遺傳系譜圖的解題思路

何菊元

【分類號】G634.91

關(guān)鍵詞：遺傳系譜圖 伴X隱性遺傳 常染色體隱性遺傳 伴X顯性遺傳 常染色體顯性遺傳 概率

2014年新課標(biāo)全國卷Ⅰ考了一道遺傳系譜圖的選擇題，實(shí)際上遺傳系譜圖在各省的生物高考試題中每年都有，只不過新課標(biāo)全國卷Ⅰ隔了很多年沒考。在高中生物教學(xué)中，遺傳學(xué)是教學(xué)中的重點(diǎn)，而遺傳系譜圖更是學(xué)生學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如果在教學(xué)中能有效突破這一疑難點(diǎn)，能減輕學(xué)生不少的學(xué)習(xí)壓力。我認(rèn)為在解答遺傳系譜圖類試題時(shí)，需要運(yùn)用遺傳學(xué)規(guī)律，有清晰的解題思路。做這一類型題目時(shí)，基本解題步驟如下：

第一步：對單基因遺傳病，分析判斷遺傳系譜圖的遺傳方式，常規(guī)解題思路是：

先確定是否為細(xì)胞質(zhì)遺傳→確定是否為伴Y遺傳→確定顯、隱性→確定是伴X遺傳還是常染色體遺傳。上述遺傳方式根據(jù)哪些個(gè)體來確定的心中要做到有理有據(jù)。

1.其中細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)為典型的母系遺傳，即“①母患病子女必病 ②母正常子女均正?！保駝t不是細(xì)胞質(zhì)遺傳。

2.伴Y遺傳病的遺傳特點(diǎn)為“①父病子必病②無女性患者 ③只傳男，不傳女”，否則不是伴Y遺傳病。

這兩種類型在系譜圖中很容易確定，考查較少，多數(shù)是考查其余4類遺傳病的遺傳方式。

3.確定是顯性遺傳病還是隱性遺傳病

（1）無病的雙親，所生的孩子中有患病，一定是隱性遺傳病。

（2）有病的雙親，所生的孩子中出現(xiàn)無病的，一定是顯性遺傳病。

4.確定是常染色體遺傳還是伴X遺傳

（1）在已確定是隱性遺傳的系譜中 ：找女患者，若女患者的父親和兒子都患病，則為伴X隱性遺傳；否則為常染色體隱性遺傳。

（2）在已確定是顯性遺傳的系譜中：找男患者，若男患者的母親和女兒都患病，則為伴X顯性遺傳；否則為常染色體顯性遺傳。

第二步：根據(jù)題目要求推算后代發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，基本解題思路是：

先確定遺傳病的遺傳方式→確定相關(guān)個(gè)體的基因型→相關(guān)數(shù)學(xué)計(jì)算。

確定相關(guān)個(gè)體的基因型一般由親代表現(xiàn)型和基因型推子代的基因型或由子代表現(xiàn)型和基因型推親代的基因型。進(jìn)行相關(guān)數(shù)學(xué)計(jì)算時(shí)：

1.若系譜圖中只有一種單基因遺傳病，是常染色體上遺傳的，遵循基因的分離定律，是伴性遺傳的，遵循伴性遺傳的規(guī)律。

典例分析：①、（2011廣東高考）某班同學(xué)對一種單基因遺傳病進(jìn)行調(diào)查，繪制并分析了其中一個(gè)家系的系譜圖（如圖1）。下列說法正確的是

A.該病為常染色體顯性遺傳病

B.II-5是該病致病基因的攜帶者

C.II-5與 II-6再生患病男孩的概率為1/2

D.III-9與正常女性結(jié)婚，建議生女孩

解析：II-5與 II-6正常，而III-11患病，說明該病為隱性性狀（否定答案A，但不能斷定致病基因在常染色體還是X染色體上），可推出II-5是該病致病基因的攜帶者。如致病基因在常染色體上，II-5（Aa）與 II-6（Aa）再生患病男孩（aaXY）的概率為1/4×1/2=1/8。如致病基因在X染色體上，II-5（XAXa）與 II-6（XAY）再生患病男孩（XaY）的概率為1/4。否定答案C。如致病基因在常染色體上，III-9與正常女性結(jié)婚，所生男孩、女孩發(fā)病率相等，性別選擇對于優(yōu)生沒有意義，應(yīng)采用其它優(yōu)生措施。當(dāng)然，該病基因不可能只位于Y染色體上，但有可能位于X、Y染色體的同源區(qū)段。對此，不再具體分析。

答案：B

②、（2014新課標(biāo)Ⅰ卷）下圖為某種單基因常染色體隱性遺傳病的系譜圖（深色代表的個(gè)體是該遺傳病患者，其余為表現(xiàn)型正常個(gè)體）。近親結(jié)婚時(shí)該遺傳病發(fā)病率較高，假定圖中第Ⅳ代的兩個(gè)個(gè)體婚配生出一個(gè)患該遺傳病子代的概率是1/48，那么，得出此概率值需要的限定條件是（ ）

A.Ⅰ-2和Ⅰ-4必須是純合子

B.Ⅱ-1、Ⅲ-1和Ⅲ-4必須是純合子

C.Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅲ-2和Ⅲ-3必須是雜合子

D.Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅳ-1和Ⅳ-2必須是雜合子

【答案】B

【解析】此題的命題特征與平時(shí)的遺傳系譜圖練習(xí)題的設(shè)置是相反的，平時(shí)是告訴條件求后代患病風(fēng)險(xiǎn)，這道題是告訴了子代的患病概率是1/48，求得出此概率值需要的限定條件。題目中已確定該遺傳病為常染色體隱性，無論I—2和I—4是否純合，II—2、II—3、II—4、II—5的基因型均為Aa，A項(xiàng)錯(cuò)誤。若II—1、Ⅲ-1純合，則Ⅲ-2為1/2Aa、Ⅳ-1為1/4Aa；Ⅲ-3為2/3Aa，若Ⅲ—4純合，則Ⅳ-2為2/3×1/2=1/3Aa；故Ⅳ的兩個(gè)個(gè)體婚配，子代患病的概率是1/4×1/3×1/4=1/48，與題意相符，B項(xiàng)正確。若Ⅲ—2和Ⅲ—3一定是雜合子，則無論Ⅲ-1和4是同時(shí)AA或同時(shí)Aa或一個(gè)是AA另一個(gè)是Aa，后代患病概率都不可能是1/48，C項(xiàng)錯(cuò)誤。Ⅳ的兩個(gè)個(gè)體婚配，子代患病概率與II—5的基因型無關(guān)；若Ⅳ的兩個(gè)個(gè)體都是雜合子，則子代患病的概率是1/4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.若系譜圖中有兩種單基因遺傳病，均是常染色體上遺傳的，遵循基因的分離定律和自由組合定律；一種是常染色體上遺傳的，遵循基因的分離定律，另一種是伴性遺傳的，遵循伴性遺傳的規(guī)律，兩者合起來遵循基因的自由組合定律。

典例分析：下圖為兩種遺傳病的系譜圖（甲病基因用A-a表示，乙病基因用B-b表示），其中一種病為伴性遺傳。且Ⅰ1無甲病的致病基因，Ⅰ2、Ⅱ6的家族無乙病史。請回答下列問題：

（1）甲病的遺傳方式為__________________，Ⅲ1的基因型為________。

（2）寫出Ⅰ1的一個(gè)初級卵母細(xì)胞所產(chǎn)生卵細(xì)胞的________類型。Ⅱ2再次懷孕，且鑒定胎兒為女性，該胎兒仍有________的患病概率。endprint

（3）若Ⅲ2與Ⅲ3近親結(jié)婚，子女同時(shí)患甲、乙兩病的概率為________。

【答案】 （1）伴X染色體顯性遺傳 bbXaXa （2）BXa或bXa 5/8 （3）1/48

【解析】 （1）根據(jù)圖示Ⅱ1與Ⅱ2生了一個(gè)患乙病的女兒，說明乙病的遺傳方式為常染色體上的隱性遺傳，Ⅰ1無甲病致病基因，則甲病的遺傳方式為伴X染色體顯性遺傳。Ⅲ1的基因型為bbXaXa。（2）Ⅰ1無甲病的致病基因，Ⅰ2的家族無乙病史且Ⅲ1患乙病，故Ⅰ1的基因型為BbXaXa，故其一個(gè)初級卵母細(xì)胞所產(chǎn)生卵細(xì)胞的類型為BXa或bXa；Ⅱ1與Ⅱ2的基因型分別為BbXaY和BbXAXa，故生一個(gè)女孩正常的概率為3/8，女孩患病的概率為5/8。（3）由Ⅲ1的基因型為bb推知Ⅱ1與Ⅱ2的基因型均為Bb，又由于Ⅱ2患甲病，則Ⅲ2的基因型為2/3BbXAY。由Ⅲ1的基因型為bb可推知Ⅰ1的基因型為Bb，并可推知Ⅱ5的基因型為1/2Bb，進(jìn)而推知

Ⅲ3的基因型為1/4Bb，Ⅲ3不患甲病，則其基因型為XaXa。Ⅲ2和Ⅲ3的子女患乙病的概率為2/3×1/4×1/4=1/24、患甲病的概率為1/2，故兩病兼患的概率為1/48。

第三步：若系譜圖中有一種遺傳病，由兩對等位基因控制，遵循基因的自由組合定律。

典例分析：（2013江蘇卷）調(diào)查某種遺傳病得到如下系譜圖，經(jīng)分析得知，兩對獨(dú)立遺傳且表現(xiàn)完全顯性的基因（分別用字母Aa、Bb表示）與該病有關(guān)，且都可以單獨(dú)致病。在調(diào)查對象中沒有發(fā)現(xiàn)基因突變和染色體變異的個(gè)體。請回答下列問題：

（1）該種遺傳病的遺傳方式 （是/不是）伴X隱性遺傳，因?yàn)榈冖翊?個(gè)體均不患病。進(jìn)一步分析推測該病的遺傳方式是 。

（2）假設(shè)Ⅰ-1和Ⅰ-4婚配、Ⅰ-2和Ⅰ-3婚配，所生后代患病的概率均為0，則Ⅲ-1的基因型為 ，Ⅱ-2的基因型為 。在這種情況下，如果Ⅱ-2與Ⅱ-5婚配，其后代攜帶致病基因的概率為 。

【答案】（1）不是 1、3 常染色體隱性

（2）AaBb AABB或AaBB（AABB或AABb） 5/ 9

【解析】（1）根據(jù)Ⅰ-1與Ⅰ-2正常，其女兒Ⅱ-3患該病，Ⅰ-3與Ⅰ-4正常其女兒Ⅱ-6患該病，“無中生有為隱性”，說明此遺傳病為隱性遺傳病。又因?yàn)棰?1和Ⅰ-3男性都正常，其女兒有患病的，說明該致病基因在常染色體上。

（2）由于該遺傳病受兩對基因控制，只有當(dāng)雙顯時(shí)才表現(xiàn)正常，由題中信息Ⅰ-1與Ⅰ-4婚配、Ⅰ-2與Ⅰ-3婚配，所生后代患病的概率均為0，說明他們的基因組成中各有一對為顯性純合子，且Ⅰ-1、Ⅰ-2的基因型相同，Ⅰ-3、Ⅰ-4的基因型相同。分兩種情況分析：①若Ⅰ-1、Ⅰ-2基因型為AABb、AABb，則Ⅰ-3、Ⅰ-4基因型為AaBB、AaBB?？赏浦?2基因型為1/3AABB、2/3AABb，Ⅱ-5的基因型為1/3AABB、2/3AaBB，Ⅱ-3的基因型為AAbb，Ⅱ-4的基因型為aaBB，從而可以推斷Ⅲ-1的基因型為AaBb。在這種情況下，Ⅱ-2與Ⅱ-5婚配，有三種情況后代攜帶致病基因：1/3AABB×2/3AaBB、2/3AABb ×1/3AABB、 2/3AABb×2/3AaBB，故后代攜帶致病基因的概率為1/3×2/3×1/2+2/3×1/3×1/2+2/3×2/3（1-1/2×1/2）=5/9。②另一種情況時(shí)把雜合的一對換為Aa，其余分析相同。

綜上所述，各種類型的遺傳系譜圖試題的解答，都要按照一定的思路，化繁為簡，綜合運(yùn)用相應(yīng)的遺傳學(xué)規(guī)律才能作出正確的解答。

參考文獻(xiàn)：

1、2015新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí)用書《新動(dòng)力》。

2、2011廣東高考生物試題。

3、2014新課標(biāo)Ⅰ卷理綜生物試題。

4、2013江蘇卷生物試題。endprint