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在生物学习中,遗传是重点和难点内容。通过分析近几年的高考试题,发现遗传内容必考,由此看出遗传知识的重要性。特别是有关遗传概率的计算是同学们的薄弱环节,为了便于大家学习这方面的知识,现总结如下:
一、 概率计算的基本方法
例1 一对表现型正常的夫妇,生了一个患白化病的孩子。如果他们再生一个孩子,表现正常的概率是多少?患白化病的概率是多少?(假设这对等位基因为A、a)
分析 正常双亲生一个患病的孩子,说明双亲都是杂合子,其基因型为Aa,因此正常孩子的基因型为AA或Aa,患病孩子的基因型是aa。
解 方法一:用分离比直接推出。
由此可推出表现正常的概率是3/4,白化病的概率是1/4。
用分离比直接计算时,可参考以下思路:
正常后代的概率=1-患病后代的概率。
方法二:用配子的概率计算。
亲本为Aa,因此,A、a配子的概率都是1/2。
后代aa的概率=a(♀概率)×a(♂概率)=1/2×1/2=1/4。
后代AA的概率=A(♀概率)×A(♂概率)=1/2×1/2=1/4。
后代Aa的概率=A(♀概率)×a(♂概率)+a(♀概率)×A(♂概率)=1/2×1/2+1/2×1/2=1/2。
得出规律:若雌雄配子种类和数量均等,A的配子概率为P,a的配子概率为Q。那么后代AA的概率是P 2,aa的概率是Q2,Aa的概率是2PQ。
二、 有关连续自交的后代的概率的计算
例2 杂合子Aa连续自交3代,问:后代AA、Aa、aa的概率各是多少?
解析 由于每一代都分离出1/2Aa,由此可推知:3代后Aa=(1/2)3=1/8,纯合子=1-1/8=7/8,由于分离出的AA=aa,则AA=aa=7/16。
例3 杂合子Aa连续自交3代,每代淘汰aa,则后代AA、Aa的概率各是多少?
解析 第一代分离出1AA、2Aa、1aa,但aa淘汰掉,只剩下AA和Aa,看它们的比例就要把AA和Aa当成一个整体,所以为1/3AA、2/3Aa。第二代同样,把2/3Aa分离出的1/4aa淘汰掉,再把AA和Aa当成一个整体。由此可得:AA=7/9,aa=2/9。
得出规律:Aa=2/(2n+1),AA=1-2/(2n+1)。
三、 有关人类遗传病的计算
1.常染色体遗传
例4 一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚,他们生了一个白化病(aa)且手指正常的孩子(两种病都与性别无关)。求:
(1)其再生一个孩子只出现并指的可能性是________。
(2)只患白化病的可能性是________。
(3)生一个既白化又并指的男孩的概率是________。
(4)后代只患一种病的概率是________。
(5)后代中患病的可能性是________。
解析 由题意可知,男孩基因型为aabb,则夫妇的基因型分别为:AaBb、Aabb。
那么两种病分开看,孩子中并指的概率为1/2,白化病的概率是1/4。
再生一个孩子只出现并指的概率=并指概率-并指又白化的概率=1/2-1/2×1/4=3/8。
只患白化病的概率=白化概率-并指又白化的概率=1/4-1/2×1/4=1/8。
生两病皆患男孩的概率:1/2×1/4×1/2=1/16。
只患一种病=只患白化病+只患并指=3/8+1/8=1/2。
患病的可能性为:全部-正常的概率=1-1/2×3/4=5/8。
得出规律:当两种遗传病(与性别无关)之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况的概率如下表:
2.伴性遗传
例5 生物研究性学习小组的同学在进行遗传病情况调查时,发现一位男生患有两种遗传病,进一步调查后画出其家族的遗传病系谱图如右所示(设甲病的显性基因为A、隐性基因为a;乙病的显性基因为B、隐性基因为b)。请据图分析并回答问题:
(1)甲病的遗传方式属于:________。
(2)从系谱图上可以看出甲病的遗传特点是____________________;若Ⅱ7与Ⅱ8再生一个孩子是患甲病女儿的概率为________。
(3)已知Ⅱ3不是乙病基因的携带者,则乙病的类型为_____________遗传病,乙病的遗传特点是呈__________________________;Ⅲ13的基因型为_____________;若Ⅲ9与Ⅲ12结婚,生育的子女患病的概率为_____________。
分析 首先判断两种病的遗传方式。甲病从7、8生一个健康的11可以判断是常染色体的显性遗传病(有中生无是显性,后代之中看女性),其遗传特点为:代代遗传。乙病从3、4生一个有病的10可以判断是隐性遗传病(无中生有是隐性),再从3号不是乙病的携带者,说明10的致病基因只从4获得,因此为伴X隐性遗传,其遗传特点为:隔代遗传且交叉遗传,男患者多于女患者。
其次概率计算:Ⅲ9的基因型为aa1/2XBXb和aa1/2XBXB ,Ⅲ12的基因型为1/3AAXBY和2/3AaXBY。
他们生育的孩子患甲病的概率(单独看甲病):1/3×1+2/3×1/2=2/3。
他们生育的孩子患乙病的概率(单独看乙病):总的看,1/2×1/4=1/8。分性别看,男,1/2×1/2=1/4;女,0。
因此他们所生的孩子不患病的概率=(1-2/3)×(1-1/8)=7/24。
患病概率为:1-7/24=17/24。
解 (1)常染色体显性遗传 (2)家族中世代相传(连续遗传) 3/8 (3)伴X染色体隐性 隔代遗传 aaXBY 17/24
一、 概率计算的基本方法
例1 一对表现型正常的夫妇,生了一个患白化病的孩子。如果他们再生一个孩子,表现正常的概率是多少?患白化病的概率是多少?(假设这对等位基因为A、a)
分析 正常双亲生一个患病的孩子,说明双亲都是杂合子,其基因型为Aa,因此正常孩子的基因型为AA或Aa,患病孩子的基因型是aa。
解 方法一:用分离比直接推出。
由此可推出表现正常的概率是3/4,白化病的概率是1/4。
用分离比直接计算时,可参考以下思路:
正常后代的概率=1-患病后代的概率。
方法二:用配子的概率计算。
亲本为Aa,因此,A、a配子的概率都是1/2。
后代aa的概率=a(♀概率)×a(♂概率)=1/2×1/2=1/4。
后代AA的概率=A(♀概率)×A(♂概率)=1/2×1/2=1/4。
后代Aa的概率=A(♀概率)×a(♂概率)+a(♀概率)×A(♂概率)=1/2×1/2+1/2×1/2=1/2。
得出规律:若雌雄配子种类和数量均等,A的配子概率为P,a的配子概率为Q。那么后代AA的概率是P 2,aa的概率是Q2,Aa的概率是2PQ。
二、 有关连续自交的后代的概率的计算
例2 杂合子Aa连续自交3代,问:后代AA、Aa、aa的概率各是多少?
解析 由于每一代都分离出1/2Aa,由此可推知:3代后Aa=(1/2)3=1/8,纯合子=1-1/8=7/8,由于分离出的AA=aa,则AA=aa=7/16。
例3 杂合子Aa连续自交3代,每代淘汰aa,则后代AA、Aa的概率各是多少?
解析 第一代分离出1AA、2Aa、1aa,但aa淘汰掉,只剩下AA和Aa,看它们的比例就要把AA和Aa当成一个整体,所以为1/3AA、2/3Aa。第二代同样,把2/3Aa分离出的1/4aa淘汰掉,再把AA和Aa当成一个整体。由此可得:AA=7/9,aa=2/9。
得出规律:Aa=2/(2n+1),AA=1-2/(2n+1)。
三、 有关人类遗传病的计算
1.常染色体遗传
例4 一个正常的女人与一个并指(Bb)的男人结婚,他们生了一个白化病(aa)且手指正常的孩子(两种病都与性别无关)。求:
(1)其再生一个孩子只出现并指的可能性是________。
(2)只患白化病的可能性是________。
(3)生一个既白化又并指的男孩的概率是________。
(4)后代只患一种病的概率是________。
(5)后代中患病的可能性是________。
解析 由题意可知,男孩基因型为aabb,则夫妇的基因型分别为:AaBb、Aabb。
那么两种病分开看,孩子中并指的概率为1/2,白化病的概率是1/4。
再生一个孩子只出现并指的概率=并指概率-并指又白化的概率=1/2-1/2×1/4=3/8。
只患白化病的概率=白化概率-并指又白化的概率=1/4-1/2×1/4=1/8。
生两病皆患男孩的概率:1/2×1/4×1/2=1/16。
只患一种病=只患白化病+只患并指=3/8+1/8=1/2。
患病的可能性为:全部-正常的概率=1-1/2×3/4=5/8。
得出规律:当两种遗传病(与性别无关)之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况的概率如下表:
2.伴性遗传
例5 生物研究性学习小组的同学在进行遗传病情况调查时,发现一位男生患有两种遗传病,进一步调查后画出其家族的遗传病系谱图如右所示(设甲病的显性基因为A、隐性基因为a;乙病的显性基因为B、隐性基因为b)。请据图分析并回答问题:
(1)甲病的遗传方式属于:________。
(2)从系谱图上可以看出甲病的遗传特点是____________________;若Ⅱ7与Ⅱ8再生一个孩子是患甲病女儿的概率为________。
(3)已知Ⅱ3不是乙病基因的携带者,则乙病的类型为_____________遗传病,乙病的遗传特点是呈__________________________;Ⅲ13的基因型为_____________;若Ⅲ9与Ⅲ12结婚,生育的子女患病的概率为_____________。
分析 首先判断两种病的遗传方式。甲病从7、8生一个健康的11可以判断是常染色体的显性遗传病(有中生无是显性,后代之中看女性),其遗传特点为:代代遗传。乙病从3、4生一个有病的10可以判断是隐性遗传病(无中生有是隐性),再从3号不是乙病的携带者,说明10的致病基因只从4获得,因此为伴X隐性遗传,其遗传特点为:隔代遗传且交叉遗传,男患者多于女患者。
其次概率计算:Ⅲ9的基因型为aa1/2XBXb和aa1/2XBXB ,Ⅲ12的基因型为1/3AAXBY和2/3AaXBY。
他们生育的孩子患甲病的概率(单独看甲病):1/3×1+2/3×1/2=2/3。
他们生育的孩子患乙病的概率(单独看乙病):总的看,1/2×1/4=1/8。分性别看,男,1/2×1/2=1/4;女,0。
因此他们所生的孩子不患病的概率=(1-2/3)×(1-1/8)=7/24。
患病概率为:1-7/24=17/24。
解 (1)常染色体显性遗传 (2)家族中世代相传(连续遗传) 3/8 (3)伴X染色体隐性 隔代遗传 aaXBY 17/24