遺傳中致死問題解答存在的錯誤類型與錯因探析

陳成升 于洪玲

（1德州市第一中學 山東德州 2530132德州市第二中學 山東德州 253000）

致死是一種常見的遺傳現(xiàn)象，可以按不同的標準進行分類： 根據(jù)發(fā)育階段可分為配子致死和個體致死，根據(jù)基因位置可分為常染色體基因致死和性染色體基因致死，根據(jù)致死程度可分為部分致死和完全致死。本文對學生在解答個體階段常染色體完全致死及類似問題時存在的錯誤類型及原因進行探析。

1 考查方式、錯誤類型及錯因探析

1.1 例題1分析

例1，大豆子葉顏色由常染色體上的一對等位基因控制，BB 表現(xiàn)深綠；Bb 表現(xiàn)淺綠；bb 呈黃色，幼苗階段死亡。用子葉深綠與子葉淺綠植株雜交得F1，F(xiàn)1自交得到的F2成熟群體中，B 基因的基因頻率為________。

1）錯誤類型。親代子葉深綠BB 與子葉淺綠Bb 雜交→F1基因型及比例為BB∶1／2、Bb∶1／2。

錯解①:F1中1/2BB 自交后代在F2中為1／2BB,1／2Bb 自交后代在F2中 為1／2×（1／4BB+2／4Bb+1／4bb）→F2中BB∶5／8、Bb∶1／4、bb∶1／8→F2中B 基因頻率為2/3。

錯解②:F1中1/2BB 自交后代在F2中為1／2BB,Bb自交得到的bb 個體幼苗階段死亡，因此其后代在F2成熟群體中為1／2×（1／3BB+2／3Bb）→F2成熟群體中BB2／3、Bb1／3→F2中B 基因頻率為5／6。

2）錯因探析。①錯在審題不夠細致，遺漏了題干中bb 幼苗階段死亡條件的應用；②錯誤比較隱蔽，計算中看似考慮了bb 個體致死的影響，其實不全面，致死不僅對Bb 子代類型和數(shù)量有影響，同時也改變了BB、Bb 2個群體自交后代的數(shù)量比例，F(xiàn)1數(shù)量比例能夠延伸應用于F2的前提是至少在對F2進行數(shù)量統(tǒng)計時BB 和Bb 的繁殖能力相同，Bb 自交后代在進行數(shù)量統(tǒng)計前已有部分個體死亡，這意味著截止到統(tǒng)計時Bb 的繁殖能力低于BB，因此Bb 自交后代在F2成熟群體中數(shù)量比例低于1／2，實際是［1／2（理論比例）×3／4（存活比例）］／［1-1/2×1／4（死亡比例）］=3/7。

之后為進一步加深和拓展學生對這一問題的認識并培養(yǎng)學生通過知識遷移解決新情境下相似問題的能力。筆者又設計了下面的題目。

1.2 例題2分析

例2，下圖為某家族某單基因遺傳病系譜圖。該遺傳病由一對等位基因（A、a）控制，Ⅲ-1為雜合子的概率是______。

圖1

1） 題目對比分析。

2個題目呈現(xiàn)形式迥異：前者要計算群體中不同個體的基因型及比例，后者要計算家系中某特定個體可能的基因型及概率，其實群體中個體的基因型及比例與群體（如家系）中某特定個體可能的基因型及概率計算是同一問題的2種不同呈現(xiàn)形式，思考和計算方法并無不同：2個題目都要計算特定基因型在部分基因型中的比例，例1要計算Bb 在BB 和Bb 中的比例，例2要計算Aa 在AA 和Aa 中的比例，只是造成部分基因型的具體原因不同——前者是群體中個體致死，后者因個體表型正常。

2）錯誤類型。Ⅱ-2為1／3AA、2／3Aa，Ⅱ-3為Aa。

錯解①:Ⅱ-2和Ⅱ-3可能的婚配組合及產(chǎn)生的Ⅲ-1可能的基因型及概率為1／3AA×Aa →1／3（1／2AA+1／2Aa）；2／3Aa×Aa→2／3（1／4AA+2／4Aa+1／4aa）→Ⅲ-1為雜合子的概率是1／2。

錯解②:Ⅱ-2和Ⅱ-3可能的婚配組合及產(chǎn)生的表型正常的Ⅲ-1可能的基因型及概率為1／3AA×Aa→1／3（1／2AA+1／2Aa）；2／3Aa×Aa→2／3（1／3AA+2／3Aa）→Ⅲ-1為雜合子概率是11／18。

3）錯因探析。①錯因與例1①相似，都遺漏了對特定條件的應用：前者bb 個體不能存活是已知條件，后者基因型不能為aa 需要結(jié)合個體表現(xiàn)型自主判斷；②錯因也與例1②一致，錯在數(shù)量比例2／3：組合1后代類型、數(shù)量理論值與實際相同，由于Ⅲ-1表型正常，組合2理論上應出現(xiàn)的aa實際上不存在，這導致該組合后代類型、數(shù)量實際值低于理論值，因此組合2后代在Ⅲ-1中的數(shù)量比例不再是2／3，而是［2／3×3／4（實際出現(xiàn)的）］／［1-2／3×1／4（應出現(xiàn)但沒出現(xiàn)的）］=3／5。

至此，學生已接觸到了個體階段常染色體完全致死的常見考查方式及變式，但是否已經(jīng)掌握并能靈活運用？為了檢測學生的學習效果，筆者讓學生訓練了下面的題目。

1.3 例題3分析

例3，番茄中基因A／a 控制植株的有無茸毛，B／b 控制果實顏色。2對基因獨立遺傳，且基因A具有純合致死效應。育種工作者為培育有茸毛黃色品種進行了如下的雜交實驗：

圖2

若讓F2中有茸毛紅果植株自交，所得后代個體出現(xiàn)有茸毛黃果的概率是________。

1）題目對比分析。例3與例1、例2相比又有了新的變化：F2有茸毛紅果植株包括AaBB、AaBb,這2種類型自交后代均存在致死現(xiàn)象且致死情況相同。

2）學生解答。F2有茸毛紅果植株為1／3AaBB、2／3AaBb，只有AaBb 自交后代出現(xiàn)有茸毛黃果。

方法①：有茸毛黃果概率為［2／3×1／2（有茸毛概率）×1／4（黃果概率）］／［1-（1／3+2／3）×1／4（致死概率）］=1／9。

方法②：有茸毛黃果概率為2／3×2／3（有茸毛概率）×1／4（黃果概率）=1／9。

3）教師點評。方法①考慮了2個群體的致死問題，表明學生已經(jīng)能夠利用前面的知識進行新情境下問題的解答；方法②如果思路不正確，其實還是在重復前面的錯誤，只不過結(jié)果歪打正著，如果思路正確，就是真正把握了問題的實質(zhì)：2個自交群體子代致死類型和數(shù)量相同，致死不改變親子代群體間的數(shù)量關系，因此可以把親代群體間的數(shù)量比例直接移植用于致死之后的子代。

2 致死問題的解答技巧

如果題目中涉及2個群體的自交或自由交配，并存在特定基因型不能存活或出現(xiàn)的情況，應按照先理論計算后實際淘汰的原則進行：即先計算各雜交組合或自交群體理論上可以出現(xiàn)的各種子代類型和概率，之后根據(jù)個體實際存活情況或性狀表現(xiàn)，去掉實際上沒有存活或出現(xiàn)的類型，最后再重新計算實際存在個體或類型間的數(shù)量關系。

學生在解答致死問題時，理解有局限性和片面性，根據(jù)學生表現(xiàn)的這種思維和認知特點可通過變化情境，讓學生從漸變的視角和形式中層層深入，逐步加深并拓寬對致死問題的理解與認識，這樣處理既能提高學生探疑解惑的興趣，也鍛煉了學生分析解答問題的能力。