江蘇省和橋高級(jí)中學(xué) 錢敏峰

生物遺傳概率的相關(guān)知識(shí)是高中階段生物課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)。有不少高中生學(xué)到最后都不能真正理解和掌握生物遺傳概率的知識(shí)點(diǎn)，其原因在于生物遺傳概率知識(shí)抽象性很強(qiáng)，而且涉及到很多難度較大的計(jì)算，學(xué)生經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種計(jì)算錯(cuò)誤。要想真正地理解生物遺傳概率知識(shí)，能夠正確進(jìn)行遺傳概率計(jì)算，就必須掌握有效的學(xué)習(xí)技巧，從而有效提高自己的生物遺傳概率計(jì)算能力，真正理解和掌握生物遺傳概率知識(shí)。

一、活用棋盤格算法計(jì)算生物遺傳概率

作為一種非常實(shí)用的概率計(jì)算方法，棋盤格計(jì)算方法可以簡(jiǎn)化生物遺傳概率的計(jì)算過(guò)程，提高生物遺傳概率計(jì)算效率。然而有不少學(xué)生不能靈活運(yùn)用棋盤格計(jì)算方法，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文結(jié)合具體的高中生物遺傳概率題目介紹棋盤格計(jì)算方法的運(yùn)用技巧。

例1：疾病X的發(fā)病幾率為4%，如果一個(gè)家庭父母沒(méi)有患病，女兒也沒(méi)有患病，兒子患病，請(qǐng)問(wèn)，假如父母離婚，分別重組家庭，母親和另外一名健康男性生育的子女患上疾病X的幾率有多大？

解析：根據(jù)問(wèn)題中的父母未患病，兒子患病的信息可以推斷出疾病X為陰性遺傳，我們使用a代表控制患病基因，A代表等位基因，根據(jù)兒子患病可以推斷出，母親的基因?yàn)锳a，現(xiàn)在需要計(jì)算出母親再婚和另外一位健康男性生育的子女患疾病X的概率，這必須知道這位健康男性的基因型，這就可以運(yùn)用棋盤格的方法計(jì)算進(jìn)行求解，如圖1所示

圖1

根據(jù)上圖中的棋盤格和疾病X的發(fā)病率可知人群中基因型為 aa的概率是4%，a在男女配子中的占比為2/10，A為1-（2/10）=8/10，因此，基因型AA的占比為（8/10）×（8/10）=64%，則這名健康的男性基因型為AA或Aa。然后針對(duì)這兩種可能進(jìn)行驗(yàn)證，如果這名健康的男性基因型為AA，那么其子女患疾病X的概率為0，如果這名健康男性的基因?yàn)锳a，則可以通過(guò)計(jì)算16%÷（16%+64%）=20%，其子女患病的概率計(jì)算公式為：aa=16%÷（16%+64%）×25%=1/20，可見(jiàn)，母親再婚和另一名健康男性生育的子女患疾病X的概率為1/20。上述題目運(yùn)用棋盤格將各種可能的情況都列了出來(lái)，可以幫助學(xué)生更加直觀全面地分析問(wèn)題，正確理解題目含義，準(zhǔn)確把握題目信息。因此，應(yīng)該熟練掌握棋盤格法，正確運(yùn)用棋盤格法找到正確的解題思路。

二、活用家族系譜圖計(jì)算生物遺傳概率

結(jié)合家族系譜圖進(jìn)行逐層分析，最終獲得答案。假如家族系譜圖中的疾病患者為存在血緣關(guān)系的男性，其血緣關(guān)系肯定是父子或爺孫，但女性全部正常，由此可推斷為Y連鎖遺傳病（YL）。如家族系譜圖中疾病患者為父親或母親，同時(shí)為持續(xù)遺傳，但是父母如果正常，子女也同樣正常，則可以推斷該疾病為顯性遺傳病。如果父母沒(méi)有患病，子女存在患病的情況則可以推斷為隱性遺傳病。第三步，加入家族系譜圖中的女性患病概率高于男性，同時(shí)患病的男性其女兒都患病，兒子沒(méi)有患病；患病女性的子女可能都患病，也可能都正常，可以推斷出該疾病為X連鎖顯性遺傳?。╔D）。假如家族系譜圖中的男女患病幾率相等，即致病基因的遺傳與性別無(wú)關(guān)，則可以確定為常染色體顯性遺傳?。ˋD）。假如家族系譜圖中男性患病的概率遠(yuǎn)高于男性，且存在交叉遺傳的情況，則可以推斷該疾病為X連鎖隱性遺傳病（xR）。針對(duì)比較典型的家族系譜圖都可以采用上述方法來(lái)進(jìn)行推斷分析，獲得答案。然而對(duì)于一些比較特殊的，不完整的家族系譜圖則不適用，分析得到結(jié)果往往不準(zhǔn)確。因此，在解析這類家族遺傳概率問(wèn)題時(shí)需要考慮其他的特殊情況，如延遲顯性、基因突變等。

三、活用自由組合定律計(jì)算高中生物遺傳概率

首先，在高中生物遺傳概率學(xué)習(xí)中常常會(huì)遇到這類問(wèn)題：題目中要求計(jì)算表現(xiàn)型概率，針對(duì)這類問(wèn)題可以采用以下思路進(jìn)行解析，如雜合子Aa自交后出現(xiàn)雜合體的概率問(wèn)題，針對(duì)這類問(wèn)題要先明確雜合體癥狀是顯性還是隱性，假如為顯性，則其后代基因可能是AA、Aa、aa中的一種，AA、Aa顯性占比為1：2，可以推斷出后代的雜合體概率為2/3。如果后代為隱性表現(xiàn)，即為未知表現(xiàn)型，則雜合子Aa自交可能得到AA、Aa、aa中的一種，其比例為1∶2∶1，則雜合子概率為1/2。

其次，根據(jù)基因的自由組合定律可推斷子代、親代的基因型，推斷的方法主要包括正向推斷和反向推斷兩類。在實(shí)際問(wèn)題的解答過(guò)程中可以利用隱性純合子進(jìn)行分析，觀察后代的基因表現(xiàn)，從而推斷得到母代、子代的基因型。除了這樣的解題思路還可利用分離比例解題，例如，當(dāng)子代性狀比為1∶3時(shí)可以推斷出近代均為雜合子，且顯性性狀占比較大；當(dāng)后代性狀分離比例為1∶1時(shí)，則只有一方為雜合子，另一方為隱性純合子；后代均為顯性性狀情況時(shí)，可以推斷出至少有一方為純合子，親代基因均為隱性純合子或顯性純合子；或者一方為隱性，一方為顯性純合子。

最后，結(jié)合伴性遺傳可以得到兩種基本的解題思路。第一種：具有相同性狀的親代雜交，如子代、親代形狀相同，則可以推斷出父代為顯性性狀、母代為純合子，假如子代性狀分離則可以推斷出母代為雜合子，父代則很大的概率是顯性性狀，也存在較小的可能為隱性性狀。第二種：性狀不同的親代雜交，假如后代的雌性個(gè)體、雄性個(gè)體別特征很明顯且表現(xiàn)單一，可以推斷出母體為隱性純合子，假如雌性個(gè)體、雄性個(gè)體的表現(xiàn)型不同，而且比例為1∶1，則可以推斷出母體為顯性雜合子，父代為隱性。

例：基因型 AaBbCc、AABbCc的植物雜交，A，B，C 及等位基因符合基因自由組合規(guī)律，則基因型為AABBCC的個(gè)體占比是多少？

解析：這個(gè)問(wèn)題是典型涉及多組基因的問(wèn)題，根據(jù)基因自由組合、分離定律，每一組的等位基因能分別遺傳，假如用配子法也能解決問(wèn)題，但步驟比較復(fù)雜，如果用分解組合的方法可以將AaBbCc、AABbCc先拆分為三個(gè)一組的基因進(jìn)行雜交，求解各組基因的基因型以及占比，由于各組基因?yàn)樽杂山M合，因此出現(xiàn)的基因相互獨(dú)立的，運(yùn)用概率乘法定理可以計(jì)算AABBCC的個(gè)體占比。這個(gè)題目涉及到等位基因遺傳，可以用配子法解答，但步驟繁瑣，因此，在實(shí)際解決問(wèn)題時(shí)要根據(jù)題型采用相應(yīng)的方法，使計(jì)算更簡(jiǎn)便，大大簡(jiǎn)化問(wèn)題的解答過(guò)程。

四、活用配子法計(jì)算高中生物遺傳概率

配子法的基本思路是以個(gè)體的基因型及其占比為核心，同時(shí)明確個(gè)體產(chǎn)生的配子類型和各種類型的配子的占比，最后結(jié)合雌雄配子，得到后代各個(gè)基因型的占比。

例：與某一個(gè)遺傳病相關(guān)的家族系譜圖如下圖說(shuō)是，B、b表示基因，其中一個(gè)是控制基因，另一個(gè)是等位基因，請(qǐng)根據(jù)圖解答下列問(wèn)題。

（1）如果3號(hào)、7號(hào)個(gè)體都沒(méi)有攜帶致病基因，那么這種疾病的遺傳方式是 什么？4號(hào)個(gè)體的4基因型可能是？9號(hào)個(gè)體的配子攜帶致病基因的概率是多少？

（2）如果3號(hào)個(gè)體沒(méi)有攜帶致病基因，7號(hào)個(gè)體攜帶致病基因，則這種疾病的的遺傳方 式是什么？

圖2

解析：針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題中給出的條件7號(hào)個(gè)體不攜帶致病基因可以推斷出11個(gè)體患病的原因是因6號(hào)個(gè)體攜帶致病基因，結(jié)合1號(hào)個(gè)體、2號(hào)個(gè)體生育的5號(hào)個(gè)體患病可以推斷出這種疾病的遺傳方式為隱性遺傳，然后再來(lái)分析其是否是常染色體遺傳。根據(jù)家族系譜圖可以看到6號(hào)個(gè)體、7號(hào)個(gè)體生育的11號(hào)個(gè)體患病，而7號(hào)個(gè)體沒(méi)有攜帶致病基因，則可以排除常染色體患病的可能性，則可以推斷出這種疾病為X隱形遺傳，1號(hào)個(gè)體、2號(hào)個(gè)體的基因型分別為、，4號(hào)個(gè)體的基因型為：1/2，1/2，可以利用配子法計(jì)算出9號(hào)個(gè)體的配子攜帶致病基因的概率，4號(hào)個(gè)體的配子比例為：=3：1，即3、1，3號(hào)個(gè)體未攜帶致病基因，其配子為1、1Y，3號(hào)個(gè)體、4號(hào)個(gè)體生育的后代基因型為3、1、3、1。因?yàn)?號(hào)個(gè)體是女性，因此其基因型為3/4、1/4，可推斷出9號(hào)個(gè)體產(chǎn)生的配子及比例：=7：1，因此，9號(hào)個(gè)體的配子攜帶致病基因的概率為1/8。

對(duì)于第二個(gè)問(wèn)題，因?yàn)?號(hào)個(gè)體攜帶了致病基因，可知11號(hào)個(gè)體的致病基因從6號(hào)個(gè)體、7號(hào)個(gè)體獲得，當(dāng)7號(hào)個(gè)體攜帶致病基因時(shí)，疾病遺傳方式為常染色體隱性遺傳，則10號(hào)個(gè)體的基因型為1/3BB、2/3Bb中的一種，運(yùn)用配子法分析可知10號(hào)個(gè)體產(chǎn)生B、b兩種配子，比例為2：1，4號(hào)個(gè)體產(chǎn)生 2B、1b，3號(hào)個(gè)體沒(méi)有致病基因，因此配子均為B配子，3號(hào)個(gè)體、4號(hào)個(gè)體生育的后代生基因型為2/3BB、1/2Bb。靈活運(yùn)用配子法可以更加直觀簡(jiǎn)便地分析遺傳病的遺傳概率，通過(guò)觀察配子的產(chǎn)生、結(jié)合可以更加深入地理解遺傳問(wèn)題，因此，在學(xué)習(xí)中要重視配子法的運(yùn)用，以提高遺傳概率問(wèn)題的解答效率。

總而言之，本文探討的幾種解決生物遺傳概率問(wèn)題的方法是高中生物遺傳概率學(xué)習(xí)中必須掌握的學(xué)習(xí)技巧。掌握了這些方法，可以有效提高解決遺傳概率問(wèn)題的解答效率。但學(xué)習(xí)中不可以局限于這幾種方法，而是要根據(jù)不同的問(wèn)題采取不同的方法，做到活學(xué)活用。