田瑞娟 王京良
遺傳系譜圖是高中生物的重點和難點,也是高考的常考題型,大家面對這類問題往往感到棘手,失分也較多。遺傳系譜圖主要考查兩個方面的內容:一是遺傳方式的分析和判斷;二是遺傳概率的相關計算。本文就從這兩個方面舉例分析。
1. 遺傳方式的分析和判斷
在分析和判斷系譜圖中所呈現的遺傳病的遺傳方式時,首先,要確定是否為伴Y遺傳或細胞質遺傳。如果圖譜中所有的患者均為男,無女患者,且患者后代中男性全為患者(即父患子必患,父親正常兒子必正常),則為伴Y染色體遺傳?。ㄒ话悴豢紤]位于Y與X的同源區(qū)段);系譜中只有出現“母病子女全病,母正常子女全正?!保瑒t考慮為細胞質遺傳。其次,確定遺傳病的顯隱性?!盁o中生有”(雙親都無病,有患病子女)為隱性;“有中生無”(雙親都有病,有正常子女)為顯性。第三步,確定是常染色體遺傳還是伴X染色體遺傳。若為隱性,又具有“母病兒必病,女病父必病”的性別特點,則為伴X隱性遺傳,如果不符合性別特點,則為常染色體隱性遺傳;若為顯性,又具有“父病女必病,兒病母必病”的性別特點,則為伴X顯性遺傳,如果不符合性別特點,則為常染色體顯性遺傳。
例1 ?圖1是人類某種遺傳病的家系圖譜(圖中陰影部分表示患者),推測這種病的遺傳方式是( ? )
[女][男][1 2][3 4][5 6][7 8][9 10][15 16][11 12][13 14]
圖1
A. 常染色體顯性遺傳
B. 常染色體隱性遺傳
C. X染色體顯性遺傳
D. X染色體隱性遺傳
解析 本題考查了遺傳方式的分析和判斷。根據9、10、16組成的家庭中9號和10號表現正常,16號個體患病,符合“無中生有”,可以判斷為隱性遺傳病;再根據8、12、14個體可以排除伴X隱性遺傳,因為如果為伴X隱性遺傳,8號個體后代的兒子必為患者,但圖譜中12、14號個體均表現正常,所以該病的遺傳方式為常染色體隱性遺傳。答案為B。
但是有些題目中沒有出現例1中那樣典型的特點,就只能推測遺傳方式的可能性。若該病在世代之間呈連續(xù)遺傳,則最可能為顯性;若該病呈現隔代遺傳,則最可能為隱性。然后再根據患者性別比例進一步確定是常染色體遺傳還是伴X染色體遺傳。若男女患者的比例相當,則最可能為常染色體遺傳;若女患者多于男患者,且為顯性,則最可能為伴X顯性遺傳;若男患者多于女患者,且為隱性,則最可能為伴X隱性遺傳。
例2 ?圖2是調查得到的某家族慢性腎炎遺傳圖譜,請分析,此病最可能是( ? )
[Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ]
圖2
A. 伴X染色體顯性遺傳
B. 伴X染色體隱性遺傳
C. 常染色體顯性遺傳
D. 常染色體隱性遺傳
解析 ?該病在連續(xù)四個世代中均有患者,且女患者比男患者多,則最可能為伴X顯性遺傳病。答案為A。
2. 遺傳概率的相關計算
在計算患病概率問題時,首先仍然是判斷遺傳方式,確定了遺傳方式后,用題目給出的或是假定的字母寫出基因型。若為顯性遺傳病,則先寫出正常個體的基因型;若為隱性遺傳病,則先寫出患者的基因型。如圖3所示,該病為常染色體隱性遺傳?。ㄓ肁、a表示),先寫出3號個體的基因型為aa,逆推出1號、2號個體的基因型都為Aa,則4號可能的基因型為AA或Aa。如果要問該個體基因型為Aa的概率,很多考生可能會誤以為是1/2。實際上,1、2號的后代為AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,但4號表現正常(AA或Aa),所以Aa占表現正常的比例為2/3。當然,像這樣有兩種可能基因型的個體,一定要再根據其后代進行逆向推斷以確定其基因型是一種還是兩種,如下例3所示。
[女正常][女患者][男患者][男正常][1 2][3 4]
圖3
例3 ?如圖4是某家系一種單基因遺傳病的遺傳圖譜,成員中Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅱ-2為患者。推測合理的一項是( ? )
[Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ] [1 2][1 2][1 2][3 4][3]
圖4
A.Ⅲ-2為患病男孩的概率是50%
B.該病為常染色體顯性遺傳病
C.Ⅱ-3攜帶致病基因的概率是50%
D.該病為X染色體顯性遺傳病
解析 ?Ⅰ-1和Ⅰ-2均為患者,有正常的女兒(Ⅱ-3),即“有中生無”為顯性,且父親患病女兒未患病,則該病為常染色體顯性遺傳?。ㄓ肂、b表示),故B正確;Ⅱ-3表現型正常,基因型為bb,則攜帶致病基因的概率是0,故C錯誤;Ⅱ-1、Ⅲ-1的基因型為bb,則Ⅱ-2的基因型為Bb,所以Ⅲ-2為患病男孩的概率是1/2×1/2=1/4,故A錯誤。答案為B。
在例3中該病為常染色體顯性遺傳病,由雙親推測Ⅱ-2可能的基因型為BB或Bb,而Ⅲ-1為bb,則推斷Ⅱ-2基因型一定為Bb。
遺傳概率的計算題中,有很多涉及兩病兼患。在計算兩種獨立遺傳病的相關遺傳病概率時,先分別計算出甲病和乙病的患病概率,再根據題目要求,可以利用圖解法求解此類問題,如圖5。若患甲 [正常][兩病兼患][只患甲病][只患乙病][圖5]病概率為m,患乙病概率為n,則
(1)同時患兩種病的概率=mn
(2)只患甲病概率=m-mn
(3)只患乙病概率=n-mn
(4)只患一種病的概率=只患甲病概率+只患乙病概率=m+n-2mn
(5)患病概率=只患甲病概率+只患乙病概率+兩病兼患概率=m+n-mn
(6)正常(即不患病)概率=不患甲病×不患乙病=(1-m)(1-n)
另外,還要注意與性別相關的問法。例如,“患病男孩的概率”是求“其子女中患病并且是男孩的概率”,而“男孩患病的概率”是求“兒子中是患者的概率”。兩者意義不同,算法自然不同,對于常染色體遺傳病而言,患病男孩概率=患病孩子概率×1/2;男孩患病概率=患病孩子概率。對于伴性遺傳病而言,患病男孩的概率(如色盲男孩),則從全部后代中找出患病男或女,即可求得患病男或女的概率,而不需再乘 1/2;男孩患病的概率(如男孩色盲),只需考慮相應性別中的發(fā)病情況。
例4 ?如圖5是一個家庭甲、乙兩種遺傳病的系譜圖。若Ⅱ6和Ⅱ7結婚生出一個孩子,只患一種病的概率是( ? )
[甲病][乙病][Ⅰ
Ⅱ] [1 2][3 4][5 6][7 8]
圖5
A.2/3 ? ?B.1/9 ? ? ?C.17/27 ? ? ?D.7/9
解析 ?1號和2號患甲病(用A和a表示),而女兒5號不患甲病,故甲病為常染色體顯性遺傳病。3號和4號正常,8號患乙?。ㄓ肂和b表示),故乙病為常染色體隱性遺傳病。則6號關于甲病的基因型為2/3Aa或1/3AA,7號基因型為aa,他們的孩子患甲病概率為2/3×1/2+1/3×1=2/3。也可以逆向思維:甲病概率=1-不患甲病=1-2/3×1/2=2/3,同理6號關于乙病的基因型為1/3BB或2/3Bb,7號基因型為1/3BB或2/3Bb,他們的孩子患乙病概率為2/3×2/3×1/4=1/9。故他們的孩子只患一種病的概率為2/3×(1-1/9)+(1-2/3)×1/9=17/27。也可以這樣求解:只患一種病的概率=患甲病概率+患乙病概率-2×兩病同時患的概率=2/3+1/9-2×2/3×1/9=17/27,故C正確。