遺傳概率問題的模型構建

程正強　李　燕

遺傳學的內容是高中階段的一個重點，也是難點.長期以來，很多學生都很難把握.面對變幻莫測的遺傳問題，學生既感覺新奇、喜歡，又覺得無法準確掌握，尤其是遺傳概率的計算問題.理解遺傳現象的組合方式，是解決遺傳概率計算問題的關鍵.現結合人教版第二冊課本中的《性狀分離比的模擬實驗》，通過構建“小桶”模型來分析一例遺傳概率問題——自交與隨即交配的概率計算.

【例題】 玉米高莖（D）對矮莖（d）為顯性，現將純種高莖玉米和純種矮莖玉米雜交，產生F₁，F₁自交產生F₂.

（1）將F₂中所有的矮莖除去，讓高莖玉米自交，產生F₃.問F₃中高莖與矮莖玉米的比例是().

（2）將F₂中所有的矮莖除去，讓高莖玉米自由相互授粉，產生F₃.問F₃中高莖與矮莖玉米的比例是().

A.3∶1B.5∶1C.8∶1D.9∶1

解析：F₂中的高莖∶矮莖=3∶1，基因型DD∶Dd∶dd=1∶2∶1.將矮莖除去后，剩余的高莖中DD∶Dd=1∶2.

自交是指同一基因型的個體授粉.F₂中的高莖自交，授粉方式只有兩種：DD×DD和Dd×Dd.因此我們可以把高莖的兩種基因型裝入兩個小桶里.見圖一：

桶一中的小球代表Dd基因型，其占F₂中高莖的2/3.桶二中的小球代表DD基因型，其占F₂中高莖的1/3.桶二中的高莖自交后代中的分離比為高莖∶矮莖=3∶1，即在整個桶里所占比例分別為3/4和1/4.桶二中的高莖自交后代中全為高莖用1代表.則整個F₃高莖∶矮莖=（2/3×3/4+1/3×1）∶2/3×1/4=5∶1.

隨機自由交配是指群體中的雌雄個體可以隨機結合，自由交配.F₂中的高莖隨機授粉，其授粉方式的可能組合就有四種：♂DD×♀DD、♂Dd×♀Dd、♂DD×♀Dd、♂Dd×♀DD.我們不難發現，這四種組合實際上保證了F₂中的高莖個體產生的各種花粉能夠和F₂中的高莖個體產生的各種卵細胞隨機結合，完成受精作用.我們同樣可以借助“小桶”模型來分析.根據上述分析，我們可以把F₂中的高莖個體產生的各種基因型的花粉和各種基因型卵細胞放入兩個小桶里.見圖二：

桶一代表F₂個體形成精子，桶二代表F₂個體形成的卵細胞.由于F₂高莖中DD∶Dd=1∶2.因此形成的配子D∶d=（2+1×2）D∶（1×2）d=2∶1.桶一、桶二中隨機選擇配子結合的結果組合就是：DD=2/3×2/3=4/9，Dd=2/3×1/3×2=4/9，dd=1/3×1/3=1/9.因此F₃個體中高莖∶矮莖=（4/9+4/9）∶1/9=8∶1.

通過構建“小桶”模型，可以將自交和隨機交配這樣比較復雜的、抽象的問題直觀化，便于學生進行分析理解.構建模型分析遺傳現象是遺傳學的教學和學習過程中的有效手段，有利于學生同化新知識.

在生物教學過程中嘗試構建一些簡單的模型，能夠從學生已有的生活經驗出發，讓學生親身經歷將生物實際問題抽象成簡單直觀的模型，并進行分析解釋，進而使學生在獲得對生命現象理解的同時，在思維能力、情感態度與價值觀等多方面得到進步和發展.

［責任編輯：羅 艷］