高三生物计算问题

高三生物计算问题内容摘要：

棋盘法或分枝法。 这两种方法的主要依据，都是概率中的两个定理：乘法定律和加法定律，在这里借解遗传题的机会，学习一下概率的两个定理。 概率是关于事件的随机性或偶然性的定量概念，就是指某事件发生可能性的大小，可表示为：事件发生的次数、事件发生的机会数。 例如： 一个杂合子 Aa在形成配子时，等位基因 A与 a相互分离的机会是均等的，在所得到的配子中，含 A的配子和含 a的配子各占 1/2，即它们出现的概率各为 1/2。 下面先简要介绍一下这两个定理。 （ 1）加法定理：当一个事件出现时，另一个事件就会被排除，这两个事件就称为互斥事件。 多种互斥事件出现的概率就是它们各自概率的和。 例如：人的肤色正常（ A）对白化（ a）为显性，基因型为 AA或 Aa的个体，其表现型为正常人。 若一对夫妇的基因型都是 Aa，则他们孩子的基因型，则可能是 AA， Aa， aA， aa其概率都是 1/4。 然而这些基因型又都是互斥事件。 因为一个孩子的基因型是 AA就不可能同时又是其它。 因此这对夫妇生育一个正常孩子的概率就是 1/4（ AA） +1/4（ Aa） +1/4（ aA）＝ 3/4（ AA或Aa或 aA）。 （ 2）乘法定理：当一个事件的发生不影响另一事件的发生时，我们就称这两个事件为独立事件。 两个独立事件同时或相继出现的概率为它们各自概率的乘积。 例如：我们知道生男生女的概率都是 1/2。 由于无论第一胎是男是女，都不会影响第二胎的性别，因此，这就是两个独立事件。 第一胎生女孩的概率是 1/2，第二胎生女孩的概率还是 1/2，那么，两胎都生女孩的概率就是1/2 1/2=1/4。 （某对夫妇家有 5朵金花的概率是。 应该是 1/32） 让我们运用这两个定理来试着解一道遗传题。 已知：某豌豆的基因型为 Dd，让其连续自交两代，从理论上推算，全部 F2代纯合体数目占 F2代个体总数的比例是多少。 我们知道，基因型为 Dd的豌豆，可产生两种类型的配子 D和 d，它们的概率都是 1/2。 F1基因型为 DD、 Dd、 dD、 dd，其概率都是1/2 1/2 = 1/4。 F1代继续自交在 F2中： ①显性纯合体 DD自交产生的后代全为显性纯合体，概率为 1/4； ②隐性纯合体 dd自交产生的后代全为隐性纯合体，概率也为 1/4； ③ 杂合体 Dd自交后代的基因型为 DD、Dd、 dD、 dd，其中： 显性纯合体 DD的概率为 1/4 1/4 = 1/16， 隐性纯合体 dd的概率为 1/4 1/4 = 1/16， 杂合体 Dd的概率为 1/4 1/4 = 1/16， 杂合体 dD的概率为 1/4 1/4 = 1/16。 ④ 同理，杂合体 dD自交后代的基因型也为DD、 Dd、 dD、 dd，其中： 显性纯合体 DD的概率为 1/4 1/4 = 1/16， 隐性纯合体 dd的概率为 1/4 1/4 = 1/16， 杂合体 Dd的概率为 1/4 1/4 = 1/16， 杂合体 dD的概率为 1/4 1/4 = 1/16。 由于 F2代中全部纯合体都为互斥事件，因此子二代中全部纯合体的概率应为： 1/4 + 1/4 + 1/16 + 1/16 + 1/16 + 1/16 = 3/4 计算中一般依据的知识基础是： 分离规律 F2的基因型比为 1： 2： 1，表现型的比为 3： 1， 测交后代基因型的比和表现型的比均为 1： 1。 自由组合规律 F2表现型的比为 9： 3： 3： 1。 测交后代基因型的比和表现型的比均为 1： 1：1： 1。 男女性别的理论比为 1： 1，女性两条 X染色体父母各提供一条，男性的 X染色体一定由母亲提供， Y染色体一定由父亲提供。 人类单基因遗传病的类型和遗传特点： 常染色体显性遗传病如：如：多指症等。 男女患病的机会相等；几乎代代出现患者；患者的双亲至少有一方是患者。 常染色体隐性遗传如：如：白化病、先天性聋哑等。 男女患病的机会相等；不见得代代出现患者；患者的双亲不见得是患者，但一定是隐性致病基因的携带者，所以往往“无中生有”。 伴 X显性遗传如：抗维生素 D佝偻病等。 女性患者的后代大多数是患者（其中 XDXD的女性患者的后代中有全部是患者， XDXd的女性患者的后代中有一半是患者）；男性患者的女儿都是患者，而儿子不患此病；女性患者一般是男性患者的二倍；患者的双亲至少一方是患者。 伴 X隐性遗传如：红绿色盲、血友病、果蝇的白眼等。 男性患者多于女性患者；男性患者的隐性致病基因通过女儿传给外孙的一半（交叉遗传，他的女儿肯定的携带者）。 伴 Y遗传（限雄遗传）如：外耳道多毛症、刺猬皮病等。 患者只在男性中出现。 掌握上述 5种单基因遗传病的遗传特点的目的是应用，会根据家族遗传病系谱图作出是哪种遗传病的判断。 理解自然科学的主要概念、原理和规律是掌握自然科学的基础，是形成科学思维的正确途径。 例 “控制人口数量， 提高人口质量”是我国的 一项基本国策。 下图是 一个家族的遗传系谱图， 其中 5和 7患有先天性耳聋， （由隐性基因为ａ控制）。 （ 1）据此系谱图可知致病基因位于 ______染色体上，该病属于 ________性遗传病。 常染色体 隐性遗传 （ 2）第三代 8的基因型是 ____________。 AA或 Aa （ 3）依据我国婚姻法，禁止 8与 9结婚的主要依据是他们的亲缘关系在 _________________的范围内，属于近亲。 其后代遗传病的发病率高的主要原因是他们可能从共同的祖先那里 继__________________。 （ 3）依据我国婚姻法，禁止 8与 9结婚的主要依据是他们的亲缘关系在 三代以内的旁系血亲的范围内，属于近亲。 其后代遗传病的发病率高的主要原因是他们可能从共同的祖先那里 继承相同的致病基因。 （ 4）若 8与 9非法结婚，其子女患此病的几率是 ___________。 他们生了一个耳聋的儿子以后，考虑到今后生活上的困难，想申请生育第二胎。 是否批准他们的申请，其主要理由______________________________________。 例题中 8和 9若都是纯合子或 有一个是纯合子，后代就不会有 先天性耳聋的患者；若二者均是 杂合子，其子女患此病的几率是 1/4，其中 8有一个姐妹是患者， 她的父母均是杂合子，而她表现 型为正常，基因型可以是 AA（纯 合子）或 Aa（杂合子），为 Aa的概率是 2/3，在此千万不要误认 为是 2/4，这是常犯的错误 ,因为她表现型正常，不可能是 aa，除 掉 aa这 1/4以后，她在 AA和 Aa中占 2/3； 9的母亲是患者 ,他百分之 百是杂合子， 8和 9均是杂合子的概率是 2/3 1＝ 2/3。 所以其子女 患此病的几率是 2/3 1/4＝ 1/6。 （ 4）若 8与 9非法结婚，其子女患此病的几率是 1/6（ 2/3 1/4）。 他们生了一个耳聋的儿子以后，考虑到今后生活上的困难，想申请生育第二胎。 是否批准他们的申请，其主要理由 不能，因为他们的子女中先天性耳聋的发病率大大高于一般非近亲婚配的夫妇，不利于我国人口的优生。 如果（ 4）换一个问法，他们想生一个正常女儿的概率是多少。 除了考虑 8和 9均是杂合子的概率是 2/3 1＝ 2/3以外，还要想到他们是都是AA或一方是 AA另一方是 Aa的情况，因为此时他们的子女也是正常，计算起来很麻烦， 不如用 1－ 2/3 1/4＝ 5/6的计算方法更简单，知道了子女中正常者的概率是 5/6，因为又要求是女儿，得再乘 1/2。 为 5/6 1/2＝ 5/12。 解题方法小结：本题主要考查对概念和规律的表达形式（包括文字表达和数学表达），定性描述、解释自然科学的现象和规律，本题属于中等难度偏上的试题。 在解此题时要具体问题具体分析，综合运用以下方法。 ①认真审题读图，弄清题意和图解的含义。 注意题目是否已经限定为某种遗传病、对基因符号的规定和其它附加说明。 ②确定显隐性关系 ③判断属于常染色体遗传，还是伴性遗传 ④写出各表现型的基因型：先写出隐性性状的基因型，肯定都是纯合子；显性性状必然至少带有一个显性基因，再通过上下代关系写出另一个基因。 ⑤相关概率的计算。 例 某水稻的基因型为 Aa，自交两代，从理论上推算， F2代中的纯合体占总数的 A． 25％ B． 45％ C． 75％ D． 85％ 答案是 C 解析：本题考核学生对分离规律和自交概念的理解。 在 F1中 1/4 AA＋ 2/4 Aa＋ 1/4 aa 在 F2中 1/4AA＋ 2/4（ 1/4AA＋ 2/4Aa＋ 1/4aa）＋1/4aa ＝ 1/4 AA＋ 2/16 AA＋ 4/16 Aa＋ 2/16 aa＋ 1/4 aa ＝ 6/16 AA＋ 4/16 Aa＋ 6/16 aa F2代中的纯合体（包括 AA和 aa）占总数的 6/16＋6/16 ＝ 12/16＝ 3/4(也就是 75％ )。 • 例 在植物杂交育种过程中，最后需要的必需是纯种，往往采用杂种 F1连续多代自交的方法，这种方法能否得到全部是纯种的种子。 这在生产上有什么价值。 • 解析：杂种 F1代连续多代自交的代数越多，越接近全部是纯种，而不可能全是纯种。 但生产上如果得到的种子，杂种比例非常小，小到不影响生产的使用时，就可以当成纯种使用。 例如， Dd连续杂交： • F2代中 1/4DD＋ 2/4Dd＋ 1/4dd纯种占 1/2（包括 DD和dd）； • F3代中 1/4DD＋ 2/4（ 1/4DD＋ 2/4Dd＋ 1/4dd）＋1/4dd＝ 1/4DD＋ 1/8DD＋ 1/4Dd＋ 1/8dd＋ 1/4dd＝3/8DD+1/4Dd＋ 3/8dd， 纯种占 3/4； • F4代中 3/4是纯种，而那 1/4Dd自交后代中 1/4（ 1/4DD＋ 2/4Dd＋ 1/4dd）＝ 1/16DD＋ 1/8Dd＋ 1/16dd， 纯种占 1/8， 1/8＋ 3/4＝ 7/8； • F5代中 7/8是纯种，而那 1/8Dd自交后代中 1/8（ 1/4DD＋ 2/4Dd＋ 1/4dd）＝ 1/32DD＋1/16Dd＋ 1/32dd， 纯种占 1/16， 1/16＋ 7/8＝15/16； • 同理：连续自交到 F6为 31/3 F7为 63/64。 • 可见杂种所占比例在 F7中，已经微乎其微了，在生产上完全可以当成纯种使用。 例 下图为某家族遗传系谱图，该家族患有苯丙酮尿症和血友病两种遗传病。 图中 □表示正常男性， 〇表示正常女性， 表示女性苯丙酮 尿症患者， ■表示男性血友病 患者。 设苯丙酮尿症的致病基因为 a，血友病的致病基因为 h， （ 1）苯丙酮尿症的致病基因位于 ___染色体上。 （ 2）写出下列个体可能的基因型： 第 3代的 7 __________。 第 3代的 9 __________。