生物遗传学概率计算方法(高中生物考试遗传学中概率的计算问题怎么算?)

在遗传学的学习过程中,概率问题是一个颇为棘手的问题,而在解决类似“患病男孩”与“男孩患病”的概率问题时,何时乘以1/2?何时不乘1/2?为什么?多数学生并不了解。现在我们从遗传规律人手,详细推导了“患病男孩”与“男孩患病”的这类问题的概率,并对这类问题做了适当的延伸。具体如下:
常染色体上的基因控制的性状
【例1】:肤色正常的夫妇生了一个白化女儿,他们再生一个白化男孩的概率是多少?生一个男孩白化的概率是多少?
☞ 1.1 分析
白化病为常染色体隐性遗传病,此题易知双亲均为杂合体(Aa × Aa)。这里实际涉及到两种性状:一是肤色,它由常染色体基因决定;一是性别,它由性染色体决定。由此可知夫妇双方分别为:AaXY , AaXX , 其后代性状情况如下表:

表中雌雄配子结合方式共8种,其中既符合“白化”性状,又符合“男孩”性状的只有aaXY,它占的比例为1/8,即“白化男孩”的概率为1/8;而表中男孩分别为AAXY, AaXY, AaXY , aaXY ,其中aaXY为白化,占1/4,即“男孩白化”的概率为1/4。同样的道理我们也可以求得“白化女孩”概率为1/8,“女孩白化”的概率为1/4。
此题若不考虑性别,则Aa × Aa婚配方式,其后代基因型分别为:AA,2Aa,aa,其中aa占1/4,即“白化孩子”的概率为1/4。
根据以上可知:男孩白化概率=女孩白化概率=白化孩子概率=1/4;白化男孩概率=白化女孩概率=白化孩子概率×1/2=1/4×1/2=1/8.
☞ 1.2 结论
据上述推导,可以将结论推而广之。即:常染色体上的基因控制的遗传病,男孩患病概率=女孩患病概率=患病孩子概率(结论1);患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率× l/2(结论2)。
☞ 1.3 讨论"1/2"的生物学意义(实质)是什么?
由于常染色体与人的性别无关,因此常染色体基因病在后代中也与性别无关。在减数分裂过程中,由于性染色体与常染色体自由组合,因此后代男女中发病率相同。患病孩子实际包含了男孩患病和女孩患病两种情况,其发病概率相同。
因此,发病男孩概率=发病女孩概率=患病孩子概率×1/2.由此可见,这里的“1/2”是指自然状况下男女的概率均为1/2。
☞ 1.4 延伸
以上讨论了常染色体上的一对等位基因控制的单一遗传病,那么对多对常染色体上的多对基因(不连锁)控制的多种遗传病的情况又是如何呢?根据上述讨论知:常染色体上的基因控制的性状与性别无关,而自然状况下,男女出生的可能性均为1/2,因此,多对常染色体上的多对基因(不连锁)控制的多种遗传病,其患病概率仍然符合结论1、结论2。
X染色体上的基因控制的性状
【例2】:双亲正常,生了一个色盲儿子,这对夫妇再生一个色盲男孩的概率是多大?再生一个男孩色盲的概率是多大?
☞ 2.1 分析
根据题意得双亲基因型分别为XBY, XB Xb,后代分别为XBXB,XBXb. XBY, XbY,孩子中既符合“色盲”性状,又符合“男孩”性状的只有XbY,因此色盲男孩的概率为1/4(以全部孩子为考查对象);而男孩分别为XBY,XbY,其中Xb Y为色盲,所以男孩色盲的概率为1/2(以男孩作为考查对象)。
☞ 2.2 结论
根据上述分析我们可以看出,X染色体上的基因控制的性状与人类的性别这一“性状”是“连锁”的,计算其概率问题时有以下规律:病名在前、性别在后,推测双亲基因型后可直接作图解,从全部后代中找出患病男女,即可求得患病男(女)的概率,而不需再乘1/2(结论3);若性别在前,病名在后,求概率问题时只考虑相应性别中的发病情况,根据图解可直接求得(结论4)。
☞ 2.3 延伸
以上讨论了性染色体上的单一性状,那么当个体既患常染色体遗传病,又患伴性遗传病时的概率又是如何求得呢?请看下例:
【例3】:人的正常色觉(B)对红绿色盲(b)是显性,为伴性遗传;褐眼(A)对蓝眼(a)是显性,为常染色体遗传。有一个蓝眼色觉正常的女子与个褐眼色觉正常的男子婚配,生了一个蓝眼色盲的男孩,这对夫妇生出蓝眼色盲男孩的概率是多少?
☞ 分析:根据题意可推得双亲基因型分别为AaXB Y, aaXB Xb,因此蓝眼孩子的概率为1/2,色盲男孩的概率为1/4(据结论3)。
☞ 此题易错的解法是:由于蓝眼孩子的概率为1/2,得蓝眼男孩的概率为1/2 X 1/2=1/4;又因为色盲男孩的概率为1/4,所以蓝眼色盲男孩的概率是1/4× 1/4=1/16。这样做的错误就在于:考虑常染色体遗传时忽视了伴性遗传的存在。
事实上,常染色体遗传时的性别已由伴性遗传决定,故不需再乘1/2。
☞ 其正确解法应为:因为蓝眼孩子的概率为l/2,色盲男孩的概率为1/4,故蓝眼色盲男孩的概率为1/2 × 1/4=1/8。
从这里可以看出,当多种遗传病并存时,只要有伴性遗传病,求“患病男(女)孩”概率时一律不用乘1/2(结论5)
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