高中生物遗传学问题的析错和简解

高中生物遗传学问题的析错和简解

石能江

石能江贵州省盘县华夏中学553500

在高中遗传学教学中，有些问题让教师花了大量的功夫去计算，方法极为繁琐，学生也听得云里雾里，且最后还是常常做错。

例，题目如图：

注：甲病由A和a基因控制，乙病由B和b基因控制

求：基因位于常染色体还是性染色体上？3号个体和8号个体婚配，生患甲、乙两病孩子的概率为多少？生只患甲病孩子的概率为多少？生只患乙病孩子的概率为多少？只患一病孩子的概率为多少？生正常孩子的概率为多少？

针对本问题，许多学生和教师通过5号个体和6号个体生7号个体可知基因位于常染色体上；也都知道分别计算每对等位基因控制的遗传病传递情况，然后再进行组合。但在计算中常常出如下情况：

一、易计算错误

因为先问两病兼患，所以多数学生会这样入手：

3号个体的甲遗传病基因型为Aa的概率为2/3，乙遗传病基因型为Bb的概率为2/3，产生a配子的概率为2/3×1/2=1/3，产生b配子的概率也为2/3×1/2=1/3；8号个体的甲遗传病基因型为Aa的概率为2/3，乙遗传病基因型为Bb的概率为2/3，产生a配子的概率也为2/3×1/2=1/3，产生b配子的概率也为2/3×1/2=1/3。则用棋盘法解得：

求出：生两病兼患孩子的概率为1/9×1/9=1/81，生只患甲病孩子的概率为1/9×3/9=3/81，生只患乙病孩子的概率为1/9×3/9=3/81，生正常孩子的概率为3/9×3/9=9/81，只患一病的概率为(1/9×3/9)+(1/9×3/9)=6/81。这道题这样做的话就错了!

首先，我们从上面两对等位基因遗传情况算得的结果来看，每种遗传病的后代都只有3/9+1/9=4/9，一看就很奇怪，还有5/9的后代是什么情况呢？其次，这样错的结果，就导致整个题都错了。那么错在哪里呢？原来错在忽略了3号和8号个体都存在概率为“1/3AA”和“1/3BB”的基因型可能性的情况。

二、繁琐的常规算法

常规方法也考虑到了3号和8号个都体存在概率为“1/3AA”和“1/3BB”的基因型的情况，然而，却把它们分别进行交配。

常规算法是这样计算的：

1、分别计算下列各组婚配的后代：

2/3Aa×2/3Aa、1/3AA×2/3Aa、2/3Aa×1/3AA、1/3AA×1/3AA；2/3Bb×2/3Bb、1/3BB×2/3Bb、2/3Bb×1/3BB、1/3BB×1/3BB。

2、仍然分别计算各对等位基因的遗传情况，然后再进行组合。

将以上四种情况综合统计分析，可分别得出3号个体和8号个体婚配所生子女的甲病发病情况是正常概率为8/9，患病概率1/9；乙病发病情况也是正常概率为8/9，患病概率也是1/9。于是可以得出3号个体和8号个体婚配所生子女的发病情况是：致病位于常染色体上，生两病兼患孩子的概率为1/9×1/9=1/81，生只患甲病孩子的概率为1/9×8/9=8/81，生只患乙病孩子的概率为8/9×1/9=8/81，生正常孩子的概率为8/9×8/9=64/81，只患一病的概率为1/9×8/9+8/9×1/9=16/81。

正确了，但方法极为繁琐。

三、改进

1、改进的原理

考虑到3号个体和8号个体中两对等位基因都存在AA的概率为1/3、Aa的概率为2/3、BB的概率为1/3、Bb的概率为2/3的情况，3号个体和8号个体婚配实质是1/3AA或2/3Aa与1/3AA或2/3Aa杂交结果同1/3BB或2/3Bb与1/3BB或2/3Bb杂交结果的组合，也即1/3AA或2/3Aa产生的配子与1/3AA或2/3Aa产生的配子随机结合的后代同1/3BB或2/3Bb产生的配子与1/3BB或2/3Bb产生的配子随机结合的后代组合的结果，换句话说，也就是1/3AA产生的配子或2/3Aa产生的配子与1/3AA产生的配子或2/3Aa产生的配子随机结合的后代同1/3子BB产生的配子或2/3Bb产生的配子与1/3BB产生的配子或2/3Bb产生的配子随机结合的后代组合的结果。

2、改进的解法

根据以上情况，我们分别求出每对等位基因的遗传情况：针对A、a这对等基因，3号个体将产生概率为(1/3A+2/3×1/2A)=2/3A和(2/3×1/2a)=1/3a的配子；8号个体也将产生概率为(1/3A+2/3×1/2A)=2/3A和(2/3×1/2a)=1/3a的配子。针对B、b这对等位基因，3号个体将产生概率为(1/3B+2/3×1/2B)=2/3B和(2/3×1/2b)=1/3b的配子；8号个体也将产生概率为(1/3B+2/3×1/2B)=2/3B和(2/3×1/2b)=1/3b的配子。我们用棋盘法和分枝法简单求解如下：

通过上图可以得出，3号个体和8号个体婚配所生子女的发病情况是：致病位于常染色体上，生两病兼患孩子的概率为1/9×1/9=1/81，生只患甲病孩子的概率为1/9×8/9=8/81，生只患乙病孩子的概率为8/9×1/9=8/81，生正常孩子的概率为8/9×8/9=64/81，生只患一病孩子的概率为1/9×8/9+8/9×1/9=16/81。

3、本方法的好处

如果在高二刚接触遗传定律时就进行本方法的教学，那么在以后计算遗传定律题时基本不会出错。笔者在多年的教学尝试中发现效果非常好。

四、延伸

本题只考虑了常染色体上的基因遗传情况，事实上在性染色体的基因遗传也可使用本法。

本法可简洁地归纳为以下几个步骤：

第一步：确定遗传属于常染色体还是性染色体遗传。第二步：把几对基因分开考虑。第三步：确定要考虑的个体对象的每对基因分别存在哪几种可能的基因型，且各种基因型的概率各有多大。第四步：把各对等位基因的几种可能基因型合在一起进行考虑，算出产生的各种配子的概率。第五步：利用各种配子的概率分别算出每对基因的发病结果和各种概率。第六步：把各对等位基因的发病概率进行组合即可得出结论。

注意：本法最重要的原理是把各对等位基因的几种可能基因型合在一起进行考虑，算出产生的各种配子的概率，然后再随机受精。