新課改高中生物《遺傳變異》部分,涉及各種類型的概率計算,與數學知識聯系密切,學生普遍感到難度較大,計算時易犯各種各樣的錯誤。筆者現把教學中積累的、學生易犯錯的幾個方面做一下總結,希望能對學生的學習起到幫助作用。
一、巧用棋盤格法
用棋盤格法求概率,是概率計算最基本的方法,用來求解子代出現的種類和概率極其方便,但大部分同學不善使用或使用不當。
例1:有一種病,在人群中發病概率為1/100,現有一對正常夫婦生有一個患病女兒和正常兒子。問該婦女離婚和另一正常男子結婚,所生子女中患該病的概率是?
解析:由題意看出,該病是常染色體隱性遺傳病,該婦女的基因型為Aa,只要知道與她二次結婚的正常男子的基因型,就可求他們后代的患病概率。那么怎樣求這一男子的基因型呢?用棋盤格法:
由題意知:aa=1/100,所以a=1/10,A=1-1/10=9/10。則AA=81/100,Aa=18/100。該男子正常要么是AA,要么是Aa,是Aa的概率為18/100÷(18/100+81/100)=18/99,是AA的概率為81/100÷(18/100+81/100)=81/99,所以:
該婦女 × 另一正常男子
Aa × AA(81/99)
Aa(18/99)
只有該男子為Aa時后代才可能患病,所生后代患病概率為1×18/99×1/4=1/22
總結:本題極易出現的錯誤解法:
錯誤一:由棋盤格推出A=9/10,a=1/10,Aa=9/100(因為Aa在棋盤格中出現了兩次,正確答案應為:9/100×2=18/100)。
錯誤二:把另一正常男子的概率計算為:AA=81/100,Aa=18/100(應為AA=81/99,Aa=18/99)。
應用:在人群中的ABO血型系統中,A型血為32/100,O型血為4/100,求AB型血和B型血在人群中的概率。
解析:由題意知,ii=4/100,可推出i=0.2,A型血為:
IAIA+2 IAi=(IA)2+2 IAi=0.32,即:
(IA)2+2×0.2IA-0.32=0,也就是(IA-0.4)(IA+0.8)=0,求得IA=0.4,那么:IB=1-IA-i=0.4。AB型血概率為IAIB=2×0.4×0.4=32/100,B型血的概率為(IB)2+2 IBi=0.16+2×0.4×0.2=32/100。
二、自交和自由交配,求后代概率
自交是指基因型相同的個體間的交配,而自由交配是指任何基因型個體之間自由交配,二者不可混淆。
例2:基因型為Aa的個體自交,所得F1代:(1)繼續自交:(2)自由交配。兩種情況下的所得F2中AA:Aa:aa為多少?
解析:(1)自交:
Aa
自交
F1 1/4AA 1/2Aa 1/4aa
自交 自交 自交
F2 1/4AA 1/2(1/4AA+1/2Aa+1/4aa) 1/4aa
AA:Aa:aa=(1/4+1/6):1/4:(1/8+1/4)=3:2:3
(2)自由交配
Aa
自交
F1 1/4AA 1/2Aa 1/4aa
自由交配
F2 AA:Aa:aa=?
此問題用棋盤格最為簡便。
F1產生的雌、雄兩種配子均為:
A=1/4+1/2×1/2=1/2,a=1/4+1/2×1/2=1/2。根據棋盤格法:
所以:AA=1/4 Aa=2×1/2×1/2=1/2 aa=1/4
所以:AA:Aa:aa=1/4:1/2:1/4=1:2:1
三、親代產生多個后代,有序和無序的比較
例3:一對夫婦基因型皆為Aa
(1)按順序生下男—男—女的概率?
(2)生下兩男一女的概率?
(3)生下兩男一女且皆為顯性性狀的概率?
解析:問題(1)已經規定了順序,即第一個為男孩,第二個為男孩,第三個為女孩,其概率為:1/2×1/2×1/2=1/8
問題(3)沒有規定順序,應有三種情況,即男—女—男,男—男—女,女—男—男,每種情況的概率都為1/2×1/2×1/2=1/8。那么生兩男一女的概率就是1/8×3=3/8。
問題(3)兩男一女的概率3/8,都為顯性性狀的概率為:3/4×3/4×3/4=27/64,那么生兩男一女且都為顯性性狀的概率是:3/8×27/64=81/512。
四、逆向思維求概率
有些題型,如果按部就班的去求解,既繁瑣又易犯錯,變換一下思維方式就會變得既準確又快捷。
例4:基因型為AABbCc和aaBbcc的兩個個體雜交,求后代中表現性不同于親本的個體出現的概率。
解析:親本雜交所生的后代中,用分支法不難看出后代的表現性為4種,不同于親本的為3種,如果要求表現性不同于親本個體的概率,需要用分枝法列出三種情況,求每種情況的概率然后相加,這種方法既繁瑣又易犯錯。反向考慮,從雙親基因型看,后代表現型如果和雙親一樣,那么只能和AABbCc的表現性相同,只要求出后代中基因型A B C 的個體出現的概率:1×3/4×1/2=3/8。用1減去與親本表現型相同的個體的概率,就是表現性不同于親本的后代出現的概率,答案為:1-3/8=5/8。
還有一類題目,根本無法正常求解,如:基因型為AaBbCcDd……(n對等位基因)的個體自交,求后代不同于親本的概率。
解析:自交后代中只要有一對基因和親本不同,就與親本不一樣,情況復雜,無法正向求解。但親本只有一種基因型,后代中和親本一樣的概率就好求了,其概率為(1/2)n。后代中基因型不同于親本的概率1-(1/2)n。
遺傳概率計算題型千變萬化,方法多種多樣,做題時一定要針對題目特點,尋求最簡便的方法,既節省了時間,又保證了計算的準確性。