高中遺傳學概率計算方法精選(九篇)

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第1篇：高中遺傳學概率計算方法范文

在高校遺傳學教學中存在許多經典案例，如：果蠅的翅型、體色、眼色等性狀的遺傳；豌豆的性狀遺傳以及玉米籽粒的形狀和顏色性狀的遺傳等。其中，還有一個非常重要的經典案例，即血型遺傳。自20世紀初至今,ABO血型遺傳一直是復等位基因的一個不可缺少的經典案例。隨著科學技術的高速發展，血型的經典內涵得到不斷提升，新的研究結果使血型遺傳所涵蓋的遺傳學知識點越來越多，內容越來越豐富。因此，以我們身邊最常見的表型--血型為案例開展遺傳學教學不僅可以將復雜的知識點簡單化、形象化，便于理解，還可以將繁多的基礎知識串聯起來，便于記憶。另外，以血型遺傳作為經典案例在遺傳學的教學中還可以不斷加人新的研究和新的應用，使經典的內涵不斷得到新的提升，讓學生的視野接觸到前沿的科學知識，為日后的科研接力打好基礎。

1血型與遺傳學之間的重要關系

開展案例教學，案例的選擇是關鍵。血型是人類血液由遺傳控制的個體性狀之一，與人類的生活關系密切，用途廣泛。自1900年到2005年，已檢測出約29個血型系統[21。臨床上最常用的有“ABO血型系統”、“Rh血型系統”、“MN血型系統”和“HLA血型系統”。這些血型系統涵蓋了復等位基因、基因互作之上位效應等遺傳學的孟德爾定律拓展原理，基因的表達調控及群體遺傳等遺傳學的精髓內容。透過這個知識窗口，可以看到遺傳學在血型中的奧秘。

孟德爾遺傳定律從建立、發展到不斷拓展完善，一直都是貫穿高校遺傳學教學的核心知識點。由于現在大學生從高中開始就接觸孟德爾定律，如果大學教學還是重復高中階段所涉及的內容，學生的學習興趣難以提高。在高中知識的基礎上，開展案例教學，引入現代遺傳學在人類血型上的最新認識，則不但可以給學生一種似曾相識的感覺，還能自然地激起他們深入探索的興趣。血型的遺傳特征及生化基礎可以清晰明了地向學生闡述清楚孟德爾定律的一些重要的延伸知識內容。從紅細胞血型到白細胞血型，從常見的ABO血型到罕見的孟買、Rh血型，對于假基因、等位基因、復等位基因和擬等位基因等不容易理解的基因概念以及基因之間的相互作用都可以通過血型案例，把學生帶入情境之中，在教師的指引下由學生自己依靠其擁有的基礎知識結構和背景，在血型案例情境中發現、分析和解決問題，比較輕松地掌握這些容易混淆不清的概念和一些難以理解的遺傳學現象，如非等位基因之間的相互作用之上位效應等。

此外，人的血紅蛋白基因在不同發育時期的表達調控還涉及遺傳學中的表型和基因型之間的關系，真核生物中的基因表達調控模式等知識點。對血型相關的一些遺傳疾病進行分析，還可以引申出基因突變和染色體缺失突變及一些重要的遺傳標記。血型的遺傳學檢測方法及臨床上的輸血原則和溶血、血型互配等現象也與受基因表達調控的紅細胞的細胞膜糖基的特征和生化機制密切 相關，引導遺傳學從理論到實驗，再到實踐中的應用。血型與疾病的關聯分析，把科研思維引入高校遺傳學教學中，讓學生緊跟時展的步伐，理論聯系實際，為日后的科研工作打好基礎。

遺傳學中兩大重要的主題是遺傳和變異，主要包括孟德爾遺傳和連鎖遺傳、基因突變和染色體畸變。通過以復旦大學遺傳學教學大綱為參考，與劉祖洞主編的《遺傳學》和喬守怡主編的《現代遺傳學》教材內容相比較發現，血型遺傳案例除了與上述遺傳學四大內容關聯外，還涉及到基因的表達調控、群體遺傳、表觀遺傳等知識點，其中大部分知識點都是要求學生重點掌握的內容。目前，血型案例所涵蓋的主要遺傳學知識內容及在遺傳學學科中的重要意義的歸納見表1。因此，把血型作為經典案例，開展遺傳學的案例教學既貼近生活，引發學生深刻的思考，又能代表性地進一步闡述探討遺傳學的生物知識。

2血型案例在遺傳學教學中的開展

在以血型為案例的教學過程中，我們首先根據高校遺傳學的教學目標和培養目標的要求，在學生掌握了一些遺傳學的基礎知識和理論知識的基礎上，結合遺傳學的教學進度逐步有序地進行介紹：1.血型基本知識介紹；2.紅細胞血型的細胞膜糖基特征和生化機制；3.紅細胞血型與輸血；4.血型的遺傳學規律特征，包括(I)ABO血型復等位基因遺傳及其應用，（II)ABO血型基因的克隆，（III)ABO血型的遺傳學鑒定；5.ABO血型的拓展，包括(I)孟買血型與擬孟買血型，（II)紅細胞血型與白細胞血型。下面主表1血型與高校遺傳學教學的重要關系

要選取兩個方面闡述在遺傳學教學中的開展過程。

    2.1血型基本知識在教學中的開展

ABO血型系統是第一個被描述的紅細胞血型系統，也是最具有臨床意義的一個系統。因此，在進行血型基本知識介紹時往往以ABO血型為例。隨著以分子生物學為基礎的血型研究的發展，ABO血型的基因遺傳背景目前已比較清楚。在介紹血型基因的基本知識同時也涵蓋著遺傳學知識的傳播，而且隨著血型基因知識的不斷豐富完善，涵蓋的遺傳學知識也越來越廣泛。

ABO血型由3個復等位基因控制，即iA、產和i°o在開展遺傳學相關教學活動時，一般都用此作為分析生物界中復等位現象的經典例證。這些基礎知識對于高校學生來說可能在高中的時候就已經獲得。因此，在大學開展相關教學時，除了簡單介紹這3個主要的復等位基因外，還可以深入講述新的研究結果，到目前為止通過分子生物學方法已經確定了160多個^50等位基因，只是目前國際上以4川7基因作為等位基因的參比序列，其他基因均與其緊密相關，非常保守。在此基礎上ABO血型又可分為許多亞群，其中A血型表現出最多的亞型。在紅細胞血型系統中還有一種Rh血型，分為Rh陽性和Rh陰性。Rh血型主要由3個緊密連鎖的基因D/d、C/c、E/e決定，這3個基因以單倍型方式傳遞，屬于擬等位基因。這樣在講解原有知識基礎上，又不局限于原有知識范圍，由ABO血型到Rh血型，由復等位基因引出擬等位基因，在教學方法上可以通過相互比較，舉例分析，擴大學生的知識面，提

高他們的學習興趣。

人類的血型是不是一生恒定不變的？面對這個問題，很多學生都會認為血型是由遺傳決定，不會改變。其實人類的血型也會發生變異，如急性白血病以及再生障礙性貧血可以使血型抗原減弱，骨髓增生異常綜合征可以導致血型抗原丟失等。而且，健康人也存在血型變異的現象，但是這個是與細胞表面血型物質受到掩蓋以及人體存在一些稀有ABO等位基因有關。這些新的知識可以向學生很好地展示“遺傳和變異”，利用身邊的血型案例調動學生的學習積極性，使他們積極主動地掌握遺傳學的精髓。

此外，最近幾年疾病引發基因甲基化和突變的研究'又可以結合表觀遺傳學的內容開展教學。

2.2紅細胞血型的細胞膜糖基特征和生化機制在教學中的開展

人類ABO基因位于9號染色體長臂(9q34)，其基因產物是一些專一性的糖基轉移酶，可以催化血型抗原前體特定部位的糖基轉移，從而控制ABO血型抗原的生物合成。其中4基因編碼產物為N-乙酰-D-半乳糖胺轉移酶(簡稱A酶)，可以產生常見的A抗原；S基因編碼產物ci-l，3-D-半乳糖轉移酶(簡稱B酶)，可以產生常見的B表面抗原；和S基因同時存在產生的等位基因，其編碼產物具有A酶和B酶的特異性，在紅細胞表面上產生不同強度的A和B抗原；而O基因則是第258位和第349位堿基缺失導致的密碼子移位，使終止密碼提前出現，合成了無酶活性的短肽，因而體內沒有A酶和B酶，也不能催化糖基轉移，只有前體物質H的產生為H抗原(圖1)。因此ABO血型有時也稱為八811型[71。這樣，不同的、B、0基因編碼不同的多肽，產生具有不同功能的糖基轉移酶，非常簡單地引出了遺傳學中經典的基因與酶的關系的“一個基因一條多肽(一個基因一個酶)假說”,使學生很容易獲得一個基因決定一條相應的多肽鏈(酶)的結構，并相應地

影響這個多肽(以及由單條或多條多肽鏈組成的酶）的功能這種遺傳學思想，達到良好的教學效果。

此外，最新研究發現ABH抗原除表達在血細胞表面以外，還可以出現在除腦脊液外的分泌液中；有大約80%的個體具有產生這些可溶性抗原的遺傳基因；這種分泌抗原的表達由雙結構基因控制，即第19號染色體2個緊密連鎖的Ft/n(用和基因座。ABO血型抗原都由前體H物質合成，SeAe基因和丑冷基因都可以控制合成H物質；簡單來說，基因的表達決定體液中是否出現ABH抗原，H/h基因的表達決定紅細胞上是否出現ABH抗原。但是，并不是所有帶m基因的個體唾液中都分泌ABH物質，還要受到Wh基因的制約，其中hh型(即孟買型)均為非分泌型[7]。這樣又引出了遺傳學中一個很重要的概念--上位基因，很重要的遺傳學現象--上位效應。這些屬于遺傳學中基因互作的重點內容，而且發生基因相互作用的非等位基因仍然遵循孟德爾分離和自由組合定律，后代的基因型及其比例是可預計的，所以在遺傳學教學中還可用于親子鑒定、重大遺傳疾病的關聯分析、人種演化、群體遺傳分析等相關內容。

2.2相關技術的拓展應用

ABO血型的分子檢測是分子遺傳學教學中PCR技術拓展應用的案例。血型基因的表達影響血型的表現型，表型相同的個體其基因型不一定相同。如何區分iAiA、Pi0在表現型都是A型和iBiB、iBi0在表現型都是B型的個體，可以根據A、B、0血型基因堿基的差異，應用聚合酶鏈式反應-限制性片段多態性(PCR-RFLP)技術分型人類ABO血型的方法。這種方法可以對個體血型(血型基因型)進行判定：是屬于AA型、AO型，還是BB型或BO型。在這個基礎上，我們進行了改進，并結合教學進程，作為自選實驗在學生中開設，獲得了學生的好評。在135個學生中開展自選實驗，其中有80%的學生選擇ABO血型鑒定這個實驗，并表示對這個實驗很感興趣。

此外，還可通過分析核苷酸來確定分泌型ABH血型的Se基因型。主要基因分型技術有：（l)PCR-序列特異性引物(PCR-SSP)，這是一種新的基因多態性分析技術，根據基因座某一堿基的差異設計一系列引物，特異性引物僅擴增與其對應的等位基因， 而不擴增其他的等位基因；（2)PCR-DNA測序法，先通過PCR擴增基因的主要片段，然后測定序列;(3)PCR-限制性內切酶法，用對位點特異的限制性內切酶消化基因，再通過Southernblot分析來確定。目前，PCR-SSP常用于胎兒血型鑒定及白血病引起的血型抗原異常等血型鑒定。隨著450基因結構和研究方法的迅速發展，AB0血型定型也將進入基因定型的時代，揭示更多的關于AB0基因和AB0血型表觀遺傳學等方面的奧秘。

在教學過程中還可以設計一系列與血型相關的論題，引導學生査閱相關方面的最新進展，總結出血型與人類疾病和性格之間的關系以及蘊涵的遺傳學原理。學生可以分組制作PPT討論，還可針對某一論題，學生組隊分為正反兩方，開展辯論式討論。一學期可以安排一次課時(45分鐘)開展辯論式討論,前30分鐘讓學生正反方陳述觀點，列舉證據開展辯論，后15分鐘用于總結和點評。在這個模式下，幾乎所有的學生都積極主動地參與進來，將引導、鼓勵與考評相結合，充分調動了學生學習的積極性[11]。開展“血型是否可以決定性格”類似專題的辯論式討論，既增加了遺傳學教學的興趣性及可接受性，還可以使學生的思維在辨析中得到操練。正反兩方隊員通過收集資料和案例，與同學辯論解釋的過程中，不僅掌握了深奧的科學知識，而且還與現實生活相聯系，并且將遺傳學應用于實際，填補了傳統教學在知識靈活認知與實踐中的不足。

3以血型為案例開展遺傳學教學的優點

作為日常生活中被人們廣泛熟知的遺傳學常識，血型遺傳學的研究歷程符合遺傳學的發展規律與教學規劃，其作為遺傳學教學案例有著不可替代的優勢：