高中生物遺傳概率問題學習技巧

錢敏峰

生物遺傳概率的相關知識是高中階段生物課程的重點、難點。有不少高中生學到最后都不能真正理解和掌握生物遺傳概率的知識點，其原因在于生物遺傳概率知識抽象性很強，而且涉及到很多難度較大的計算，學生經常會出現各種計算錯誤。要想真正地理解生物遺傳概率知識，能夠正確進行遺傳概率計算，就必須掌握有效的學習技巧，從而有效提高自己的生物遺傳概率計算能力，真正理解和掌握生物遺傳概率知識。

一、活用棋盤格算法計算生物遺傳概率

作為一種非常實用的概率計算方法，棋盤格計算方法可以簡化生物遺傳概率的計算過程，提高生物遺傳概率計算效率。然而有不少學生不能靈活運用棋盤格計算方法，針對這個問題，本文結合具體的高中生物遺傳概率題目介紹棋盤格計算方法的運用技巧。

例 1：疾病X的發病幾率為4%，如果一個家庭父母沒有患病，女兒也沒有患病，兒子患病，請問，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：根據問題中的父母未患病，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，根據兒子患病可以推斷出，母親的基因為 Aa，現在需要計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，這就可以運用棋盤格的方法計算進行求解，如圖 1 所示

根據上圖中的棋盤格和疾病X的發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。然后針對這兩種可能進行驗證，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為Aa，則可以通過計算16%÷（16%+64%）= 20%，其子女患病的概率計算公式為：aa=16%÷（16%+64%）×25%=1/20，可見，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。上述題目運用棋盤格將各種可能的情況都列了出來，可以幫助學生更加直觀全面地分析問題，正確理解題目含義，準確把握題目信息。因此，應該熟練掌握棋盤格法，正確運用棋盤格法找到正確的解題思路。

二、活用家族系譜圖計算生物遺傳概率

結合家族系譜圖進行逐層分析，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系的男性，其血緣關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，同時為持續遺傳，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，同時患病的男性其女兒都患病，兒子沒有患病;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 連鎖顯性遺傳病（XD）。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關，則可以確定為常染色體顯性遺傳病（AD）。假如家族系譜圖中男性患病的概率遠高于男性，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）。針對比較典型的家族系譜圖都可以采用上述方法來進行推斷分析，獲得答案。然而對于一些比較特殊的，不完整的家族系譜圖則不適用，分析得到結果往往不準確。因此， 在解析這類家族遺傳概率問題時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算高中生物遺傳概率

首先，在高中生物遺傳概率學習中常常會遇到這類問題：題目中要求計算表現型概率，針對這類問題可以采用以下思路進行解析，如雜合子 Aa 自交后出現雜合體的概率問題，針對這類問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，即為未知表現型，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。在實際問題的解答過程中可以利用隱性純合子進行分析，觀察后代的基因表現，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，當子代性狀比為1∶3 時可以推斷出近代均為雜合子，且顯性性狀占比較大;當后代性狀分離比例為1∶1 時，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，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，假如后代的雌性個體、雄性個體別特征很明顯且表現單一，可以推斷出母體為隱性純合子，假如雌性個體、雄性個體的表現型不同，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律，則基因型為AABBCC的個體占比是多少？

解析：這個問題是典型涉及多組基因的問題，根據基因自由組合、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題，但步驟比較復雜，如果用分解組合的方法可以將AaBbCc、AABbCc先拆分為三個一組的基因進行雜交，求解各組基因的基因型以及占比，由于各組基因為自由組合，因此出現的基因相互獨立的，運用概率乘法定理可以計算AABBCC的個體占比。這個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，在實際解決問題時要根據題型采用相應的方法，使計算更簡便，大大簡化問題的解答過程。

四、活用配子法計算高中生物遺傳概率

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

例：與某一個遺傳病相關的家族系譜圖如下圖說是，B、b表示基因，其中一個是控制基因，另一個是等位基因，請根據圖解答下列問題。

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

（2）如果3號個體沒有攜帶致病基因，7號個體攜帶致病基因，則這種疾病的的遺傳方 式是什么？

解析：針對第一個問題中給出的條件 7 號個體不攜帶致病基因可以推斷出11 個體患病的原因是因 6 號個體攜帶致病基因，結合 1 號個體、2 號個體生育的5號個體患病可以推斷出這種疾病的遺傳方式為隱性遺傳，然后再來分析其是否是常染色體遺傳。根據家族系譜圖可以看到6號個體、7號個體生育的11號個體患病，而7號個體沒有攜帶致病基因，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號個體、2 號個體的基因型分別為、， 4號個體的基因型為：1/ 2，1/2 ，可以利用配子法計算出9 號個體的配子攜帶致病基因的概率，4 號個體的配子比例為 ：=3：1，即 3 、1 ?， 3 號個體未攜帶致病基因，其配子為 1 、1Y， 3 號個體、4 號個體生育的后代基因型為 3、1、3、1 。因為 9 號個體是女性，因此其基 因型為 3/4 、1/4 ?，可推斷出 9 號個體產生的配子及比例：=7：1，因此，9號個體的配子攜帶致病基因的概率為 1/8。

對于第二個問題，因為7號個體攜帶了致病基因，可知 11 號個體的致病基因從 6 號個體、7 號個體獲得，當 7 號個體攜帶致病基因時，疾病遺傳方式為常染色體隱性遺傳，則10 號個體的基因型為 1/3BB 、2/3Bb中的一種，運用配子法分析可知10 號個體產生 B、b 兩種配子， 比例為 2：1，4 號個體產生 2B、1b， 3 號個體沒有致病基因，因此配子均為 B 配子，3號個體、4號個體生育的后代生基因型為 2/3BB、1/2Bb。靈活運用配子法可以更加直觀簡便地分析遺傳病的遺傳概率，通過觀察配子的產生、結合可以更加深入地理解遺傳問題，因此，在學習中要重視配子法的運用，以提高遺傳概率問題的解答效率 。

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

編輯/李夢迪