配子比例法在遺傳學(xué)概率計算中的應(yīng)用探究

李衛(wèi)松

[摘要]遺傳學(xué)教學(xué)中，概率問題是一個熱點問題，也是一個頗為棘手的問題，多數(shù)學(xué)生在解決此類問題時倍感吃力，且錯誤率較高。從學(xué)生的錯誤反饋來看，錯誤率高的原因是學(xué)生在解決此類問題時，思路不清晰，方法不當(dāng)。利用配子比例法分析解決隨機(jī)交配和遺傳系譜圖中的兩類概率計算，可解決相關(guān)問題，同時啟發(fā)學(xué)生的思維。

[關(guān)鍵詞]配子比例法隨機(jī)交配概率

[中圖分類號]G633.91[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1674-6058（2015）02-0127

運(yùn)用配子比例法分析解決遺傳學(xué)率問題時，可先分析親本可能產(chǎn)生的配子類型，然后求得各類型配子在親代產(chǎn)生的所有配子中所占的比例，再根據(jù)題目要求判斷所求后代的基因型，最后用相應(yīng)配子的比例相乘組合出所求的概率。

一、案例點析

【例1】已知某一動物種群中僅有Aa和AA兩種類型個體（aa的個體在胚胎期致死），Aa∶AA=1∶1，且該種群中雌雄個體比例為1∶1，個體間可以隨機(jī)交配，則該種群隨機(jī)交配產(chǎn)生的成活子代中能穩(wěn)定遺傳的個體所占比例是（）。

A.5/8B.3/5C.1/4D.3/4

分析：隨機(jī)交配指在有性生殖的生物中，一種性別的任何一個個體有同樣的機(jī)會和另一性別的個體交配的方式。本題雄性個體有（Aa、AA），雌性個體有（Aa、AA），隨機(jī)交配的組合有：♂Aa×♀Aa、♂Aa×♀AA、♂AA×♀Aa、♂AA×♀AA，按這樣的交配方式計算顯得很繁瑣。隨機(jī)交配的實質(zhì)就是雄配子和雌配子結(jié)合，利用配子比例法分析，本題可以轉(zhuǎn)化為求產(chǎn)生的雌雄配子的組成及比例問題，這樣就顯得很簡單。因為種群中雌雄個體比例為1∶1，且群體中Aa∶AA=1∶1，利用配子比例法分析，雌性個體產(chǎn)生的配子A為3/4，產(chǎn)生的配子a為1/4，雄性個體產(chǎn)生的配子A為3/4，產(chǎn)生的配子a為1/4。隨機(jī)交配就轉(zhuǎn)化為♂（3/4A+1/4a）×♀（3/4A+1/4a），產(chǎn)生的胚胎有9/16AA+6/16Aa+1/16aa，因aa個體在胚胎期致死，所以成活的子代修正后有3/5AA+2/5Aa，則能穩(wěn)定遺傳的個體所占比例是3/5。

拓展追問：假設(shè)aa的個體在胚胎期不致死，沒有淘汰的情況下，隨機(jī)交配n代，后代中能穩(wěn)定遺傳的個體所占的比例是多少？

分析：利用配子比例法分析，親代雌雄個體產(chǎn)生的

生物的遺傳變異、呼吸——光合作用、生命活動調(diào)節(jié)、生態(tài)系統(tǒng)是近年的高考重點內(nèi)容，上課、復(fù)習(xí)時一定要把各個相關(guān)的知識點梳理好，而且要找相應(yīng)的各年的高考真題讓學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，讓學(xué)生找到“手感”，對相關(guān)題目手到擒來，加快解題的速度。這樣，教學(xué)的有效性也就提高了。

五、加強(qiáng)生物實驗教學(xué)

生物學(xué)是一門實驗性學(xué)科，生物實驗教學(xué)作為生物教學(xué)的重要組成部分，在發(fā)展學(xué)生思維方面有其獨特的地位和作用。一方面，生物實驗以其豐富的生物對象吸引著學(xué)生的注意力，刺激著學(xué)生的感官，使學(xué)生精神振奮，思維活躍；另一方面，學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的深入細(xì)致的觀察，獲得大量的感性知識后，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行“去粗取精，去偽存真，由此及彼，由表及里”的思維加工過程，無疑可提高學(xué)生的抽象思維能力。實踐證明，圍繞這一教學(xué)目標(biāo)，在課堂教學(xué)中適時地引入生物實驗，努力改進(jìn)、增補(bǔ)演示實驗，是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要途徑和方法。生物實驗設(shè)計有萬變不離其宗的共性，即每個實驗都需要遵循一定的原則。比如對照、單一變量等原則。同時每個實驗設(shè)計也有其個性，即要求學(xué)生按照給出的條件，自己設(shè)計實驗合理科學(xué)的步驟。如，給一定濃度的KNO3和洋蔥等必要的材料、器具，設(shè)計一個質(zhì)壁分離自動復(fù)原的實驗。要求學(xué)生在獲得相應(yīng)實驗?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上科學(xué)地設(shè)計實驗步驟，以求得對實驗原理、步驟、結(jié)果嚴(yán)密的結(jié)論。這樣的復(fù)習(xí)更具有開放性，給學(xué)生的思維留下了更大的空間，讓學(xué)生順著題意發(fā)揮思維想象，進(jìn)而得出相應(yīng)的答案。這不僅符合創(chuàng)新思維的要求、學(xué)生思維活動和認(rèn)知水平，更有利于學(xué)生個性的發(fā)展。

實驗教學(xué)中，教師可有計劃、有步驟地從演示實驗、教師指導(dǎo)下的驗證性實驗過渡到學(xué)生的自主性實驗，進(jìn)一步過渡到給實驗?zāi)康?、實驗器材與材料的設(shè)計型實驗；從教師指導(dǎo)下的實驗現(xiàn)象觀察、學(xué)會分析和解釋現(xiàn)象，過渡到自己發(fā)現(xiàn)問題、分析并解決問題。在實驗中讓學(xué)生充分發(fā)展自己的個性，為學(xué)生創(chuàng)造一個展示自己獨特見解的機(jī)會，進(jìn)而為學(xué)生形成創(chuàng)新思維能力打下良好的基礎(chǔ)，也提高了生物課堂教學(xué)的有效性。

總而言之，生物知識豐富多彩，生物課堂教學(xué)并無定法，教師只有充分了解學(xué)生和教材，因地制宜、因材施教，靈活采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，才能使課堂充滿生機(jī)與活力，從而提高生物課堂教學(xué)的有效性和高效性。

（責(zé)任編輯黃春香）配子A和a比例分別為3/4、1/4，隨機(jī)交配一代得F1，F(xiàn)1會出現(xiàn)三種基因型個體，其中AA為9/16，Aa為6/16，aa為1/16，能穩(wěn)定遺傳的個體所占的比例為5/8。在沒有淘汰的情況下，分析F1代雌雄個體產(chǎn)生的配子發(fā)現(xiàn)，配子A和a的比例仍分別為3/4、1/4，由此可以總結(jié)出，不管隨機(jī)交配多少代，每一代雌雄個體產(chǎn)生的配子A比例仍為3/4，配子a的比例仍為1/4，這樣就可以推出隨機(jī)交配n代后，能穩(wěn)定遺傳的個體所占的比例始終是5/8。

【例2】下圖是患甲?。@性基因為A，隱性基因為a）和乙?。@性基因為B，隱性基因為b）兩種遺傳病的系譜圖，現(xiàn)已查明II-3不攜帶致病基因。據(jù)圖回答：

（1）甲病的致病基因位于染色體上，乙病是遺傳病。

（2）寫出Ⅱ-7號一個初級卵母細(xì)胞所產(chǎn)生卵細(xì)胞的類型。

（3）寫出下列個體的基因型：III-9，III-12。

（4）若III-9和III-12婚配，子女中只患甲或乙一種遺傳病的概率為；同時患兩種遺傳病的概率為。

分析：本文主要談概率計算，前3個小問題不再贅述。III-9的基因型為1/2aaXBXB或1/2aaXBXb，III-12的基因型為1/3AAXBY或2/3AaXBY，分析這對夫婦后代的遺傳病發(fā)病情況時，先利用配子比例法分析兩者產(chǎn)生配子的情況，然后再組合出相應(yīng)的概率。因為涉及兩對等位基因的遺傳，根據(jù)自由組合定律，秉著“先分后合”的思想，III-9產(chǎn)生的雌配子為（3/4aXB+1/4aXb），III-12產(chǎn)生的雄配子為（1/3AXB+1/6aXB+1/3AY+1/6aY）。利用棋盤法統(tǒng)計受精情況如下：

子女中只患甲或乙一種病的概率=①+③+⑤+⑧=1/4+1/4+1/12+1/24=5/8，同時患兩種遺傳病的概率=⑦=1/12。

拓展追問：III-9和III-12婚配，生一個只患甲病男孩的概率是多少？生一個男孩只患甲病的概率是多少？

分析：關(guān)于“生病男孩”和“男孩生病”的問題，學(xué)生很容易混淆，以至于計算概率時常出錯。如果涉及兩種遺傳病且其中有一種是伴X遺傳時，此類問題的錯誤率就會更高，在此很有必要提出此類問題來幫助學(xué)生釋疑。運(yùn)用配子比例法分析時，可以把相關(guān)發(fā)病概率的問題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)配子概率相乘的問題。III-9和III-12婚配，生一個只患甲病的男孩，意味著該男孩的常染色體遺傳情況是患病的，而伴X遺傳情況是正常的，分析時要注意此病男孩是眾多小孩類型中的一種，是以個體形式出現(xiàn)的。結(jié)合III-9產(chǎn)生的雌配子為（3/4aXB+1/4aXb），III-12產(chǎn)生的雄配子為（1/3AXB+1/6aXB+1/3AY+1/6aY），可知，生一個只患甲病男孩的概率就可轉(zhuǎn)化為雌配子aXB的概率與雄配子AY的概率相乘，即3/4×1/3=1/4，見上面表格③。

生一個男孩只患甲病，分析時要注意范圍僅限于男孩，需要考慮的是所生男孩中伴X的遺傳是正常的和常染色體遺傳時患病的情況。在這種情形下，利用配子比例法分析時，只需考慮III-12產(chǎn)生含Y染色體的配子組成情況，即雄配子（2/3AY+1/3aY），而III-9產(chǎn)生的雌配子為（3/4aXB+1/4aXb）。生一個男孩只患甲病的概率轉(zhuǎn)化為雄配子AY的概率和雌配子aXB的概率相乘即2/3×3/4=1/2。

二、教學(xué)感悟

學(xué)生的思維能力是學(xué)生認(rèn)知能力的核心，評講此類問題時要以培養(yǎng)和提高學(xué)生思維能力為目標(biāo)。評講時切忌就題論題，不僅要幫助學(xué)生答疑解惑、糾誤評錯、掌握知識，更重要的是要指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律、探索解題方法，培養(yǎng)和提高學(xué)生自己解題的能力。評講時，要評議結(jié)合，教師要少講，多鼓勵學(xué)生參與討論。這樣，不僅能及時獲得學(xué)生反饋的信息和生成的問題，幫助學(xué)生矯正錯誤、深化認(rèn)識，而且調(diào)動了學(xué)生思維的積極性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]袁錦明.Aa連續(xù)自交、隨機(jī)交配及其淘隱問題例析[J].生物學(xué)通報，2009，44（3）：28-29.

[2]喬進(jìn)軍.配子傳遞幾率法——一種簡捷的遺傳概率計算法[J].生物學(xué)教學(xué)，2007，32（3）：53-54.

[3]許峰.配子法——遺傳概率計算的利器[J].學(xué)周刊，2013（6）：149.

（責(zé)任編輯黃春香）