爱德思一月的考试已经近在眼前,在10月份的秋季考试中,生物U1卷子的最后一题让许多同学都产生了疑惑,今天我们就来看一下这道题的解析。
这道题所考的内容是U1最后一个章节2C gene expression的内容。题目描述的是一组会影响鸡的羽毛颜色的基因。从题目中可以读出,这组基因中一个allele会导致羽毛呈现出黑色的颜色,另外一个allele会导致羽毛呈现出白色的颜色。这两个基因之间的关系是共显性,说明当这两个allele同时出现的时候,都会被表达,黑色羽毛和白色羽毛的家长所产生的后代带有斑点状的表现型。
Chromosome, DNA, gene, allele这几个单词总是有学生还在傻傻分不清。Chromosome指的是由DNA缠绕在histone组蛋白上所形成的紧密的超螺旋结构。DNA是由nucleotide核苷酸所形成的双螺旋聚合物,携带着我们的遗传信息。而Gene基因指的是在DNA上的部分能够被表达成蛋白质的片段。allele指的是针对同一个基因的不同版本。针对这道题,我们可以看到这道定义题一共有三分,在回答的过程中我们可以首先的描述一下gene和allele的基本定义,然后再结合题目讲一下本题的情况。在这道题目中,我们该讨论的是研究羽毛颜色的基因,而这个基因带有这两个版本,一个会让羽毛呈现出黑色,另一个会让羽毛呈现出白色。
Genotype基因形态指的是针对某一个基因来说全部alleles的组合,可以被分为带有两个相同allele的homozygous,以及带有两个不同allele的heterozygous。而phenotype指的是一个可以肉眼观察到的特征,比如题目中所提到的羽毛的颜色,表现型受到基因以及环境的影响。
设B = allele for black feather, W= allele for white feather,那么黑色羽毛的鸡所带有的基因形态应该是BB, 斑点色羽毛的鸡所带有的后代应该是BW,那么当他们去繁育后代的时候,黑色羽毛的鸡可以产生带有B这种allele的gamete,斑点色羽毛的鸡可以产生带有B或者W这种allele的gamete.。那么当他们的配子发生了fertilization,可以产生的后代应该有50%的概率带有BB这种基因形态,呈现出黑色羽毛,另外50%带有BW这种基因形态呈现出斑点状的羽毛。根据刚才计算的结果,那如果这两只鸡产了25支小鸡,那们25 x 50% = 12.5,因为没有半只的鸡,所以向下取整应该是12只。整一个过程应该用genetic diagram 进行表达,其中需要注意的点是,在话genetic diagram的过程中,gamete需要用圆圈圈出来。
在研究遗传的过程中经常会出现我们所测量或观察到的实际情况与理想数据不一样的情况。造成这种差异的因素有很多,为了研究这组差异到底是随机出现的还是有着一些特定的规律,我们会用到一个叫做chi-square test 的方式去进行检测。虽然说chi-square test的内容是A2才会学的,但是由于在高中阶段,我们所学到的关于chi- square test 的内容大多都是和遗传相关的,所以放在这里考也是合理的。
在chi-square test 中,我们首先会下一个假设叫做null hypothesis. Null hypothesis假设的是这一组差异是偶然发生,两组数据没有什么显著的差异。在假设提出之后,我们接下来就需要通过对数据进行一个比对而判断该假设是否成立。
进行好一些简单的计算之后我们应该可以得到一个数值,大约等于0.779的数值
当我们去进行数据比对时,需要考虑统计中的自由度以及生物学中的接受率。自由度degree of freedom = n -1, n为可以出现的分类减去1。在本道题总,斑点羽毛的鸡之间所繁育出来的后代一共带有三种不同的表现型,所以自由度等于2。
在生物学中会用到的接受率为0.05,这个所代表的是在100组数据中可能会出现5组由偶然事件所导致,而不符合规律的情况,在95%的数据是正确的情况下,这5%的影响可以不用考虑。
对照着表格,我们可以看到在0.05这个容错率出现的情况下,在degree of freedom =2 的情况下critical value = 5.99
如果我们计算出的数值小于critical value的话,那就可以接受一开始的null hypothesis.
所以根据本题,0.779 < 5.99, null hypothesis 成立
但是对于这一道统计题,是整张卷子最具有争议的一道题目, 因为在爱德思的考纲设定中, 统计部分并不是在U1会学到的, 目前官方还没有给出解释为什么今年as中会考到a2要学的统计学, 不过好在分值并不是很高, 在一般50%左右分数就能拿a的生物卷子中,不太会影响到大家的成绩( 虽然大范围影响心态)。但还是要提醒各位学生物的小伙伴, 知识点虽简单, 但是超纲题常有, 还是要摆平心态继续学习哦~
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