遗传概率问题的模型构建

程正强　李　燕

遗传学的内容是高中阶段的一个重点，也是难点.长期以来，很多学生都很难把握.面对变幻莫测的遗传问题，学生既感觉新奇、喜欢，又觉得无法准确掌握，尤其是遗传概率的计算问题.理解遗传现象的组合方式，是解决遗传概率计算问题的关键.现结合人教版第二册课本中的《性状分离比的模拟实验》，通过构建“小桶”模型来分析一例遗传概率问题——自交与随即交配的概率计算.

【例题】 玉米高茎（D）对矮茎（d）为显性，现将纯种高茎玉米和纯种矮茎玉米杂交，产生F₁，F₁自交产生F₂.

（1）将F₂中所有的矮茎除去，让高茎玉米自交，产生F₃.问F₃中高茎与矮茎玉米的比例是().

（2）将F₂中所有的矮茎除去，让高茎玉米自由相互授粉，产生F₃.问F₃中高茎与矮茎玉米的比例是().

A.3∶1B.5∶1C.8∶1D.9∶1

解析：F₂中的高茎∶矮茎=3∶1，基因型DD∶Dd∶dd=1∶2∶1.将矮茎除去后，剩余的高茎中DD∶Dd=1∶2.

自交是指同一基因型的个体授粉.F₂中的高茎自交，授粉方式只有两种：DD×DD和Dd×Dd.因此我们可以把高茎的两种基因型装入两个小桶里.见图一：

桶一中的小球代表Dd基因型，其占F₂中高茎的2/3.桶二中的小球代表DD基因型，其占F₂中高茎的1/3.桶二中的高茎自交后代中的分离比为高茎∶矮茎=3∶1，即在整个桶里所占比例分别为3/4和1/4.桶二中的高茎自交后代中全为高茎用1代表.则整个F₃高茎∶矮茎=（2/3×3/4+1/3×1）∶2/3×1/4=5∶1.

随机自由交配是指群体中的雌雄个体可以随机结合，自由交配.F₂中的高茎随机授粉，其授粉方式的可能组合就有四种：♂DD×♀DD、♂Dd×♀Dd、♂DD×♀Dd、♂Dd×♀DD.我们不难发现，这四种组合实际上保证了F₂中的高茎个体产生的各种花粉能够和F₂中的高茎个体产生的各种卵细胞随机结合，完成受精作用.我们同样可以借助“小桶”模型来分析.根据上述分析，我们可以把F₂中的高茎个体产生的各种基因型的花粉和各种基因型卵细胞放入两个小桶里.见图二：

桶一代表F₂个体形成精子，桶二代表F₂个体形成的卵细胞.由于F₂高茎中DD∶Dd=1∶2.因此形成的配子D∶d=（2+1×2）D∶（1×2）d=2∶1.桶一、桶二中随机选择配子结合的结果组合就是：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个体中高茎∶矮茎=（4/9+4/9）∶1/9=8∶1.

通过构建“小桶”模型，可以将自交和随机交配这样比较复杂的、抽象的问题直观化，便于学生进行分析理解.构建模型分析遗传现象是遗传学的教学和学习过程中的有效手段，有利于学生同化新知识.

在生物教学过程中尝试构建一些简单的模型，能够从学生已有的生活经验出发，让学生亲身经历将生物实际问题抽象成简单直观的模型，并进行分析解释，进而使学生在获得对生命现象理解的同时，在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展.

［责任编辑：罗 艳］