愛德思一月的考試已經近在眼前,在10月份的秋季考試中,生物U1卷子的最后一題讓許多同學都產生了疑惑,今天我們就來看一下這道題的解析。

這道題所考的內容是U1最后一個章節2C gene expression的內容。題目描述的是一組會影響雞的羽毛顏色的基因。從題目中可以讀出,這組基因中一個allele會導致羽毛呈現出黑色的顏色,另外一個allele會導致羽毛呈現出白色的顏色。這兩個基因之間的關系是共顯性,說明當這兩個allele同時出現的時候,都會被表達,黑色羽毛和白色羽毛的家長所產生的后代帶有斑點狀的表現型。

Chromosome, DNA, gene, allele這幾個單詞總是有學生還在傻傻分不清。Chromosome指的是由DNA纏繞在histone組蛋白上所形成的緊密的超螺旋結構。DNA是由nucleotide核苷酸所形成的雙螺旋聚合物,攜帶著我們的遺傳信息。而Gene基因指的是在DNA上的部分能夠被表達成蛋白質的片段。allele指的是針對同一個基因的不同版本。針對這道題,我們可以看到這道定義題一共有三分,在回答的過程中我們可以首先的描述一下gene和allele的基本定義,然后再結合題目講一下本題的情況。在這道題目中,我們該討論的是研究羽毛顏色的基因,而這個基因帶有這兩個版本,一個會讓羽毛呈現出黑色,另一個會讓羽毛呈現出白色。
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Genotype基因形態指的是針對某一個基因來說全部alleles的組合,可以被分為帶有兩個相同allele的homozygous,以及帶有兩個不同allele的heterozygous。而phenotype指的是一個可以肉眼觀察到的特征,比如題目中所提到的羽毛的顏色,表現型受到基因以及環境的影響。

設B = allele for black feather, W= allele for white feather,那么黑色羽毛的雞所帶有的基因形態應該是BB, 斑點色羽毛的雞所帶有的后代應該是BW,那么當他們去繁育后代的時候,黑色羽毛的雞可以產生帶有B這種allele的gamete,斑點色羽毛的雞可以產生帶有B或者W這種allele的gamete.。那么當他們的配子發生了fertilization,可以產生的后代應該有50%的概率帶有BB這種基因形態,呈現出黑色羽毛,另外50%帶有BW這種基因形態呈現出斑點狀的羽毛。根據剛才計算的結果,那如果這兩只雞產了25支小雞,那們25 x 50% = 12.5,因為沒有半只的雞,所以向下取整應該是12只。整一個過程應該用genetic diagram 進行表達,其中需要注意的點是,在話genetic diagram的過程中,gamete需要用圓圈圈出來。

在研究遺傳的過程中經常會出現我們所測量或觀察到的實際情況與理想數據不一樣的情況。造成這種差異的因素有很多,為了研究這組差異到底是隨機出現的還是有著一些特定的規律,我們會用到一個叫做chi-square test 的方式去進行檢測。雖然說chi-square test的內容是A2才會學的,但是由于在高中階段,我們所學到的關于chi- square test 的內容大多都是和遺傳相關的,所以放在這里考也是合理的。
在chi-square test 中,我們首先會下一個假設叫做null hypothesis. Null hypothesis假設的是這一組差異是偶然發生,兩組數據沒有什么顯著的差異。在假設提出之后,我們接下來就需要通過對數據進行一個比對而判斷該假設是否成立。
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進行好一些簡單的計算之后我們應該可以得到一個數值,大約等于0.779的數值

當我們去進行數據比對時,需要考慮統計中的自由度以及生物學中的接受率。自由度degree of freedom = n -1, n為可以出現的分類減去1。在本道題總,斑點羽毛的雞之間所繁育出來的后代一共帶有三種不同的表現型,所以自由度等于2。
在生物學中會用到的接受率為0.05,這個所代表的是在100組數據中可能會出現5組由偶然事件所導致,而不符合規律的情況,在95%的數據是正確的情況下,這5%的影響可以不用考慮。
對照著表格,我們可以看到在0.05這個容錯率出現的情況下,在degree of freedom =2 的情況下critical value = 5.99

如果我們計算出的數值小于critical value的話,那就可以接受一開始的null hypothesis.
所以根據本題,0.779 < 5.99, null?hypothesis 成立
但是對于這一道統計題,是整張卷子最具有爭議的一道題目, ?因為在愛德思的考綱設定中, 統計部分并不是在U1會學到的, 目前官方還沒有給出解釋為什么今年as中會考到a2要學的統計學, 不過好在分值并不是很高, 在一般50%左右分數就能拿a的生物卷子中,不太會影響到大家的成績( 雖然大范圍影響心態)。但還是要提醒各位學生物的小伙伴, 知識點雖簡單, 但是超綱題常有, 還是要擺平心態繼續學習哦~
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