详析高考遗传图谱模式

2012-04-29邓过房

中学生物学 2012年4期

关键词：遗传病隐性染色体

邓过房

遗传图谱的分析和概率计算，是中学生教学一线的重头戏，也是所有教师和学生最为头疼的“克星”，纵观全国新课程改革后的5年高考试题，每年都有该部分的试题呈现，而且所在比例很大，这更加的增加了该部分教学的份量。

那“遗传图谱的分析和概率计算”这类型题真的就无法攻克，毫无规律了吗？回答是否定的。尝试着从过5年高考试题中，寻找出这类题的点滴模式，克服心理障碍，共同探讨。

1 遗传概率+基因频率模式

【例1】（2008年江苏卷第27题）图1为甲种遗传病（基因为A、a）和乙种遗传病（基因为B、b）的家系图。其中一种遗传病基因位于常染色体上，另一种位于X染色体上。请回答以下问题（概率用分数表示）。

（1）甲种遗传病的遗传方式为。

（2）乙种遗传病的遗传方式为。

（3） Ⅲ-2的基因型及其概率为。

（4）由于Ⅲ-3个体表现两种遗传病，其兄弟Ⅲ-2在结婚前找专家进行遗传咨询。专家的答复是：正常女性人群中甲、乙两种遗传病基因携带者的概率分别为1/10 000和1/100；H如果是男孩则表现甲、乙两种遗传病的概率分别是，如果是女孩则表现甲、乙两种遗传病的概率分别是；因此建议。

【解析】Ⅰ的1和2夫妇无病而Ⅱ中的1有病，Ⅱ中的6和7夫妇正常，Ⅲ中7有病，说明甲乙都为隐性遗传病。Ⅱ中1的父亲正常，说明甲病为常染色体隐性遗传，则乙就是伴X染色体隐性遗传。Ⅲ中的2为男性，表现型正常，所以一定不是乙病患者，也不是甲病患者，但可能是甲病携带者，即其基因型为AA或Aa，二者的可能性分别为1/3或2/3。H如果是男孩，其患甲种遗传病的概率是2/3×1/10 000×1/4=1/60 000，患乙种遗传病的概率是1/100×1/2=1/200。H如果是女孩，其患甲种遗传病的概率也是1/60 000，因为其父亲正常，患乙种遗传病的概率是0。因此优先选择生育女孩。

【点评】本题考查致病基因的显隐性和位置的判断以及遗传病的发病率计算。判断主要根据口诀“无中生有为隐性”和“隐性看女病，女病男正非伴性”。概率计算的关键是注意Ⅲ-2中的表现型和H如果是男孩或女孩患乙种遗传病的概率（确定是男孩或女孩），另外是什么时候该用上基因频率，什么时候不需计算在一起。

答案：（1）常染色体隐性遗传（2）伴X染色体隐性遗传（3） AAXBY，1/3或AaXBY，2/3 （4） 1/60 000和1/200 1/60 000和0 优先选择生育女孩

【例2】（2009年江苏卷第33题）在自然人群中，有一种单基因(用A、a表示)遗传病的致病基因频率为1/10 000，该遗传病在中老年阶段显现。1个调查小组对某一家族的这种遗传病所作的调查结果如图2所示。请回答下列问题。

（1）该遗传病不可能的遗传方式是。

（2）该种遗传病最可能是遗传病。如果这种推理成立，推测Ⅳ-5的女儿的基因型及其概率(用分数表示)为。

（3）若Ⅳ-3表现正常，那么该遗传病最可能是，则Ⅳ-5的女儿的基因型为。

解析：本题考查模式和2008年第27题一模一样，考查了遗传疾病的推导和概率计算，并融合了基因频率的相关知识。（1）用代入排除法，分别用各种情况代入遗传系谱图逐一排除，遗传系谱图中没有只传男性所以不是伴Y染色体遗传病，Ⅱ-4有病，其子正常，所以不是伴X染色体隐性遗传病。（2）该遗传病在后代中女性患者多于男性，所以最有可能是伴X染色体显性遗传病，若成立则Ⅳ-5的基因型为1/2、1/2，她可能与正常的男性XaY（概率9 999/10 000）和患病男性XAY（1/10 000）结婚，然后组合四种情况分别计算，则为1/10 000×1/4=1/40 000，为1/4×9 999/10 000+1/2×1/10000= 10 002/40 000,为29 997/40 000。（3）若Ⅳ-3表现正常，但是Ⅳ-4有病，那么该遗传病不可能是X染色体显性，所以为常染色体显性遗传病。Ⅳ-5的基因型为Aa，他的丈夫可能是AA、Aa。其女儿可能为AA、Aa、aa。

答案：（１）Ｙ染色体遗传和ｘ染色体隐性遗传

（２） X染色体显性 1/40 000 XAXA、 10 002/40 000

XAXa、 29 997／40 000 XaXa

（3）常染色体显性遗传病 AA、Aa、aa

2 遗传概率单一模式

【例3】（2010年江苏卷第29题）遗传工作者在进行遗传病调查时发现了一个甲、乙两种单基因遗传病的家系，系谱如图3所示，请回答下列回答（所有概率用分数表示）

（1）甲病的遗传方式是。

（2）乙病的遗传方式不可能是。

（3）如果II-4、II-6不携带致病基因．按照甲、乙两种遗传病最可能的遗传方式。请计算：

① 双胞胎（Ⅳ-1与Ⅳ-2）同时患有甲种遗传病的概率是。

② 双胞胎中男孩(IV-I)同时患有甲、乙两种遗传病的概率是。女孩（Ⅳ－２）同时患有甲、乙两种遗传病的慨率是。

解析：本题以系谱图为载体，遗传概率计算的单一模式呈现，考查人类遗传病遗传方式的判断和概率计算。

（1）甲病具有“无中生有”特点，且女患者的父亲不患病，故其遗传方式为常染色体隐性遗传。

（2）乙病具有男患者的母亲、女儿不患病的特点，因此不可能伴X显性遗传病。

（3）设控制甲病的基因为a，则Ⅱ8有病，Ⅰ3、Ⅰ4基因型均为Aa，则Ⅱ5基因型概率为2/3Aa和1/3AA，Ⅱ6不携带致病基因，故其基因型为AA，因此Ⅲ2基因为AA的概率为2/3×1/2=1/3，为Aa概率为2/3，同理Ⅲ1基因概率2/3Aa或1/3AA，因此其子代患病概率为1/3×1/3×1/4=1/36，正常概率为1/36，因此双胞胎同时患病的概率为1/36×1/36=1/296。因乙病具有代代相传且患者全为男性，因此最可能的遗传方式为伴Y传，因Ⅲ2患病，则双胞胎男孩患病，故Ⅳ-1同时患有甲乙两种病的概率为1/36×1=1/36。子代女孩不一定会患乙病，故Ⅳ2同时患两种病的概率为0。

答案：（1）常染色体隐性遗传（2）伴X显性遗传（3） 1/1 296 1/36 0

【例4】（2011年江苏卷第24题）某家系中有甲、乙两种单基因遗传病（图4），其中一种是伴性遗传病。相关分析正确的是（）

A．甲病是常染色体显性遗传、乙病是伴X染色体隐性遗传

B． Ⅱ-3的致病基因均来自于I-2

C． Ⅱ-2有一种基因型，Ⅲ一8基因型有四种可能

D．若Ⅲ-4与Ⅲ一5结婚，生育一患两种病孩子的概率是5/12

解析：这道题涉及的问题可不少，首先分析系谱图，确认遗传方式，另有基因型的判定和概率的计算。其实，还是要掌握一个基本的解题套路，可以变复杂为简单。

先看甲病，图中Ⅱ-4和Ⅱ-5均患甲病，而他们的女儿Ⅲ-7表现正常，根据“双亲有病，女儿正常”的口诀，可直接判断甲病为常染色体显性遗传病（假设致病基因为A、正常基因为a）；再看乙病，图中Ⅱ-4和Ⅱ-5均不得乙病，但其两个儿子Ⅲ-5和Ⅲ-6得乙病，根据“无中生有为隐性”，可判定乙病为隐性遗传病，而题干中说到“其中一种是伴性遗传病”，因此可判断乙为伴X隐性遗传病（假设致病基因为b、正常基因为B），因此可判断A正确，同时为后面的问题分析提供平台。

Ⅱ-3甲、乙两病兼得，据其双亲表现型分析，其甲病显性致病基因来得I-2，而乙病隐性致病基因应该来自I-1，B项错误。

Ⅱ-2不得甲病，相关基因型为aa，她也不患乙病，但她的女儿Ⅲ-2患乙病，相关基因型为XBXb，所以Ⅱ-2的基因型只有一种，为aaXBXb。Ⅲ-8患甲病，但她有一个姐姐表现正常，而其双亲均患甲病，所以她在甲病方面的基因型为AA或Aa；乙病方面，Ⅲ-8不得乙病，但其两个哥哥患乙病，故其母亲为乙病基因携带者，她的相关基因型为XBXB或XBXb，因此Ⅲ-8的基因型应有四种可能，C正确。

若Ⅲ-4与Ⅲ-5结婚，据系谱图分析，Ⅲ-4的基因型为Aa XBXb，Ⅲ-5的基因型为：（1/3）AAXbY或（2/3）AaXbY。采取“先分后合”的解题思路，他们的子女患甲病的概率为5/6，患乙病的概率为1/2，所以生一患两病孩子的概率为5/12，D正确。

点评：以系谱图为背景的遗传题历来为高考命题专家看好，因为它的信息容易大，可多方面考查考生的知识水平、逻辑思维能力和计算技巧，试题呈现的形式并不重要，关键是要具备清晰的解题思路，其中最关键的则是遗传方式的判定。

答案：ACD。

3 文字+表格模式

【例5】（2009年广东卷第37题）雄鸟的性染色体组成是ZZ，雌鸟的性染色体组成是ZW。某种鸟羽毛的颜色由常染色体基因（A、a）和伴染色体基因（ZB、Zb）共同决定，其基因型与表现型的对应关系见表1。请回答下列问题。

（1）黑鸟的基因型有种，灰鸟的基因型有种。

（2）基因型纯合的灰雄鸟与杂合的黑雌鸟交配，子代中雄鸟的羽色是，此鸟的羽色是。

（3）两只黑鸟交配，子代羽毛只有黑色和白色，则母体的基因型为，父本的基因型为。

（４）一只黑雄鸟与一只灰雌鸟交配，子代羽毛有黑色、灰色和白色，则母本的基因型为，父本的基因型为，黑色、灰色和白色子代的理论分离比为。

解析：本题考查的模式是文字+表格，也是对遗传规律和伴性遗传知识灵活运用的考核，根据题中表格可知，黑鸟的基因型有AAZBZB、AAZBZb、AaZBZB、AaZBZb、AAZBW、AaZBW6种，灰鸟的基因型有AAZbZb、AaZbZb、AAZbW、AaZbW4种。基因型纯和的灰雄鸟的基因型为AAZbZb，杂合的黑雌鸟的基因型为AaZBW，子代基因型为AAZbW、AaZbW、AAZBZb、AaZBZb4种，雄鸟为黑色，雌鸟为灰色。第三小题根据子代的性状，判断出亲本的基因型两黑鸟后代只有黑或白则不应有b基因存在。第四小题同理，因为后代有三种表现性，则亲代雄性两对基因都杂合，根据子代基因型的比例，归纳出表现性的比例为3∶3∶2。

答案：（1） 6 4 （2）黑色灰色（3） AaZBW AaZBZB （4） AaZbW AaZBZb 3∶3∶2

4 遗传图谱规律总结

通过以上三种典型考题模式，可以摸索出“遗传图谱的分析和概率计算”这一大类高考热点题型的解题规律。

4.1 遗传病遗传方式判定方法

解题顺序：先确定是否为伴Y遗传（是否患者全为男性）→确定是否为母系遗传（是否为母系遗传）→确定是显、隐性→确定是常染色体遗传还是伴X遗传。

（1）常染色体显性遗传。常见病：多指（趾）症、并指症、先天性白内障等。

① 遗传表现为连续，即患者的双亲中，至少有一个是患者，与性别无关。

② 如果双亲有病，生了一个无病的女儿，则一定是常染色体显性遗传（图5-Ａ）。

③ 如果已知是显性，父病而女儿正常（图5-Ｂ），或母亲正常而儿子患病则一定常染色体显性遗传（图5-Ｃ）；

（2）常染色体隐性遗传。常见病：白化病、先天性聋哑、高度近视、黑尿症。

① 表现为不连续，即常表现为隔代遗传。遗传与性别无关，男女患病机会均等。近亲婚配发病率高。

② 如果双亲无病，生了一个患病的女儿，则一定是常染色体隐性遗传（图6-A）。