遺傳概率問題的模型構(gòu)建

程正強　李　燕

遺傳學的內(nèi)容是高中階段的一個重點，也是難點.長期以來，很多學生都很難把握.面對變幻莫測的遺傳問題，學生既感覺新奇、喜歡，又覺得無法準確掌握，尤其是遺傳概率的計算問題.理解遺傳現(xiàn)象的組合方式，是解決遺傳概率計算問題的關(guān)鍵.現(xiàn)結(jié)合人教版第二冊課本中的《性狀分離比的模擬實驗》，通過構(gòu)建“小桶”模型來分析一例遺傳概率問題——自交與隨即交配的概率計算.

【例題】 玉米高莖（D）對矮莖（d）為顯性，現(xiàn)將純種高莖玉米和純種矮莖玉米雜交，產(chǎn)生F₁，F(xiàn)₁自交產(chǎn)生F₂.

（1）將F₂中所有的矮莖除去，讓高莖玉米自交，產(chǎn)生F₃.問F₃中高莖與矮莖玉米的比例是().

（2）將F₂中所有的矮莖除去，讓高莖玉米自由相互授粉，產(chǎn)生F₃.問F₃中高莖與矮莖玉米的比例是().

A.3∶1B.5∶1C.8∶1D.9∶1

解析：F₂中的高莖∶矮莖=3∶1，基因型DD∶Dd∶dd=1∶2∶1.將矮莖除去后，剩余的高莖中DD∶Dd=1∶2.

自交是指同一基因型的個體授粉.F₂中的高莖自交，授粉方式只有兩種：DD×DD和Dd×Dd.因此我們可以把高莖的兩種基因型裝入兩個小桶里.見圖一：

桶一中的小球代表Dd基因型，其占F₂中高莖的2/3.桶二中的小球代表DD基因型，其占F₂中高莖的1/3.桶二中的高莖自交后代中的分離比為高莖∶矮莖=3∶1，即在整個桶里所占比例分別為3/4和1/4.桶二中的高莖自交后代中全為高莖用1代表.則整個F₃高莖∶矮莖=（2/3×3/4+1/3×1）∶2/3×1/4=5∶1.

隨機自由交配是指群體中的雌雄個體可以隨機結(jié)合，自由交配.F₂中的高莖隨機授粉，其授粉方式的可能組合就有四種：♂DD×♀DD、♂Dd×♀Dd、♂DD×♀Dd、♂Dd×♀DD.我們不難發(fā)現(xiàn)，這四種組合實際上保證了F₂中的高莖個體產(chǎn)生的各種花粉能夠和F₂中的高莖個體產(chǎn)生的各種卵細胞隨機結(jié)合，完成受精作用.我們同樣可以借助“小桶”模型來分析.根據(jù)上述分析，我們可以把F₂中的高莖個體產(chǎn)生的各種基因型的花粉和各種基因型卵細胞放入兩個小桶里.見圖二：

桶一代表F₂個體形成精子，桶二代表F₂個體形成的卵細胞.由于F₂高莖中DD∶Dd=1∶2.因此形成的配子D∶d=（2+1×2）D∶（1×2）d=2∶1.桶一、桶二中隨機選擇配子結(jié)合的結(jié)果組合就是：DD=2/3×2/3=4/9，Dd=2/3×1/3×2=4/9，dd=1/3×1/3=1/9.因此F₃個體中高莖∶矮莖=（4/9+4/9）∶1/9=8∶1.

通過構(gòu)建“小桶”模型，可以將自交和隨機交配這樣比較復(fù)雜的、抽象的問題直觀化，便于學生進行分析理解.構(gòu)建模型分析遺傳現(xiàn)象是遺傳學的教學和學習過程中的有效手段，有利于學生同化新知識.

在生物教學過程中嘗試構(gòu)建一些簡單的模型，能夠從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，讓學生親身經(jīng)歷將生物實際問題抽象成簡單直觀的模型，并進行分析解釋，進而使學生在獲得對生命現(xiàn)象理解的同時，在思維能力、情感態(tài)度與價值觀等多方面得到進步和發(fā)展.

［責任編輯：羅 艷］