遗传系谱图暨几率推算题的解题方略.doc

遗传系谱图暨几率推算题的解题方略一道上海高考题的解剖案例陕西省山阳中学王祥有随着教育改革的不断深入，高考改革的步子也从没有停歇过。面对高考日益激烈的竞争，如何使自己的学生立于不败之地？面对日新月异的高考试题，如何教给学生切实可行的解题方法、应对策略？面对不同的题型，如何使学生在周密的审题之后，就能胸有成竹，在最短的时间内找到解题的突破口，进而准确地解决全部的问题？这不仅是每一个教师应该思考的问题，更是应该立即行动起来动手做的事！作为一名富有经验的高中生物教师，对高考生物试题的分析研究绝对不可忽视。选择典型的高考试题，就一题一例引导学生分析解剖，在把握高考考查知识的重点难点、深度广度、思考问题的角度等基础上，重点引导学生总结本题型及其他相关题型的解题方法策略，掌握常规的解题步骤，鼓励学生各述已见，发散思维，比较选择更简捷有效的解题途径，获得具有强的操作性的解题具体方法，这样才能奠定高考制胜的基础。现就“2005年全国高考（上海卷）第39题（15分）”的解剖案例呈现给同仁，请批评指导。1、案例设计意图1.1选择遗传题案例的意图：遗传题历年来都是高考三大板块（或四大板块）的“重量级”的板块，难度大、分值高、综合性强，能力要求高，往往通过这样的题拉开本学科的分数段。遗传题包括的内容丰富，知识的广度和深度弹性很大。所以，遗传题往往也是考生最头痛的题（05年高考全国卷“花药壁细胞”一词就难倒了一大片学生）。所以专题分析高考题中的大型遗传题，不但可以“授人以渔”，教给学生解题方法，而且可以增强信心，调适心态，使学生以百倍的自信面对高考，正常发挥甚至超常发挥。1.2选择本题作遗传题解剖案例的理由：1.2.1该题是典型的遗传系谱图题对识别图谱、判断表现型、推写基因型、推算几率等基本遗传题解题方法的考查。1.2.2题中涉及两种性状的遗传考查基因的分离定律和自由组合定律，突出重点主干知识。1.2.3题中既有常染色体遗传，又有伴隐性遗传不同的遗传方式考查课本知识的灵活应用（色盲推及血友病），又隐蔽地考查了人类单基因遗传病的类型及多种多样的遗传方式的判断。1.2.4题中涉及到基因型频率，即Aa基因型在相对稳定的人群中出现的概率把单纯的遗传几率计算问题和生物进化理论联系起来，突出了该题的综合性及知识迁沿能力的考查、应变力的考查。1.2.5该题中“远离大陆、且交通不便的海岛上”设置了一个特殊的环境 小岛上的人群构成一个相对独立的种群，岛内的闭塞情况一清二楚，为遗传病的发病率高、近亲结婚的不良后果界定了严谨科学的关联条件。1.2.6题中设置了“只患甲病”、“只患乙病”、“只患一种病”、“同患二种病”的概率计算利于学生系统掌握常见的各种遗传病几率计算方法，使学生如鱼得水，满载而归。2、解剖案例:2005年全国高考上海卷生物试题(第39题):“39、（15）在一个远离大陆且交通不便的海岛上，居民中有66%为甲种遗传病（其因为A，a）致病基因携带者。岛上某家庭系谱中，除患甲病外，还患有乙种遗传病（基因为（B，b）。两种病中有一种为血友病。请据图回答问题：（1） 病为血友病，另一种遗传病的致病基因在 染色体上，为 性遗传病。（2）III-13在形成配子时，在相关的基因传递中，遵循的遗传规律是： 。（3）若III-11与该岛一个表现型正常的女子结婚，则其孩子中患甲病的概率为 。（4）II-6的基因型为 ，III-13的基因型为 。（5）我国婚姻法禁止近亲结婚，若III-11和III-13婚配，则其孩子中只患甲病的概率为 ，只患乙病的概率为 ；只患一种病的概率为 ；同时患有两种病的概率为 。”2、题干知识解剖（分析）：2、1.1由于小岛“远离大陆交通不便”岛内人数有限，长期相互通婚，“近亲婚配”导致发病率高，故“居民中有66%为甲病致病基因携带者”。从而暗示甲病可能属隐性遗传病，“66%”实际上就是Aa的基因型频率。2.1.2该家系涉及甲、乙二种病，其中一种为血友病伴X隐性遗传病，非甲即乙，这是判断二种病的一个前提条件。伴X隐性遗传的例子，我们很熟悉，人类的红绿色盲就是。判断甲、乙谁是伴X隐性遗传，最简单有效的方法就是排除法找到“否认”伴X隐性遗传的关键个体。2.1.3系谱图的识别：一般的遗传系谱图都有相应的标注前代在上，后代依次排在下方，各个体之间用线段连接。为男，为女，患病另用阴影区分。2.2分步问题解剖“（1） 病为血友病，另一种遗传病的致病基因在 染色体上，为 性遗传病。”2.2.1遗传病（通常指单基因遗传病）的遗传方式即常染色体遗传还是伴性遗传？显性基因决定还是隐性基因决定？遗传方式的判断通常是“先看显隐后看常伴”比较简捷。判断显隐性一般可用下面口诀：“无中生有为隐性，双病生无为显性”即如果双亲都正常，子女有患病者，在不考虑基因突变的情况下，该病应是隐性遗传病，双亲均为携带者（杂合子）；如果双亲都患病，子女中有不患病者，该病应是显性基因决定，双亲均为杂合子患者。除此之外，其他情况如双亲一方患病，另一方不患；子女有的患病，有的不患这时不能直接确定显隐性关系，就需要结合其他条件（如性别关系、往上往下再推等）来确定。对于植物和部分动物，往往可根据后代表现型比例推写亲代性状显隐关系及基因型。2.2.2由于血友病是一种伴X隐性遗传病，遗传特点是：男多女少；交叉遗传；一般隔代遗传。判断方式可根据口诀“母病儿必病、女病父必病”来排除血友病的可能 ：（1）、亲代推子代：母亲患病（XbXb），必然遗传给儿子一个血友病基因Xb，则儿子（XbY）一定患病；反过来，如果儿子不患该病，那么母亲患的病就一定不是血友病（伴X隐）。（2）子代推亲代：女儿患病（XbXb），则必然要从父方得到一个致病基因Xb，则父亲的基因型为XbY，一定是患病者；反过来，如果女儿患病，父亲正常，则女儿患的病一定不是血友病（伴X隐）。2.2.3实际上，在常见的遗传方式推断题中，往往不给出病的名称或类型，而让你自己独立思考判断，这就需要掌握系统的操作流程：I、判断显隐性：“无中生有为隐性、双病生无为显性”II、判断伴性或常染色体遗传（排除法）II1、伴Y遗传（不分显隐性）：“男性患病代代传”（有女患者排除此类型）II2、伴X遗传：II2-1、伴X隐性遗传：“母病儿必病，女病父必病”（母病儿不病排除此类型）(女病父不病排除此类型）II2.2、伴X显性遗传：“儿病母必病，父病女必病”（儿病母不病排除此类型）(父病女不病排除此类型）III、综合I、II结果，得出某种病遗传方式：致病基因在 （常） 染色体上，为（显隐） 性（基因）遗传病。由此可知：本小题中，甲病为常染色体隐性遗传，乙病为伴X隐性遗传。（1）参考答案：乙、常、隐“（2）III-13在形成配子时，在相关的基因传递中，遵循的遗传规律是 。”2.2.4由上述分析知道：甲病是常染色体隐性遗传病，控制甲病的基因a及其等位基因A在常染色体上；乙病是伴X隐性遗传，其基因b及其等位因基都X染色体上。所以A与a、XB与Xb（或Xb与Y等等）遵循基因分离规律，而A、a分别与XB、Xb（或XB、Y；Xb、Y）自由组合，遵循的自由组合定律。由于基因自由组合定律是以分离定律为基础的（实质上包含分离定律），所以本小题的答案即“基因的自由组合定律”。2.2.5一般情况下，在对遗传病的遗传方式作出准确的推理判断后，就能推写出各相关个体的基因型。推写基因型时，两种病分开分析推理，写出每一对基因遗传的基因型(即化整为零)，再将基因型进行组合(即化零为整)。2.2.5.1甲病遗传相关个体基因型：控制一种病的一对等位基因的遗传，可以按如下方法进行：找患病个体为突破点。隐性患者如III10，可直接写出其甲病的基因型aa、 III12为aa、III13为aa、。其他人，根据表现型写出已知基因（如II5正常即A ；II6正常即A ；III正常即A ）。根据亲、子代表现型、基因型，推写出未知的基因(如II5为Aa、II6为Aa、III为A a)。同理可知：III7为Aa、III8为Aa等等。2.2.5.2乙病相关个体的遗传基因型：II6女表现正常（不患血友病）为XB ，其父亲血友病（XbY），则II6女为XBXb；II5男血友病XbY，则 XbYXBXbXBXb XbXb XBY XbYIII11男正常，基因型为XBY，III10为XBXB或XBXb。III12、13均患病，即12为XbY、III13为XbXb。2.2.5.3甲乙两病组合情况：II6甲病基因型Aa，乙病基因型XBXb，II6基因型为AaXBXb。III11甲病基因型为AA或Aa，乙病基因型为XBY，则III11基因型为AAXBY或AaXBY。III13甲病基因型为aa，乙病基因型为XbXb，则III13的基因型为aaXbXb。（其他个体的基因型同理可推出）由此可知：“（4）6的基因型为 ，13的基因型为 。”参考答案：AaXBXb aaXbXb“（3）若III-11与该岛一个表现型正常的女子结婚，则其孩子中患甲病的概率为 。”2.2.6该题概率计算涉及到基因型概率问题：男方III11甲病基因型是AA的概率为1/3，是Aa的概率为2/3；另一方“该岛一个表现型正常的女子”的基因型怎样确定呢？已知甲病为常染色体隐性遗传病，而题干“居民中有66%为甲种遗传病致病基因携带者”，即该岛上每一个居民基因型是Aa的概率都是66%（即基因型频率）。由此可推知：如果III-11为AA，则与“该岛一表现型正常的女子”Aa（66%）结婚，后代患甲病概率为0；如果III-11为Aa，则 2/3 Aa66%Aa1 AA 2Aa 1aa aa的概率为 1/4 2/3 66% =11%本小题参考答案：11%“（5）我国婚姻法禁止近亲结婚，若III-11和III-13婚配，则其孩子中只患甲病的概率为 ；只患乙病的概率为 ；只患一种病的概率为 ，同时患有两种病的概率为 。”2.2.7 III-11和III-13是表兄妹，属于近亲结婚。III-11基因型为1/3AAXBY或2/3AaXBY，III13的基因型为aaXbXb。下面用“代整为零”、“化零为整”法解题。2.2.7.1甲病的遗传情况：（化整为零）P 1/3 AAaa 2/3Aaaa F1全为Aa 1Aa 1aa甲病患病率为0 甲病患病几率 1/22/3 =1/3 所以，患甲病几率为0 + 1/3 = 1/3 不患甲病的几率为11/3 = 2/3 2.2.7.2乙病的遗传情况：P XBY XbXbF1 1XBXb 1XbY后代中患乙病的几率为 1/2 不患乙病的几率为11/2 =1/22.2.7.3甲乙两种病的组合（化零为整）：根据乘法原理和加法原理，各种患病几率情况如下：只患甲病几率 = 患甲病几率不患乙病几率 = 1/3 1/2 = 1/6 只患乙病几率 = 患乙病几率不患甲病几率 = 1/2 2/3 = 1/3 甲乙病都患的几率 =患甲病几率患乙病几率 = 1/3 1/2 = 1/6 甲乙病都不患的几率 = 不患甲病几率不患乙病几率 = 2/3 1/2 =1/3 只患一种病的几率 = 只患甲病几率+只患乙病几率= 患甲病几率+患乙病几率2甲乙都患几率= 1甲乙都患几率甲乙都不患几率= 1 1/6 1/3 = 1/2 患病几率 = 患甲病几率 + 患乙病几率 甲乙病都患几率= 1不患甲病几率 不患乙病几率= 12/3 1/2 = 2/3 本小题参考答案：1/6 、1/3 、1/2 、1/6. 3、解剖案例反思：本解剖案例的实施，有明显的优点：首先，有代表性。遗传题的主要题型就是判断遗传方式、推写基因型、推算各种遗传几率等，这都包含在上述案例中。所以，本案例的完善实施，可以抓住遗传知识主线，使学生能举一反三，见到题就能知道怎么下手，有章可循。如果把“代谢”、“化合物”、“生物与环境”等等分块作成类似案例解剖，将会取得良好效果。其次，处理题方法便捷，且学生容易掌握，如遗传方式的判断口诀、“化整为零”及“化零为整”变化，简单而有效，学生兴趣浓、热情高、易掌握，且实用性强。再次，通过本案例解剖分析，教会学生审题要严密，题干条件分析到位，利用得当，由题干解决题支，逻辑性强，思维跳跃体现能力的考察，为学生做高考题积累宝贵经验。再次，本题综合性强，通过本案例的实施，学生在高考中如何面对大题、难题、综合题就有了章法、有了信心。最后，本案例也可以教给年轻教师一些教学策略、方法，帮助他们尽快成长、进步。当然，本案例也有许多不足之处：