一對(duì)等位基因概率計(jì)算基本類型歸納

金云

遺傳學(xué)中的概率計(jì)算是高中生物學(xué)科高考中的一個(gè)難點(diǎn)，是高考中易拉大學(xué)生分差部分，學(xué)生對(duì)此內(nèi)容不易掌握，在高考中得分率比較低，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低。因此對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行一個(gè)歸納總結(jié)，給學(xué)生一個(gè)更加簡(jiǎn)明的學(xué)習(xí)思路，減小計(jì)算量，節(jié)約時(shí)間，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高高考得分。

1 一對(duì)等位基因的概率計(jì)算基本類型歸納

一對(duì)等位基因的概率計(jì)算的基本類型歸納為四種類型，如下：

1.1第一類：一對(duì)等位基因的六組雜交組合

這一類計(jì)算是遺傳學(xué)中概率計(jì)算最基本的計(jì)算，學(xué)生必須牢記。

1.1.1等位基因位于常染色體

1.P：AA×AA F1： AA 2.P：AA×Aa F1：AA Aa 3.P：AA×aa F1：Aa

4.P：Aa×Aa F1： AA 2Aa aa 5.P：Aa×aa F1：Aa aa 6.P：aa×aa F1：aa

1.1.2等位基因位于X染色體

1. P：XAXA×XAY F1：XAXA XAY 2. P：XAXA×XaY F1：XAXa XAY

3. P：XAXa×XAY F1：XAXA XAXa XAY XaY

4.P：XAXa×XaY F1 XAXa XaXa XAY XaY

5. P：XaXa×XAY F1： XAXa XaY 4.P：XaXa×XaY F1：XaXa XaY

1.2第二類：雜交親本中有一方或兩方有兩種或兩種以上的基因型

這一類型的計(jì)算在會(huì)考、高考中的遺傳概率計(jì)算是最常見的，計(jì)算方法如下：

子代某基因型/表現(xiàn)型概率=父本的基因型概率 ×母本的基因型概率×子代的相應(yīng)基因型/表現(xiàn)型的概率

1.3第三類：連續(xù)自交

親本從雜合子開始，一對(duì)等位基因連續(xù)自交n代，計(jì)算每一代的基因型、表現(xiàn)型的概率：

Fn：各種基因型的概率：Aa%=（1/2）n AA%=aa%=1/2-（1/2）n+1

各種表現(xiàn)型的概率：顯性性狀%=1/2-（1/2）n+1+ （1/2）n 隱性性狀%=1/2-（1/2）n+1

在連續(xù)自交的計(jì)算中，常常在每一代中淘汰隱性個(gè)體（aa）后自交，在Fn中，淘汰隱性個(gè)體（aa）后， AA%=（2n-1）/（2n+1） Aa%=2/（2n+1）。在Fn中，沒有淘汰aa前，AA%=（2n-1）/（2n+2） Aa%=2/（2n+2） aa%=1/（2n+2）。

1.4第四類：隨機(jī)交配

在一個(gè)無限大的種群中，沒有突變，沒有選擇，沒有遷移，這個(gè)種群中的個(gè)體是隨機(jī)交配的[2]，在親本中：A%=p a%=q P+q=1 則下一代中：AA﹪=p2 aa﹪=q2 Aa﹪=2pq

這種類型的概率計(jì)算，用常規(guī)方法也可以解答，但計(jì)算量大，應(yīng)用這一規(guī)律，計(jì)算量會(huì)大大降低，從而節(jié)約時(shí)間，也提高了準(zhǔn)確性。

2 一對(duì)等位基因計(jì)算在高考中的應(yīng)用和注意事項(xiàng)

大多數(shù)生物高考遺傳學(xué)中的概率計(jì)算，應(yīng)用上述四種類型都能充分解答，但在解答中有的需要做出一定的變通。下面用幾個(gè)高考題目來具體說明四種類型的應(yīng)用。

2014年全國(guó)理綜新課標(biāo)1卷第五題選擇題[1]，下圖為某種單基因常染色體隱性遺傳病系譜圖（深色代表的個(gè)體是該遺傳病患者，其余為表現(xiàn)型正常個(gè)體）。近親結(jié)婚時(shí)該遺傳病發(fā)病率較高，假定圖中第Ⅳ代的兩個(gè)個(gè)體婚配生出一個(gè)患該遺傳病子代的概率為1/48，那么，得出此概率值需要的限定條件

A.Ⅰ-2和Ⅰ-4必須是純合子

B.Ⅱ-1、Ⅲ-1和Ⅲ-4必須是純合子

C.Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅲ-2和Ⅲ-3必須是雜合子

D.Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅳ-1和Ⅳ-2必須是雜合子

此題中，用A和a表示正常和患病，則第Ⅳ代兩個(gè)體婚配生出一個(gè)患該遺傳病子代的概率為1/48，只有第Ⅳ代兩個(gè)個(gè)體的基因型為Aa和Aa時(shí)，后代才會(huì)患病，所以1/48=1/4×1/3×1/4，說明Ⅳ-1和Ⅳ-2為Aa的概率為1/3和1/4或者1/4和1/3。Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4基因型都為Aa，所以Ⅲ-3基因型為2/3Aa，當(dāng)Ⅲ-4為AA時(shí)，Ⅳ-2為1/3Aa，和題意相符。當(dāng)Ⅲ-4為Aa時(shí)， Ⅳ-2為3/5Aa，與題意不符。因而Ⅳ-1只能為1/4Aa，能滿足這個(gè)條件，也只有Ⅱ-1、 Ⅲ-1為AA。所以B正確。

2010全國(guó)理綜試卷2第四題選擇題，已知某環(huán)境條件下某種動(dòng)物的AA和Aa個(gè)體全部存活，aa個(gè)體在出生前會(huì)全部死亡，現(xiàn)該動(dòng)物的一個(gè)大群體，只有AA、Aa兩種基因型，其比例為1：2.假設(shè)每對(duì)親本只交配一次且成功受孕，均為單胎。在上述環(huán)境條件下，理論上該群體隨機(jī)交配產(chǎn)生的第一代中AA和Aa的比例是

A.1：1 B. 1：2 C. 2：1 D. 3：1

這道題目的解決應(yīng)用類型一、二解決，過程如下：隨機(jī)交配就會(huì)這樣的雜交組合：1/9（AA×AA）、4/9（AA×Aa）、4/9（Aa×Aa），下一代中AA﹪=1/9+4/9×1/2+4/9×1/4=4/9 Aa﹪=4/9×1/2+4/9×1/2=4/9 aa﹪=4/9×1/4=1/9 。所以AA和Aa比為1：1 。

這種常規(guī)計(jì)算方法組合多，計(jì)算量大、浪費(fèi)時(shí)間、學(xué)生易犯錯(cuò)的地方特別多，不容易得分。

學(xué)生常見錯(cuò)誤如下：1.4/9（AA×Aa）雜交組合書成寫2/9（AA×Aa），在隨機(jī)交配中，雙親基因不同的雜交組合出現(xiàn)的概率等于雙親單獨(dú)出現(xiàn)的概率積的兩倍。2.只寫兩種雜交組合，漏寫（AA×Aa）組合，認(rèn)為是自交。3.計(jì)算AA﹪=1/9+4/9×1/2+4/9×1/3、Aa﹪=4/9×1/2+4/9×2/3，在此過程中，AA﹪=1/9+4/9×1/2+4/9×1/3中的4/9×1/3是沒有意義的。因?yàn)锳a×Aa雜交組合占全部雜交組合的4/9，所以該雜交組合產(chǎn)生的后代（AA 2Aa aa）占全部后代的4/9，4/9包括aa個(gè)體。學(xué)生認(rèn)為aa死亡，所以AA只能占1/3，1/3是不包括aa。如果不包括aa，該雜交組合產(chǎn)生的后代（AA 2Aa ）占全部后代的概率就不再是4/9。4/9和1/3它們的研究范圍是不同的，所以4/9×1/3是沒有意義的。

應(yīng)用類型四解答如下：由AA﹪=1/3、Aa﹪=2/3，得A﹪=2/3、a﹪=1/3，根據(jù)公式：A%=p a%=q P+q=1 則下一代中：AA﹪=p2 aa﹪=q2 Aa﹪=2pq

所以下一代AA﹪=4/9、Aa﹪=4/9、aa﹪=1/9，得：AA：Aa=1：1.

綜合上述，在隨機(jī)交配中，應(yīng)用類型四的規(guī)律，計(jì)算量小、快速、準(zhǔn)確。應(yīng)用類型二解答計(jì)算量大、易錯(cuò)、費(fèi)時(shí)。在平時(shí)練習(xí)時(shí)，要讓學(xué)生養(yǎng)成一碰到隨機(jī)交配的遺傳題，就要想到用類型四解答。

在應(yīng)用類型四時(shí)，學(xué)生要特別注意一定要是隨機(jī)交配，無選擇作用、無突變、無遷移，才能應(yīng)用。只要滿足上面條件，就能應(yīng)用這一規(guī)律解決問題。

2014年安徽理綜卷第31題，水稻香味性狀與抗病性狀獨(dú)立遺傳。抗?。˙）對(duì)感病（b）為顯性。香味性狀用A和a，為選育抗病香稻新品種，進(jìn)行一系列雜交實(shí)驗(yàn)。其中，無香味感病與無香味抗病植株雜交的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖所示，則兩個(gè)親代的基因型是__________。上述雜交的子代自交，后代群體中能穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株所占比例為_________。

由圖示可得兩個(gè)親本的基因型為AaBb Aabb，讓雜交的子代自交后代群體中能穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株所占比例，即算aaBB的概率，由于在此題中涉及到兩對(duì)等位基因，分開一對(duì)一對(duì)等位基因計(jì)算，再應(yīng)用數(shù)學(xué)上的獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率等于單獨(dú)發(fā)生的概率的乘積[3]，就能算出穩(wěn)定遺傳的有香味抗病植株所占比例。這樣就拆成了Aa自交兩次后代出現(xiàn)aa概率和Bb×bb雜交后，再自交出現(xiàn)BB概率。就用類型三aa%=1/2-（1/2）n+1，就能快速算出aa%=3/8。應(yīng)用類型二：1/2Bb自交、1/2bb自交，得BB%=1/2×1/4=1/8。所以aaBB%=3/8×1/8=3/64。如果不拆分分別計(jì)算，自交組合有六組，計(jì)算量就比較大。因此，在高考有關(guān)遺傳概率計(jì)算大多拆分成一對(duì)等位基因的計(jì)算后，再進(jìn)行組合。這就顯示出一對(duì)等位基因概率計(jì)算的重要性。

以上對(duì)一對(duì)等基因的概率計(jì)算類型進(jìn)行歸納，并結(jié)合高考真題進(jìn)行應(yīng)用說明，對(duì)學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。最終能夠使學(xué)生在高考遺傳概率計(jì)算部分得分有一定提高。