高中生物遺傳概率問題學(xué)習(xí)技巧

江蘇省和橋高級中學(xué) 錢敏峰

生物遺傳概率的相關(guān)知識是高中階段生物課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)。有不少高中生學(xué)到最后都不能真正理解和掌握生物遺傳概率的知識點(diǎn)，其原因在于生物遺傳概率知識抽象性很強(qiáng)，而且涉及到很多難度較大的計(jì)算，學(xué)生經(jīng)常會出現(xiàn)各種計(jì)算錯(cuò)誤。要想真正地理解生物遺傳概率知識，能夠正確進(jìn)行遺傳概率計(jì)算，就必須掌握有效的學(xué)習(xí)技巧，從而有效提高自己的生物遺傳概率計(jì)算能力，真正理解和掌握生物遺傳概率知識。

一、活用棋盤格算法計(jì)算生物遺傳概率

作為一種非常實(shí)用的概率計(jì)算方法，棋盤格計(jì)算方法可以簡化生物遺傳概率的計(jì)算過程，提高生物遺傳概率計(jì)算效率。然而有不少學(xué)生不能靈活運(yùn)用棋盤格計(jì)算方法，針對這個(gè)問題，本文結(jié)合具體的高中生物遺傳概率題目介紹棋盤格計(jì)算方法的運(yùn)用技巧。

例1：疾病X的發(fā)病幾率為4%，如果一個(gè)家庭父母沒有患病，女兒也沒有患病，兒子患病，請問，假如父母離婚，分別重組家庭，母親和另外一名健康男性生育的子女患上疾病X的幾率有多大？

解析：根據(jù)問題中的父母未患病，兒子患病的信息可以推斷出疾病X為陰性遺傳，我們使用a代表控制患病基因，A代表等位基因，根據(jù)兒子患病可以推斷出，母親的基因?yàn)锳a，現(xiàn)在需要計(jì)算出母親再婚和另外一位健康男性生育的子女患疾病X的概率，這必須知道這位健康男性的基因型，這就可以運(yùn)用棋盤格的方法計(jì)算進(jìn)行求解，如圖1所示

圖1

根據(jù)上圖中的棋盤格和疾病X的發(fā)病率可知人群中基因型為 aa的概率是4%，a在男女配子中的占比為2/10，A為1-（2/10）=8/10，因此，基因型AA的占比為（8/10）×（8/10）=64%，則這名健康的男性基因型為AA或Aa。然后針對這兩種可能進(jìn)行驗(yàn)證，如果這名健康的男性基因型為AA，那么其子女患疾病X的概率為0，如果這名健康男性的基因?yàn)锳a，則可以通過計(jì)算16%÷（16%+64%）=20%，其子女患病的概率計(jì)算公式為：aa=16%÷（16%+64%）×25%=1/20，可見，母親再婚和另一名健康男性生育的子女患疾病X的概率為1/20。上述題目運(yùn)用棋盤格將各種可能的情況都列了出來，可以幫助學(xué)生更加直觀全面地分析問題，正確理解題目含義，準(zhǔn)確把握題目信息。因此，應(yīng)該熟練掌握棋盤格法，正確運(yùn)用棋盤格法找到正確的解題思路。

二、活用家族系譜圖計(jì)算生物遺傳概率

結(jié)合家族系譜圖進(jìn)行逐層分析，最終獲得答案。假如家族系譜圖中的疾病患者為存在血緣關(guān)系的男性，其血緣關(guān)系肯定是父子或爺孫，但女性全部正常，由此可推斷為Y連鎖遺傳病（YL）。如家族系譜圖中疾病患者為父親或母親，同時(shí)為持續(xù)遺傳，但是父母如果正常，子女也同樣正常，則可以推斷該疾病為顯性遺傳病。如果父母沒有患病，子女存在患病的情況則可以推斷為隱性遺傳病。第三步，加入家族系譜圖中的女性患病概率高于男性，同時(shí)患病的男性其女兒都患病，兒子沒有患病；患病女性的子女可能都患病，也可能都正常，可以推斷出該疾病為X連鎖顯性遺傳病（XD）。假如家族系譜圖中的男女患病幾率相等，即致病基因的遺傳與性別無關(guān)，則可以確定為常染色體顯性遺傳病（AD）。假如家族系譜圖中男性患病的概率遠(yuǎn)高于男性，且存在交叉遺傳的情況，則可以推斷該疾病為X連鎖隱性遺傳病（xR）。針對比較典型的家族系譜圖都可以采用上述方法來進(jìn)行推斷分析，獲得答案。然而對于一些比較特殊的，不完整的家族系譜圖則不適用，分析得到結(jié)果往往不準(zhǔn)確。因此，在解析這類家族遺傳概率問題時(shí)需要考慮其他的特殊情況，如延遲顯性、基因突變等。

三、活用自由組合定律計(jì)算高中生物遺傳概率

首先，在高中生物遺傳概率學(xué)習(xí)中常常會遇到這類問題：題目中要求計(jì)算表現(xiàn)型概率，針對這類問題可以采用以下思路進(jìn)行解析，如雜合子Aa自交后出現(xiàn)雜合體的概率問題，針對這類問題要先明確雜合體癥狀是顯性還是隱性，假如為顯性，則其后代基因可能是AA、Aa、aa中的一種，AA、Aa顯性占比為1：2，可以推斷出后代的雜合體概率為2/3。如果后代為隱性表現(xiàn)，即為未知表現(xiàn)型，則雜合子Aa自交可能得到AA、Aa、aa中的一種，其比例為1∶2∶1，則雜合子概率為1/2。

其次，根據(jù)基因的自由組合定律可推斷子代、親代的基因型，推斷的方法主要包括正向推斷和反向推斷兩類。在實(shí)際問題的解答過程中可以利用隱性純合子進(jìn)行分析，觀察后代的基因表現(xiàn)，從而推斷得到母代、子代的基因型。除了這樣的解題思路還可利用分離比例解題，例如，當(dāng)子代性狀比為1∶3時(shí)可以推斷出近代均為雜合子，且顯性性狀占比較大；當(dāng)后代性狀分離比例為1∶1時(shí)，則只有一方為雜合子，另一方為隱性純合子；后代均為顯性性狀情況時(shí)，可以推斷出至少有一方為純合子，親代基因均為隱性純合子或顯性純合子；或者一方為隱性，一方為顯性純合子。

最后，結(jié)合伴性遺傳可以得到兩種基本的解題思路。第一種：具有相同性狀的親代雜交，如子代、親代形狀相同，則可以推斷出父代為顯性性狀、母代為純合子，假如子代性狀分離則可以推斷出母代為雜合子，父代則很大的概率是顯性性狀，也存在較小的可能為隱性性狀。第二種：性狀不同的親代雜交，假如后代的雌性個(gè)體、雄性個(gè)體別特征很明顯且表現(xiàn)單一，可以推斷出母體為隱性純合子，假如雌性個(gè)體、雄性個(gè)體的表現(xiàn)型不同，而且比例為1∶1，則可以推斷出母體為顯性雜合子，父代為隱性。

例：基因型 AaBbCc、AABbCc的植物雜交，A，B，C 及等位基因符合基因自由組合規(guī)律，則基因型為AABBCC的個(gè)體占比是多少？

解析：這個(gè)問題是典型涉及多組基因的問題，根據(jù)基因自由組合、分離定律，每一組的等位基因能分別遺傳，假如用配子法也能解決問題，但步驟比較復(fù)雜，如果用分解組合的方法可以將AaBbCc、AABbCc先拆分為三個(gè)一組的基因進(jìn)行雜交，求解各組基因的基因型以及占比，由于各組基因?yàn)樽杂山M合，因此出現(xiàn)的基因相互獨(dú)立的，運(yùn)用概率乘法定理可以計(jì)算AABBCC的個(gè)體占比。這個(gè)題目涉及到等位基因遺傳，可以用配子法解答，但步驟繁瑣，因此，在實(shí)際解決問題時(shí)要根據(jù)題型采用相應(yīng)的方法，使計(jì)算更簡便，大大簡化問題的解答過程。

四、活用配子法計(jì)算高中生物遺傳概率

配子法的基本思路是以個(gè)體的基因型及其占比為核心，同時(shí)明確個(gè)體產(chǎn)生的配子類型和各種類型的配子的占比，最后結(jié)合雌雄配子，得到后代各個(gè)基因型的占比。

例：與某一個(gè)遺傳病相關(guān)的家族系譜圖如下圖說是，B、b表示基因，其中一個(gè)是控制基因，另一個(gè)是等位基因，請根據(jù)圖解答下列問題。

（1）如果3號、7號個(gè)體都沒有攜帶致病基因，那么這種疾病的遺傳方式是 什么？4號個(gè)體的4基因型可能是？9號個(gè)體的配子攜帶致病基因的概率是多少？

（2）如果3號個(gè)體沒有攜帶致病基因，7號個(gè)體攜帶致病基因，則這種疾病的的遺傳方 式是什么？

圖2

解析：針對第一個(gè)問題中給出的條件7號個(gè)體不攜帶致病基因可以推斷出11個(gè)體患病的原因是因6號個(gè)體攜帶致病基因，結(jié)合1號個(gè)體、2號個(gè)體生育的5號個(gè)體患病可以推斷出這種疾病的遺傳方式為隱性遺傳，然后再來分析其是否是常染色體遺傳。根據(jù)家族系譜圖可以看到6號個(gè)體、7號個(gè)體生育的11號個(gè)體患病，而7號個(gè)體沒有攜帶致病基因，則可以排除常染色體患病的可能性，則可以推斷出這種疾病為X隱形遺傳，1號個(gè)體、2號個(gè)體的基因型分別為、，4號個(gè)體的基因型為：1/2，1/2，可以利用配子法計(jì)算出9號個(gè)體的配子攜帶致病基因的概率，4號個(gè)體的配子比例為：=3：1，即3、1，3號個(gè)體未攜帶致病基因，其配子為1、1Y，3號個(gè)體、4號個(gè)體生育的后代基因型為3、1、3、1。因?yàn)?號個(gè)體是女性，因此其基因型為3/4、1/4，可推斷出9號個(gè)體產(chǎn)生的配子及比例：=7：1，因此，9號個(gè)體的配子攜帶致病基因的概率為1/8。

對于第二個(gè)問題，因?yàn)?號個(gè)體攜帶了致病基因，可知11號個(gè)體的致病基因從6號個(gè)體、7號個(gè)體獲得，當(dāng)7號個(gè)體攜帶致病基因時(shí)，疾病遺傳方式為常染色體隱性遺傳，則10號個(gè)體的基因型為1/3BB、2/3Bb中的一種，運(yùn)用配子法分析可知10號個(gè)體產(chǎn)生B、b兩種配子，比例為2：1，4號個(gè)體產(chǎn)生 2B、1b，3號個(gè)體沒有致病基因，因此配子均為B配子，3號個(gè)體、4號個(gè)體生育的后代生基因型為2/3BB、1/2Bb。靈活運(yùn)用配子法可以更加直觀簡便地分析遺傳病的遺傳概率，通過觀察配子的產(chǎn)生、結(jié)合可以更加深入地理解遺傳問題，因此，在學(xué)習(xí)中要重視配子法的運(yùn)用，以提高遺傳概率問題的解答效率。

總而言之，本文探討的幾種解決生物遺傳概率問題的方法是高中生物遺傳概率學(xué)習(xí)中必須掌握的學(xué)習(xí)技巧。掌握了這些方法，可以有效提高解決遺傳概率問題的解答效率。但學(xué)習(xí)中不可以局限于這幾種方法，而是要根據(jù)不同的問題采取不同的方法，做到活學(xué)活用。