Bio-Info每日一题：Rosalind-07-Mendel‘s First Law（孟德尔第一定律 python实现）

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📝 任务说明:

这个题目是要你计算在一群具有不同基因型的个体中，两两随机交配后，后代中表现显性性状的概率。题目给出了三种基因型的个体数量：

• k: 纯合显性个体的数量（homozygous dominant, AA）
• m: 杂合个体的数量（heterozygous, Aa）
• n: 纯合隐性个体的数量（homozygous recessive, aa）
  需要计算两两随机选取个体交配后，后代表现显性性状（具有显性等位基因）的概率。

解答

可能的配对及其概率：

• AA×AA：总是产生 AA（100% 显性）

• AA×Aa（或 Aa×AA）：产生 50% AA 和 50% Aa（100% 显性）

• AA×aa（或 aa×AA）：总是产生 Aa（100% 显性）

• Aa×Aa：产生 25% AA、50% Aa 和 25% aa（75% 显性）

• Aa×aa（或 aa×Aa）：产生 50% Aa 和 50% aa（50% 显性）

• aa×aa：总是产生 aa（0% 显性）
  每种配对的概率计算
  

• 计算最终的概率：

  • 最终的概率是上述每种配对概率与其产生显性表型概率的乘积之和。

def dominant_phenotype_probability(k, m, n):# 总个体数total = k + m + n# 各种配对产生显性表型的概率prob_AA_AA = (k / total) * ((k - 1) / (total - 1))prob_AA_Aa = 2 * (k / total) * (m / (total - 1))prob_AA_aa = 2 * (k / total) * (n / (total - 1))prob_Aa_Aa = (m / total) * ((m - 1) / (total - 1))prob_Aa_aa = 2 * (m / total) * (n / (total - 1))prob_aa_aa = (n / total) * ((n - 1) / (total - 1))# 显性表型的总概率probability = (prob_AA_AA * 1 +prob_AA_Aa * 1 +prob_AA_aa * 1 +prob_Aa_Aa * 0.75 +prob_Aa_aa * 0.5 +prob_aa_aa * 0)return probabilitydef main():# 从输入读取数据k = int(input("请输入显性纯合体（AA）的个体数: "))m = int(input("请输入杂合体（Aa）的个体数: "))n = int(input("请输入隐性纯合体（aa）的个体数: "))# 计算并打印概率result = dominant_phenotype_probability(k, m, n)print(f"产生显性表型后代的概率: {result:.5f}")if __name__ == "__main__":main()

补充

孟德尔第一定律，也称为分离律（Law of Segregation），是孟德尔在研究豌豆遗传实验时发现的基本遗传定律之一。该定律描述了在生殖细胞形成过程中，等位基因如何分离并在后代中重新组合的现象。具体内容如下：

1. 等位基因分离：每个个体有一对等位基因控制某一特定性状（例如豌豆的颜色），这些等位基因在生殖细胞（配子）形成时会分离。每个配子只会携带其中一个等位基因。

2. 随机组合：受精时，来自父本和母本的配子随机结合，从而形成新的基因型。这意味着后代的基因型是随机组合的，具有不同的等位基因组合。
   孟德尔通过研究豌豆的性状，如花的颜色和种子的形状，发现了这种分离现象。具体来说，他注意到当他交配纯合显性个体和纯合隐性个体时，第一代子代（F1代）全部表现出显性性状，而第二代子代（F2代）则按3:1的比例分离出显性和隐性性状。
   以下是对孟德尔第一定律的简要总结：

• 每个性状由一对等位基因控制。
• 在形成配子时，等位基因分离，每个配子只包含一个等位基因。
• 受精时，来自父母双方的等位基因随机结合，决定后代的基因型和表现型。