1.問題
2007年廣東高考生物試題第20題:某染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%,色盲在男性中的發(fā)病率為7%,F(xiàn)有一對(duì)表現(xiàn)正常的夫婦,妻子為該常染色體遺傳病致病基因和色盲致病基因攜帶者。那么他們所生小孩同時(shí)患上述兩種遺傳病的概率是( )
A.1/88 B.1/22 C.7/2200 D.3/800
此題在常見高考復(fù)習(xí)資料中所給解答過程比較模糊(一般直接給出丈夫基因是Aa的概率為2/11),在許多網(wǎng)站(如人教網(wǎng)站人教論壇http://bbs.pep.co.cn/thread-376426-1-1.htl)的討論常見以下兩種解答過程。
2.兩種解答
解答一:根據(jù)“某染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%”,以a表示某染色體隱性遺傳病基因,可得出a的基因頻率為1/10 ,A的基因頻率為9/10;進(jìn)一步根據(jù)哈代-溫伯格定律得出Aa基因型個(gè)體的概率為1/10*9/10*2=18/100即9/50;妻子基因型確定:AaXBXb;丈夫基因型是AaXBY的概率為9/50 (某染色體隱性遺傳病不確定,色盲基因確定),所以子代患病概率為9/50*1/4*1/4=9/800。
但題中沒有此答案,多數(shù)教師將9/800近似為1/88 ,故選A。
解答二:根據(jù)“某染色體隱性遺傳病在人群中的發(fā)病率為1%”,以a表示某染色體隱性遺傳病基因,即aa概率(發(fā)病率)為1/100,則a的基因頻率為1/10、A的基因頻率為9/10,可進(jìn)一步推出AA基因型個(gè)體的概率為81/100,Aa基因型個(gè)體的概率為18/100;首先,男性有關(guān)該病形狀正常,排除了aa可能,故表現(xiàn)正常男性基因型是Aa (其中XBY確定)的概率是18/(18+81)=2/11;又由于基因型為AaXBXb和AaXBY夫妻所生小孩同時(shí)患上述兩種遺傳病的概率為1/4*1/4,所以最終概率為2/11*1/4*1/4=1/88 ,故也選A。
這是一題兩解嗎?
3.分析
就一對(duì)等位基因在不同基因頻率、不同條件下基因型Aa概率計(jì)算分析如表1。
表1:一對(duì)等位基因在不同基因頻率、不同條件下基因型Aa概率計(jì)算
基因頻率
A為1/2、a為1/2
(常見基因頻率)
A為9/10、a為1/10
(本問題中基因頻率)
以100個(gè)個(gè)體為例,不同基因型的數(shù)量
AA
25
81
Aa
50
18
aa
25
1
基因型為Aa的概率
50/(25+50+25)=1/2
18/(81+18+1)=9/50
表現(xiàn)顯性形狀基因型為Aa的概率
50/(25+50)=2/3
18/(81+18)=2/11
單從數(shù)值看9/50與2/11極為近似,二者分別乘以1/16分別為9/800和1/88,即就是上述兩種解答結(jié)果。用類比的方法分析,如果9/50≈2/11,由表1數(shù)據(jù)可以得出1/2≈2/3,這一結(jié)論會(huì)讓人難以接受。出現(xiàn)這一問題的根源是解題方法的錯(cuò)誤:在表現(xiàn)為顯性性狀條件下基因型為Aa的概率計(jì)算應(yīng)為2*1/10*9/10=18/100=9/50,就是18/(81+18+1)=9/50的方法,與A、a的基因頻率分別為1/2時(shí),已表現(xiàn)出顯性性狀,基因型為Aa的概率為50/(25+50+25)=1/2的解法同一,錯(cuò)在基本事件中包含了aa個(gè)體。
解答一雖然選對(duì)了答案,但解題方法卻是錯(cuò)誤的。這種在選擇題教學(xué)中的隱性錯(cuò)誤不可小覷。
4.知識(shí)總結(jié)與遷移
不難發(fā)現(xiàn),此題的核心在于正確計(jì)算表現(xiàn)正常個(gè)體的基因型是Aa的概率,表現(xiàn)出的知識(shí)難點(diǎn)在于對(duì)概率計(jì)算的理解。理解是生物知識(shí)水平要求的第二級(jí),知識(shí)的理解包括“把握內(nèi)在邏輯聯(lián)系”,把握新知識(shí)“與已有知識(shí)建立聯(lián)系”,理解是學(xué)科知識(shí)教學(xué)中的重要一環(huán)。
設(shè)一對(duì)等位基因中A基因頻率為,a基因頻率為n(+n=1)。在不同問題情景下概率計(jì)算的教學(xué)歸納為表2。
表2:不同問題情景下概率計(jì)算的教學(xué)流程
教學(xué)流程
問題情景
1.具體事例:
A為1/2、a為1/2
(常見基因頻率)
的相關(guān)概率計(jì)算
2.知識(shí)總結(jié):
抽象出數(shù)學(xué)模型,以公式表示
3.新情景問題解決:
A為9/10、a為1/10
(本問題中基因頻率)
的相關(guān)概率計(jì)算
1.基因型為Aa的概率
50/(25+50+25)=1/2
Aa/(AA+Aa+aa)
=2n
18/(81+18+1)
=2*9/10*1/10=9/50
2.表現(xiàn)顯性性狀、基因型為Aa的概率
50/(25+50)=2/3
Aa/(AA+Aa)
=2n/(1+n)
18/(81+18)
=(2*1/10)/(1+1/10)=2/11
3.含有隱性基因的概率
50+25/(25+50+25)=3/4
Aa+aa/(AA+Aa+aa)
=2n+n2
18+1/(81+18+1)
=2*9/10*1/10+1/102=19/100
有關(guān)概率計(jì)算的基本公式是:某事件概率=事件/基本事件。事件和基本事件的確定是計(jì)算的關(guān)鍵。
表2橫向表示概率計(jì)算橫向遷移教學(xué)流程:以一對(duì)等位基因A、a基因頻率各為1/2計(jì)算某一問題情景下概率的事例為教學(xué)起點(diǎn),以此具體事例總結(jié)出某一具體情景下概率計(jì)算公式,這樣就容易在新知識(shí)與已有知識(shí)之間建立聯(lián)系,解決問題,促進(jìn)知識(shí)橫向遷移。同時(shí),完成了從“具體—一般—具體”的思維訓(xùn)練過程。
表2縱向表示不同問題情景下的變式練習(xí)教學(xué):通過改變問題情景,總結(jié)幾種不同問題情景下的概率計(jì)算公式,豐富概率計(jì)算素材,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)縱向遷移及知識(shí)理解,提升了學(xué)生解決問題的能力。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/811466.html
相關(guān)閱讀:天津市和平區(qū)2019屆高二上學(xué)期期中質(zhì)量調(diào)查生物試題及答案