高中生物遗传概率的学习研究
2018-01-28吴秋霖
吴秋霖
摘 要:生物在高中学习课程当中是重要的构成部分,但是在学习的过程中,发现遗传概率计算方面学习难度较大。在学习时理解存在困难,导致在遇到实际问题时不会解答。作为学生应当了解高中生物遗传概率的主要问题和相对应的解决问题的方法,也希望本次提到的几种方式可以为其他学生学习生物遗传概率提供借鉴。
关键词:高中生物;遗传概率;学习;问题
高中生物当中关于遗传概率相关的问题,是我们学习的重难点,同时也是考试的重点内容。在遗传学内容当中,遗传概率的计算更是核心内容,对于绝大部分学生而言,这是难度比较大的问题。甚至有些学生一看到遗传图谱都从心理上害怕畏惧,一旦遇到稍微复杂的遗传概率计算问题,就无从下手。导致这一问题出现的原因主要是与遗传概率计算的相关基础内容没有掌握到位,想要解决这一问题不仅需要公共基础知识,还需要掌握一些正确的思路和方法。
一、常见易混淆问题及解决方法分析
1.减数分裂配子概率常见错误及解决方法
(1)问题。假设某雄性高等动物的基因型为AaBb,等位基因都属于独立遗传,在开展减数分裂时假设不会出现变异现象。那么该动物的1个精原细胞当中产生基因AB精子概率为?
(2)常见错误。基因型为AaBb,那么,产生的精子类型共有四种,所以产生AB精子概率为四分之一。
(3)正确解答。这个问题从本质上来看,应当是数学当中的分类技术。该动物的基因型为AaBb,其精子方式为2种,只有其中之一可以产生AB精子,题干当中指出动物1个精原细胞且在不会发生变异的情况下,精子方式两种,基因组成也是4个,那么产生AB精子概率为二分之一。另外,一种情况是产生没有AB型的精子,认为概率是0。之所以出现错误,是混淆了问题。
2.脱氧核苷酸序列和遗传信息相关问题及方法
(1)问题。在新课标人教版的教材当中,涉及一个情境:假设人类的基因组当中1号染色体的第一个基因包含了17个碱基对,是随机排列的,那么请问你和同桌脱氧核苷酸序列完全一致的概率有多大?为了让这一问题更好地理解,还给出了数学上的例子来引导,让其和抓小球的情境对比,即“在袋子当中装有7个不同颜色的小球,从袋子当中抓到红球的可能性为1/7”。
(2)答案。第一,以抓小球为例子,一次只抓一个小球,记录小球颜色后再放回去,那么抓出的小球为红色的概率为(1/7)2。延伸到这一问题上,也可以得到完全相同的可能性为(1/417)2.
第二,以抓小球为例子,第一次抓到了红球,那么第二次抓到红球的概率则是七分之一。
同桌的序列已经确定,那么序列的种类有417.所以通过分析可以发现,完全相同的概率是1/4 17.
(3)正确解答。在该基因当中的碱基对数量为17个,假设出现所有排列,任意两个人也会形成一定数量的排列组合,但是能够两两都相同的也只有417.因此和同桌序列完全相同的概率也就是1/4 17。证实第二种答案是正确的,答案一并未考虑两两相同的概率。
二、遗传概率计算中常见的方法分析
1.棋盘格方法
很多同学都不擅长采用这种方法来解决相关的遗传概率问题,但是通过对这一方法进行深入的研究和思考,发现借助于棋盘格方法能够更清晰地解决问题,使问题答案的正确率以及解题的速度都得到提升。
比如在一道例题当中,一种疾病属于常染色体疾病,人群当中此类疾病发病率为1/25,一个家庭当中,一对健康夫妇生下患病的儿子和健康的女儿,试问如果这对夫妇离婚再和正常的男女结婚,患病的概率为多少?
对题干进行分析之后,夫妇正常但儿子患病,说明属于隐性常染色体遗传,假设采用A,a来表示等位和患病基因,根据实际患病情况,可以得到妻子的基因型属于Aa,如果计算妻子和正常男子再婚生下患病孩子的概率,实际上就是计算正常男子携带患病基因的概率。可以采用棋盘法的方式来完成计算。可以得到四种基因类型,已知此类疾病患病总概率,可以计算在雄配子当中得到的概率为:a为20%,A为80%。可以发现,二婚男子的基因型也不确定,可能是Aa或者是AA。若为AA,不可能有患病孩子;若为Aa剩下患病孩子的概率為5%。
2.分解组合方法
在遗传概率计算当中这种方法应用广泛,也是解决一些多位基因遗传和复杂问题的方法。如杂交基因型不同的向日葵,分别包含两类基因型,为AABbCc和AaBbCc,可以自由组合,问在杂交后代当中基因型为AABBCC类型的概率为多少?
这就是一个多组基因的遗传概率计算问题,按照遗传定律当中的分离和自由组合定律,定位基因可以当做是分别遗传,此时如果采用配子法将会使问题更复杂化,所以采用分解组合法来进行求解,求出比例,分别计算AA型、BB型和CC型的比例,然后再采用乘法定理计算,最终得到的概率为1/32。这种方法更适合在多对等位基因当中应用,会使复杂的问题简单化。
本次主要分析了当前在高中生物遗传概率学习当中常见的问题和比较简单的方法,希望为其他同学的学习提供借鉴。
编辑 李琴芳