高中生物遗传概率问题学习技巧

江苏省和桥高级中学 钱敏峰

生物遗传概率的相关知识是高中阶段生物课程的重点、难点。有不少高中生学到最后都不能真正理解和掌握生物遗传概率的知识点，其原因在于生物遗传概率知识抽象性很强，而且涉及到很多难度较大的计算，学生经常会出现各种计算错误。要想真正地理解生物遗传概率知识，能够正确进行遗传概率计算，就必须掌握有效的学习技巧，从而有效提高自己的生物遗传概率计算能力，真正理解和掌握生物遗传概率知识。

一、活用棋盘格算法计算生物遗传概率

作为一种非常实用的概率计算方法，棋盘格计算方法可以简化生物遗传概率的计算过程，提高生物遗传概率计算效率。然而有不少学生不能灵活运用棋盘格计算方法，针对这个问题，本文结合具体的高中生物遗传概率题目介绍棋盘格计算方法的运用技巧。

例1：疾病X的发病几率为4%，如果一个家庭父母没有患病，女儿也没有患病，儿子患病，请问，假如父母离婚，分别重组家庭，母亲和另外一名健康男性生育的子女患上疾病X的几率有多大？

解析：根据问题中的父母未患病，儿子患病的信息可以推断出疾病X为阴性遗传，我们使用a代表控制患病基因，A代表等位基因，根据儿子患病可以推断出，母亲的基因为Aa，现在需要计算出母亲再婚和另外一位健康男性生育的子女患疾病X的概率，这必须知道这位健康男性的基因型，这就可以运用棋盘格的方法计算进行求解，如图1所示

图1

根据上图中的棋盘格和疾病X的发病率可知人群中基因型为 aa的概率是4%，a在男女配子中的占比为2/10，A为1-（2/10）=8/10，因此，基因型AA的占比为（8/10）×（8/10）=64%，则这名健康的男性基因型为AA或Aa。然后针对这两种可能进行验证，如果这名健康的男性基因型为AA，那么其子女患疾病X的概率为0，如果这名健康男性的基因为Aa，则可以通过计算16%÷（16%+64%）=20%，其子女患病的概率计算公式为：aa=16%÷（16%+64%）×25%=1/20，可见，母亲再婚和另一名健康男性生育的子女患疾病X的概率为1/20。上述题目运用棋盘格将各种可能的情况都列了出来，可以帮助学生更加直观全面地分析问题，正确理解题目含义，准确把握题目信息。因此，应该熟练掌握棋盘格法，正确运用棋盘格法找到正确的解题思路。

二、活用家族系谱图计算生物遗传概率

结合家族系谱图进行逐层分析，最终获得答案。假如家族系谱图中的疾病患者为存在血缘关系的男性，其血缘关系肯定是父子或爷孙，但女性全部正常，由此可推断为Y连锁遗传病（YL）。如家族系谱图中疾病患者为父亲或母亲，同时为持续遗传，但是父母如果正常，子女也同样正常，则可以推断该疾病为显性遗传病。如果父母没有患病，子女存在患病的情况则可以推断为隐性遗传病。第三步，加入家族系谱图中的女性患病概率高于男性，同时患病的男性其女儿都患病，儿子没有患病；患病女性的子女可能都患病，也可能都正常，可以推断出该疾病为X连锁显性遗传病（XD）。假如家族系谱图中的男女患病几率相等，即致病基因的遗传与性别无关，则可以确定为常染色体显性遗传病（AD）。假如家族系谱图中男性患病的概率远高于男性，且存在交叉遗传的情况，则可以推断该疾病为X连锁隐性遗传病（xR）。针对比较典型的家族系谱图都可以采用上述方法来进行推断分析，获得答案。然而对于一些比较特殊的，不完整的家族系谱图则不适用，分析得到结果往往不准确。因此，在解析这类家族遗传概率问题时需要考虑其他的特殊情况，如延迟显性、基因突变等。

三、活用自由组合定律计算高中生物遗传概率

首先，在高中生物遗传概率学习中常常会遇到这类问题：题目中要求计算表现型概率，针对这类问题可以采用以下思路进行解析，如杂合子Aa自交后出现杂合体的概率问题，针对这类问题要先明确杂合体症状是显性还是隐性，假如为显性，则其后代基因可能是AA、Aa、aa中的一种，AA、Aa显性占比为1：2，可以推断出后代的杂合体概率为2/3。如果后代为隐性表现，即为未知表现型，则杂合子Aa自交可能得到AA、Aa、aa中的一种，其比例为1∶2∶1，则杂合子概率为1/2。

其次，根据基因的自由组合定律可推断子代、亲代的基因型，推断的方法主要包括正向推断和反向推断两类。在实际问题的解答过程中可以利用隐性纯合子进行分析，观察后代的基因表现，从而推断得到母代、子代的基因型。除了这样的解题思路还可利用分离比例解题，例如，当子代性状比为1∶3时可以推断出近代均为杂合子，且显性性状占比较大；当后代性状分离比例为1∶1时，则只有一方为杂合子，另一方为隐性纯合子；后代均为显性性状情况时，可以推断出至少有一方为纯合子，亲代基因均为隐性纯合子或显性纯合子；或者一方为隐性，一方为显性纯合子。

最后，结合伴性遗传可以得到两种基本的解题思路。第一种：具有相同性状的亲代杂交，如子代、亲代形状相同，则可以推断出父代为显性性状、母代为纯合子，假如子代性状分离则可以推断出母代为杂合子，父代则很大的概率是显性性状，也存在较小的可能为隐性性状。第二种：性状不同的亲代杂交，假如后代的雌性个体、雄性个体别特征很明显且表现单一，可以推断出母体为隐性纯合子，假如雌性个体、雄性个体的表现型不同，而且比例为1∶1，则可以推断出母体为显性杂合子，父代为隐性。

例：基因型 AaBbCc、AABbCc的植物杂交，A，B，C 及等位基因符合基因自由组合规律，则基因型为AABBCC的个体占比是多少？

解析：这个问题是典型涉及多组基因的问题，根据基因自由组合、分离定律，每一组的等位基因能分别遗传，假如用配子法也能解决问题，但步骤比较复杂，如果用分解组合的方法可以将AaBbCc、AABbCc先拆分为三个一组的基因进行杂交，求解各组基因的基因型以及占比，由于各组基因为自由组合，因此出现的基因相互独立的，运用概率乘法定理可以计算AABBCC的个体占比。这个题目涉及到等位基因遗传，可以用配子法解答，但步骤繁琐，因此，在实际解决问题时要根据题型采用相应的方法，使计算更简便，大大简化问题的解答过程。

四、活用配子法计算高中生物遗传概率

配子法的基本思路是以个体的基因型及其占比为核心，同时明确个体产生的配子类型和各种类型的配子的占比，最后结合雌雄配子，得到后代各个基因型的占比。

例：与某一个遗传病相关的家族系谱图如下图说是，B、b表示基因，其中一个是控制基因，另一个是等位基因，请根据图解答下列问题。

（1）如果3号、7号个体都没有携带致病基因，那么这种疾病的遗传方式是 什么？4号个体的4基因型可能是？9号个体的配子携带致病基因的概率是多少？

（2）如果3号个体没有携带致病基因，7号个体携带致病基因，则这种疾病的的遗传方 式是什么？

图2

解析：针对第一个问题中给出的条件7号个体不携带致病基因可以推断出11个体患病的原因是因6号个体携带致病基因，结合1号个体、2号个体生育的5号个体患病可以推断出这种疾病的遗传方式为隐性遗传，然后再来分析其是否是常染色体遗传。根据家族系谱图可以看到6号个体、7号个体生育的11号个体患病，而7号个体没有携带致病基因，则可以排除常染色体患病的可能性，则可以推断出这种疾病为X隐形遗传，1号个体、2号个体的基因型分别为、，4号个体的基因型为：1/2，1/2，可以利用配子法计算出9号个体的配子携带致病基因的概率，4号个体的配子比例为：=3：1，即3、1，3号个体未携带致病基因，其配子为1、1Y，3号个体、4号个体生育的后代基因型为3、1、3、1。因为9号个体是女性，因此其基因型为3/4、1/4，可推断出9号个体产生的配子及比例：=7：1，因此，9号个体的配子携带致病基因的概率为1/8。

对于第二个问题，因为7号个体携带了致病基因，可知11号个体的致病基因从6号个体、7号个体获得，当7号个体携带致病基因时，疾病遗传方式为常染色体隐性遗传，则10号个体的基因型为1/3BB、2/3Bb中的一种，运用配子法分析可知10号个体产生B、b两种配子，比例为2：1，4号个体产生 2B、1b，3号个体没有致病基因，因此配子均为B配子，3号个体、4号个体生育的后代生基因型为2/3BB、1/2Bb。灵活运用配子法可以更加直观简便地分析遗传病的遗传概率，通过观察配子的产生、结合可以更加深入地理解遗传问题，因此，在学习中要重视配子法的运用，以提高遗传概率问题的解答效率。

总而言之，本文探讨的几种解决生物遗传概率问题的方法是高中生物遗传概率学习中必须掌握的学习技巧。掌握了这些方法，可以有效提高解决遗传概率问题的解答效率。但学习中不可以局限于这几种方法，而是要根据不同的问题采取不同的方法，做到活学活用。