海南高考生物卷第题答案解析的基础性错误 5页

‎ ‎ ‎2011海南高考生物卷第29题答案解析的基础性错误 丁志芳（西南大学三亚中学 572022）‎ 摘要 2011海南高考生物卷第29题存在基础性错误；人类常染色体单基因隐性遗传病的某一个正常个体可能是纯合体也可能是杂合体;概率计算中，应分开纯合体、杂合体两种情形来进行。‎ 关键词 概率 基因型 隐性遗传病 多位作者【1】对非常有争议的2011海南高考生物卷第29题进行了多思维的质疑和解 答，给出了比较一致的解法和答案，但是关于该题的第（3）（4）（5）问的概率计算存在基础性错误。‎ ‎1 试题原题与通用解析 试题原题29.（12分）下图为某家族甲、乙两种遗传病的系谱图。甲遗传病由一对 等位基因（A、a）控制，乙遗传病由另一对等位基因（B、b）控制，这两对等位基因独立遗传。已知Ⅲ-4携带甲遗传病的致病基因，但不携带乙遗传病的致病基因。‎ 回答问题：‎ ‎（1）甲遗传病的致病基因位于 （X、Y、常）染色体上，乙遗传病的致病基因位于 （X、Y、常）染色体上。‎ ‎（2）Ⅱ-2的基因型为 ，Ⅲ-3的基因型为 。‎ ‎（3）若Ⅲ-3和Ⅲ-4再生一个孩子，则这个孩子为同时患甲、乙两种遗传病男孩的概率是 。‎ ‎（4）若Ⅳ-1与一个正常男性结婚，则他们生一个患乙遗传病男孩的概率是 。‎ ‎（5）Ⅳ-1的这两对等位基因均为杂合的概率是 。‎ 通用解析 ‎ （1） 男性个体Ⅱ-1，Ⅲ-1不患病，Ⅲ-2患病，所以甲遗传病的致病基因则只能位于常染色体上，是隐形遗传病。‎ Ⅲ-4携带甲遗传病的致病基因，但不携带乙遗传病的致病基因，Ⅳ-2、Ⅳ-3患病所以乙遗传病的致病基因只能位于X染色体上，是隐形遗传病。‎ ‎（2） 对于甲病，Ⅲ-2患病，Ⅱ-1 、 Ⅱ-2不患病，所以为Ⅱ-1 、Ⅱ-2杂合体，Ⅱ-2基因型为：Aa； Ⅲ-3的基因型为 AA或者Aa；‎ ‎ 对于乙病，Ⅳ-2、Ⅳ-3患病，Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ-3不患病，所以，Ⅱ-2、Ⅲ-3的基因型XBXb ；‎ ‎ 综上，Ⅱ-2的基因型为AaXBXb，Ⅲ-3的基因型为AAXBXb或AaXBXb Ⅲ-3基因型为2/3AaXBXb或1/3AAXBXb,Ⅲ-4为AaXBY。对于性状甲，母方Ⅲ-3产生配子的比例为A:a=2:1,父方Ⅲ-4产生配子的比例为A：a=1：1。对于性状乙，母方Ⅲ-3产生配子的比例为XB : Xb =1:1,父方Ⅲ-4产生配子的比例为XB :Y =1：1。‎ 表1 表2‎ ‎♂‎ ‎ ♀‎ XB ‎ Y ‎ XB XBXB ‎ XBY Xb XBXb ‎ XbY ‎ ♂‎ ‎♀‎ A a ‎2A ‎2 AA ‎2 Aa a ‎ Aa ‎ aa ‎ ‎ ‎（3）要同时患两种病的男孩（aaXbY）的概率为:‎ ‎1/6×1/4=1/24‎ ‎（4）只考虑乙病，Ⅳ-1中1/2XBXB，1/2XBXb 与正常男性XBY的后代患乙病概率：1/2×1/4=1/8 ‎ ‎（5）由表1和表2可知，所生女孩（Ⅳ-1为女孩）中，甲性状正常中杂合子的概率为3/5，乙性状正常中杂合子的概率为1/2。因此Ⅳ-1的这两对等位基因均为杂合的概率是3/5Aa × 1/2XBXb =3/10 。‎ ‎2 问题（3）（4）（5）概率计算的错误——忽视了个体基因型的特定性 从孟德尔对豌豆所做的一对相对性状的杂交实验【2】来看，其后代F2的纯合体与杂合体比例关系（2:1）是建立在对豌豆进行人工的杂交行为且在大量（1064株）的统计 对象基础之上的；孟德尔分离比出现，必须同时满足下面的必要条件[3]【4】：（1）二倍体双亲都是杂合体，假定基因型都记做Aa，其中A、a表示一对等位基因；（2）雄性个体产生含A的精子和含a的精子机会相等，雌性个体产生的卵细胞机会相等；（3）雌雄配子结合的机会相等；（4）受精卵都能发育成个体并表达性状，不会出现早夭；（5）基因表达的条件适宜，且环境相同；（6）样本数量足够大，即使一对双亲产生成百上千的后代（例如豌豆、鲫鱼），或者一对双亲尽管只能产生一个或几个后代（例如人），但是被统计的双亲成百上千；（7）完全显性，既不存在等位基因之间的相互作用，也不存在非等位基因之间的相互作用；（8）细胞核遗传，非细胞质遗传。‎ 因而，F2代显性性状的个体纯合个体与杂合体比例关系1:2的适用对象一般是：‎ 植物界，因为植物可以进行自交。‎ 但对于我们人类来说，一对夫妇所生的后代数量不多，而且在上述遗传学试题中，双亲仅仅是一对夫妇，不满足必要条件的第（6）条：“样本数量足够大，即使一对双亲产生成百上千的后代（例如豌豆、鲫鱼），或者一对双亲尽管只能产生一个或几个后代（例如人），但是被统计的双亲成百上千”。而且，个体基因型是父母所遗传，与生俱来的，故而是特定的或者说具有特定性（确定性），同一个个体只能有一种基因型,所以，在进行人类常染色人体单基因遗传病的相关计算中，不能套用“‎ F2显性性状个体中纯合个体与杂合体比例关系1:2”，套用则是典型的以“群体”代替“个体”的基础性错误算 法，忽视了个体基因型的特定性【5】。‎ 本文试题中的Ⅲ-3表现的是显性性状，即没有患甲病和乙病，那么个体Ⅲ-3基因型为AAXBXb或AaXBXb,。如果套用孟德尔分离定律中F2显性个体中纯合个体与杂合体比例关系1:2， 他们之间应存在1:2的数量关系，但1:2的比例关系，并不适用人类两个个体间婚配生育后代个体基因型比例的计算。因而，Ⅲ-3的基因型只能AAXBXb、AaXBXb 的一个，二者不能同时存在于同一个个体中。所以，在进行进一步的有关概率计算中，要分两种情形：‎ 第一种情形： 如果是AAXBXb，则概率是……‎ 第二种情形： 如果是AaXBXb，则概率是……‎ ‎3 正确解析 第一种情形 如果Ⅲ-3的基因型是AAXBXb，Ⅲ-4的基因型AaXBY，则配子结合方式如下表所示：‎ 表1 表2‎ ‎ ♂‎ ‎ ♀‎ XB Y ‎ XB XBXB XBY Xb XBXb XbY ‎ ‎ ‎ ♂‎ ‎♀‎ A a ‎ A AA Aa ‎（3）同时患两种病的男孩（基因型aaXbY）的概率为：0×1/4=0‎ ‎（4）只考虑乙病，Ⅳ-1为XBXB 或者XBXb ，此处Ⅳ-1指的是个体，而非群体，不存在1/2XB XB，1/2 XB Xb 。所以Ⅳ-1与正常男性XBY的后代患乙病概率：0或者1/2×1/2=1/4 ‎ ‎（5）所生女孩（Ⅳ-1为女孩）中(这其实是一个错误的问题)，此处语境发生了改变，指的是“群体”，甲性状正常中杂合子的概率为1/2，乙性状正常中杂合子的概率为1/2。因此Ⅳ-1的这两对等位基因均为杂合的概率是1/2Aa × 1/2XBXb =1/4‎ ‎ 第二种情形 如果Ⅲ-3的基因型是AaXBXb，Ⅲ-4的基因型AaXBY，则配子结合方式如下表所示：‎ 表1 表2‎ ‎ ♂‎ ‎ ♀‎ XB Y ‎ XB XBXB XBY Xb XBXb XbY ‎ ♂‎ ‎♀‎ A a A AA Aa a Aa aa ‎ ‎ ‎（3）同时患两种病的男孩（aaXbY）：1/4×1/4=1/16‎ ‎（4）只考虑乙病，Ⅳ-1是XBXB或者XBXb ，Ⅳ-1与正常男性XBY的后代患乙病概率： ‎ ‎0或者1/2×1/2=1/4 ‎ ‎（5）所生女孩（Ⅳ-1为女孩）中，甲性状正常中杂合子的概率为2/3，乙性状正常中杂合子的概率为1/2。因此Ⅳ-1的这两对等位基因均为杂合的概率是2/3Aa × 1/2XBXb =1/3‎ 因而，（3）的答案应为0或1/16；‎ ‎（4）的答案0或1/4‎ ‎（5）的答案应为1/4或1/3‎ 需要注意的是，Ⅳ-1既然已经生出，则她的基因型是特定的，要么是杂合，要么是纯合，根本不存在概率的问题，所以第5问本身就是一个错问，解答当然也是错解。正确的问法应该是：Ⅲ-3和Ⅲ-4生出双杂合女孩的概率是多少？答案应该是：1/2×1/4=1/8‎ 主要参考文献 ‎[1] 赵丽芳等.2012.对高考遗传概率题的质疑和讨论[J].中学生物教学，5:68-69‎ 朱承慧 陈加敏. 2013.一道高考遗传题的教学[J].中学生物教学，5:57-58‎ 陈勇.2013.对一道高考题答案的商榷[J].中学生物教学，6:54-55‎ ‎[2] 人民教育出版社等. 2007. 生物·必修2·遗传与进化[M]. 北京：人民教育出版社，4‎ ‎[3] 李德成. 2008. 解析孟德尔分离比[J]. 生物学通报， 43(3):22‎ ‎[4] 刘祖洞. 2005. 遗传学（第二册）上[M] . 高等教育出版社， 16‎ ‎[5] 丁志芳.2014.论基因型的特定性[J].新课程（中旬）, (6)：17‎ ‎ 作者简介 姓名 丁志芳 出生年月 1969年2月 性别 男 单位 西南大学三亚中学 职称 中一 学历 研究生（课程与教学论）‎ 学位 教育学硕士 邮箱 997767179@qq.com 电话 13976726079‎