巧用棋盘法解决高中生物遗传学中的概率问题

•  摘要：遗传学是高中生物教学中的重点难点，其中的概率问题更在重中之重，难上加难。想突破教学中的难点，让学生对生物学中的概率问题有比较清晰的思路和具体方法，既可增强学习自信心，又有助于培养学生热爱生物学的兴趣，对教师日常的教学工作有很大的帮助。
   
  关键词：高中生物教学；遗传学；棋盘法
   
  棋盘法，指的是借助棋盘格子来解决问题，在本文中就是借助类似棋盘的表格来进行计算概率问题。
  人教版高中生物必修二《孟德尔豌豆杂交实验》两对相对性状的杂交实验中介绍孟德尔提出的理论：具有两对相对性状的纯合亲本杂交，子一代在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，同时不同对的遗传因子自由组合。这样子一代产生的雌配子和雄配子各自有四种，且这四种配子出现机会均等，即四种配子数量比为1：1：1：1。亲本进行受精作用时，雌雄配子结合机会均等且随机，所以雌雄配子有16种结合方式，而遗传因子的组合形式有9种，性状表现有四种，且四种性状比之间的数量比是9：3：3：1。
  本文就利用棋盘法，把以上的相关数据转变如下：两亲本杂交产生的F1基因型为YyRr，而根据孟德尔的假说：子一代在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，同时不同对的遗传因子自由组合进行分析得出子一代产生的配子有四种：Yy，Yr，yR，yr，且这四种配子产生机会均等，此时把雌雄个体的四种配子的数量比1：1：1：1利用棋盘模式（也称“配子棋盘）呈现如下：
   

  雌配子 雄配子	1YR	1Yr	1yR	1yr
  1YR
  1Yr
  1yR
  1yr

  在这表格中已经很清楚地显示出雌雄配子间有16种结合机会（雌配子4种✖雄配子4种=16种），即把比例1：1：1：1与16这两个数据关联起来。如何与遗传因子的9种组合形式联系起来呢？
  那就需要进行拆分整理，把配子棋盘转变成基因型棋盘，拆分理由如下：单独考虑每对性状对应的遗传因子的遗传，产生的子二代的基因型类型分别为：YY，Yy，yy；RR，Rr，rr。比例都是1：2：1。则整理成子二代的基因型棋盘呈现如下：
   

  Y/y对应的基因型   Y/y对应的基因型	1 YY	2 Yy	1 yy
  1 RR	1 YY RR	2YyRR	1yyRR
  2 Rr	2YYRr	4YyRr	2yyRr
  1 rr	1YYrr	2Yyrr	1yyrr

  在这表格中已经很清楚地显示子一代自交产生的子二代有9种基因型及在群体中出现的概率。如何解释9种基因型决定的4种表现型比例是9：3：3：1呢？此时需要转变成子二代的表现型棋盘：
   

  黄色/绿色   圆粒/皱粒	3 Y__	1 yy
  3R__	9 Y__ R__	3 yyR__
  1rr	3 Y__rr	1 yyrr

  在这表格中已经很清楚地显示子一代自交产生的子二代有4种表现型组合及对应数量比例是9：3：3：1。
  通过以上三个表格，既清楚呈现把配子、基因型、表现型三方面联系起来又直观呈现相关的比例，又有助于学生对配子、基因型、表现型概念的理解，还能加强学生对遗传题中的相关数据的整理，使复杂的概率问题简单化，提升学生对知识的迁移转化能力。
  例题1：人类的多指症由显性基因控制，而先天性聋哑由隐性基因控制，决定这两种遗传病的基因可以自由组合。一对夫妇，男性患多指、女性正常，婚后生了一个手指正常但是患先天聋哑的孩子。这对夫妇再生下的孩子为：手指正常、先天性聋哑、既多指又先天性聋哑这三种情况的可能性依次是 （       ）
   

  A．1/2、1/4、1/8	B．1/4、1/8、1/2
  C．1/8、1/2、1/4	D．1/4、1/2、1/8

  解法如下：根据题意得出这对夫妇的基因型分别为AaBb、aaBb，则可整理出后代的表现型棋盘如下：
   
   

  多指/正常   正常/聋哑	1 A__	1 aa
  3B__	3 A__ B__	3 aaB__
  1bb	1 A__bb	1 aabb

  根据以上棋盘，迅速得出问题中的这对夫妇再生下的孩子为：手指正常aa__、先天性聋哑___bb、既多指又先天性聋哑A__bb_这三种情况的可能性依次为1/2、1/4、1/8，即答案为A。
  利用棋盘法解决遗传题中的概率问题，优点是思路清晰，切入点精确，使得数据迅速由繁变简，简化问题，既可增强学生自信心，又有助于培养学生热爱生物学的兴趣，对教师日常的教学工作有很大的帮助。
   
发布日期：2020-10-02 19:25:10 浏览：