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基因分离定律的拓展和应用

基因分离定律的拓展和应用

摘要:在孟德尔的基因分离定律内容中,就教材的基本知识而言,学生学习不存在多大的困难,但是却会出现学生遇到题目就不会做的情况。究其缘由在于:一是学生在数学学习中还没有学习概率,对基因分离规律中的概率不会计算;二是学生没有掌握知识和题型规律,对变形知识题型无从下手。

关键词:基因分离定律;拓展与运用;解题能力;题目变形

一、 问题的提出

孟德尔的基因分离定律内容,就教材的基本知识学生学习不存在多大的困难;但是,学生遇到题目就不会做。

原因在于,一是学生在数学学习中还没有学习概率,对基因分离规律中的概率不会计算;二是学生没有掌握知识和题型规律,对变形知识题型无从下手。

二、 问题解决的策略

(一) 加强概率计算知识的教学

计算事件的概率一般有两种情况,一种是预期概率,即对将要发生的事件出现的可能性的推算;另一种是已经发生了的事件中隐含事件的概率。

1. 预测将要发生的事件的概率。这是可能会发生,而还未发生的事件,计算其概率时各种可能都要计算到。

【例1】一对正常的夫妇,生了一个患白化病的孩子,再生一个孩子是白化病致病基因携带者的概率是多少?

2. 已经发生了的事件中包含多种隐含事件。这种已经发生了的事件中隐含事件的概率,是已经发生了的事件概率中的可能概率,而不是全部可能事件的概率。

【例2】一对正常的夫妇,生了一个患白化病的孩子,現在又生了一个正常孩子,这个孩子是白化病致病基因携带者的概率是多少?

(二) 研究共性形成规律,利于学生理解和掌握

通过例题分析,总结出2/3规律,即正常个体中携带者的概率的计算,Aa=Aa/(AA+Aa)。

原始知识例题,一对正常的夫妇,生了一个患白化病的孩子,再生一个孩子是白化病致病基因携带者的概率是多少?

解析:这是预测将要发生的事件的概率。一对正常的夫妇,生了一个患白化病的孩子,说明这对夫妇都是携带者,其基因型都是Aa。遗传规律为:Aa×Aa→1/4AA、1/2Aa、1/4aa,所以,他们再生一个孩子是白化病致病基因携带者的概率是1/2。

基础变形例题,一对正常的夫妇,生了一个患白化病的孩子,现在又生了一个正常孩子,这个孩子是白化病致病基因携带者的概率是多少?

解析:这是已经发生了的事件中隐含事件的概率。这对夫妇生了一个白化病孩子,说明双方都是白化病致病基因的携带者,其基因型都是Aa。现在又生了一个正常的孩子是已经发生了的事件,其基因型只可能是AA和Aa,不可能是aa。在计算该孩子是携带者的概率时,不能将aa的概率带进来,如例1的表中的1/4aa要剔除。所以,这个孩子是白化病致病基因携带者的概率方式为:Aa=Aa/(AA+Aa)=(1/2)/(1/2+1/4)=2/3。

变形例题,在寻找人类的缺陷基因时,常常需要得到有患病史的某些近亲结婚系的系谱进行相应基因定位。科学家在一个海岛的居民中,找到了引起蓝色盲的基因。该岛每5人中就有1人是蓝色盲基因携带者。下图为该岛某家庭蓝色盲遗传系谱图,请分析回答下列问题:(相关的基因用A、a表示)

(1)该遗传病的遗传方式为。

(2)个体4的基因型是,个体10的基因型是。

(3)若个体13的母亲是蓝色盲,则他与个体12生一个色觉正常男孩的概率是。

解析:(1)个体3和个体4都正常,但他们却有一个患此病女儿,说明该病是常染色体隐性遗传病。(2)个体4表现正常,其女儿是患者,则他基因型是Aa。个体10自身正常,其父母正常,姐妹一个是患者,所以,他的基因型是AA或Aa。(3)个体13的母亲是蓝色盲,则他的基因型为Aa。个体12色觉正常,其基因型和概率分别为AA=1/3、Aa=2/3。他们生正常孩子的概率为:1-2/3×1/4=5/6,其中正常男孩的概率为5/12。

难度变形例题,(2007,广东卷20题变式题)某种常染色体上的隐性遗传病在人群中的病率为1%。有1对夫妇均正常,其中女子是隐性遗传病致病基因的携带者,请问,这对夫妇的子女患遗传病的可能性有多大?

A. 1/88B. 1/22C. 7/2200D. 3/800

解析:(1)依题意,女子的基因型可以确定为:Aa。

男子的基因型有两种可能:AA,或Aa。

(2)关键的问题是要计算出男子是携带者(Aa)的概率。

现在夫妇双方都表现正常,所以,一定要排除病人,求正常人群中杂合子的概率,即统计的总体是正常人,而不是所有人,应该剔除aa的概率。一般人群中发病率为1/100,设其病人基因型为aa,则a配子的频率为1/10,A配子的频率为1—1/10=9/10,由上表可知人群随机婚配时基因型AA和Aa的频率分别为:AA=(9/10)2、Aa=2×9/10×1/10。则在正常人群中Aa的概率为:(2×9/10×1/10)÷[(9/10)2+2×910×1/10]=2/11,即这对夫妇的男方基因型为Aa的概率为2/11,计算如下表。

规律运用:现在夫妇双方都表现正常,所以,一定要排除病人,求正常人群中杂合子的概率,即统计的总体是正常人,而不是所有人,应该剔除aa的概率。再求正常个体中携带者的概率为:Aa=Aa/(AA+Aa)。

(三) 加强练习提高学生的能力

通过相应练习,举一反三,使学生对基因的分离定律的计算熟练运用,提高学生的解题能力。

作者简介:

李华,湖南省岳阳市,湖南省岳阳市外国语学校。

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