析時(shí),使問題更直觀,有助于解題時(shí)對(duì)題干的理解,所以,在學(xué)習(xí)計(jì)算中應(yīng)掌握棋盤格法進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用,這種學(xué)習(xí)技巧非常有效地幫助了我建立正確的解題模式。
(1)高中生物中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這種類型問題,通過題干要求計(jì)算出表現(xiàn)型概率,我對(duì)這一類問題進(jìn)行歸納,以例題為例,將類似問題解題思路總結(jié)分析如下:
問:雜合子Aa自交后出現(xiàn)雜合體的概率:具體分析見圖2
圖2
針對(duì)這種類型問題,應(yīng)先確認(rèn)雜合體是隱性還是顯性癥狀,如果個(gè)體為顯性,后代基因就有三種可能:AA、Aa、aa。其中AA與Aa顯性比例為1∶2,可以得出,后代雜合體概率是2/3。情況二:后代為隱性表現(xiàn)形式,沒有明顯的形狀顯示,即為未知表現(xiàn)型。同樣,雜合子Aa自交還會(huì)出現(xiàn)三種基因情況,即AA、Aa和aa,比例為 1∶2∶1,則雜合子概率為 1/2。
(2)基因的自由分離組合是基因?qū)W基礎(chǔ)理論,根據(jù)自由組合定律,可以直接推斷出子代和親代的基因型。推導(dǎo)方式分為正推和反推兩種。在解題中通常會(huì)使用隱性純合子進(jìn)行問題解答,觀察后代基因表現(xiàn),能夠推導(dǎo)出母代或子代的基因型。除了這種解題方法,還可以通過分離比例方式進(jìn)行解題,如:子代性狀比例1∶3時(shí),則可得出近代都為雜合子,且顯性性狀比例較高;后代性狀分離病例1∶1時(shí),則只有一方是雜合子,另一方則是隱性純合子;后代均為顯性性狀時(shí),可得到至少一方為純合子,親代基因也會(huì)有四種情況,均為隱性純合子或顯性純合子,或一方為隱性,一方為顯性純合子。根據(jù)伴性遺傳可以有兩種解題方式,一種是性狀相同親代雜交,如果子代性狀與親代相同,母代即為純合子,父代為顯性性狀,如果子代性狀分離,說明母代為雜合子,父代則極可能是顯性性狀也可能是隱性性狀。另一種是當(dāng)性狀不同親代雜交,如果后代雌雄個(gè)體有明顯的性別特征并且表現(xiàn)得比較單一時(shí),可得出母體為隱性純合子,如果子代雌雄個(gè)體分為不同兩者表現(xiàn)型,并且比例為1∶1時(shí),母體為顯性雜合子,父代為隱性。
綜上所述,本文通過舉例解題,將筆者在高中生物遺傳概率學(xué)的學(xué)習(xí)中獲得的解題技巧進(jìn)行講解,針對(duì)高中生物遺傳概率當(dāng)中比較容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析,對(duì)較難的自由組合定律進(jìn)行深入的研究,希望可以通過論述為以后的生物遺傳概率學(xué)習(xí)提供更好的指引。