摘 要:遺傳與變異是高中生物中的主干知識,是教學的重點也是難點,更是考試的熱點,尤其是遺傳系譜分析題歷來都是學生感到棘手的問題,可是此類題能很好的考查學生對所學知識的理解、掌握情況以及綜合運用能力,所以此類題在考試中頻繁出現(xiàn)而且難度較高,本文以一道選擇題為例來探討此類試題解析方法與過程。
關(guān)鍵詞:家族系譜圖;遺傳病;遺傳平衡定律;概率
兩種遺傳病的家族系譜圖如下,已知人群中甲病(A、a)基因位于常染色體上,a的基因頻率為10%,乙病用B、b表示,且兩家族均無對方家族的致病基因,下列有關(guān)說法錯誤的是(? )
A.圖中Ⅱ2與Ⅱ3的基因型為Aa的概率分別為2/3、2/11
B.若I4無乙病致病基因,則乙病在人群中的發(fā)病率男性多于女性
C.若I4無乙病致病基因,則IV1兩病皆患的概率為13/32
D.若IV1染色體組成為XBXBY,則可能為其母親減II后期出錯造成
【解析】
對于遺傳系譜分析題我的解題思路一般是:第一步是顯隱性的判斷。顯隱性的判斷依據(jù)是“無中生有是隱性,有中生無是顯性”,即如果雙親都沒有病,生下了患病孩子,則可判斷該病是隱性遺傳病;如果雙親都有病,生下了不患病孩子,則可判斷該病是顯性遺傳病。第二步是判斷常染色體遺傳還是性染色體(一般是X染色體上)。考題里一般都是隱性遺傳病,而且是X染色體上的遺傳(Y染色體一般不考),我通常采用數(shù)學方法反證法的思路,即先假設(shè)是X染色體上隱性遺傳,再從遺傳系譜圖中找有沒有矛盾(可以套用我們比較熟悉的人類紅綠色盲特點),如果有矛盾則為常染色體上遺傳,否則既可能是常染色體上遺傳也可能是X染色體上的遺傳。當然還要充分考慮題干中的相關(guān)條件再進行綜合分析判斷。
系譜圖分析:對于甲病,圖中雙親Ⅰ1和Ⅰ2都患病,生了一個表現(xiàn)型正常的孩子Ⅱ1,符合“有中生無是顯性”的特點,說明甲病為顯性遺傳病,又由于甲病基因位于常染色體上,即該病為常染色體上顯性遺傳病;對于乙病,圖中雙親Ⅰ3和Ⅰ4表現(xiàn)型都正常,生了一個患病的孩子Ⅱ5,符合“無中生有是隱性”的特點,則乙病為隱性遺傳病,假設(shè)乙病是X染色體上的遺傳,若親代Ⅰ3基因型是XBXb,可以生下患病男孩,沒有矛盾,所以乙病基因可能在X染色體上,也可能在常染色體上,所以僅依據(jù)系譜圖中的條件不能確定乙病致病基因在染色體上的位置。
對于選項A,由分析可知,甲病為常染色體上顯性遺傳病,由于Ⅱ1表現(xiàn)型正??梢源_定其基因型為aa,則其雙親Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均為Aa,Ⅱ2表現(xiàn)為患者,因此Ⅱ2的基因型可能為1/3AA、2/3Aa;由于人群中a的基因頻率為10%,則A的基因頻率為90%,根據(jù)遺傳平衡定律,AA的基因型頻率是90%*90%=81%,Aa的基因型頻率是2*90%*10%=18%,而Ⅱ3表現(xiàn)型為患者,因此人群中患甲病的個體基因型為Aa的概率=18%÷(81%+18%)=2/11,故A正確;
對于選項B,根據(jù)題干信息以及系譜圖已經(jīng)判斷乙病為隱性遺傳病,可能為伴X染色體隱性遺傳病,也可能為常染色體隱性遺傳病,再考慮B選項的條件“若I4無乙病致病基因”,說明Ⅱ5的致病基因只來自Ⅰ3,可以判斷乙病為伴X染色體隱性遺傳病,符合色盲遺傳特點,乙病在人群中的發(fā)病率男性多于女性,故B正確。
對于選項C,若Ⅰ4無乙病致病基因,則乙病為伴X染色體隱性遺傳病.我們對兩種病的遺傳進行分別分析:
乙病:由于Ⅲ1不患乙病,基因型是XBY.Ⅲ2表現(xiàn)型正常但是她的父親Ⅱ5患乙病,故基因型只能是XBXb,因此Ⅲ1與Ⅲ2所生孩子患乙病的概率是1/4.
甲?。簩τ冖?由選項A可知,Ⅱ2與Ⅱ3的基因型為Aa的概率分別為2/3、2/11即Ⅱ2的基因型2/3Aa;1/3AA,其產(chǎn)生配子的基因頻率A:2/3,a:1/3;Ⅱ3的基因型2/11Aa;9/11AA,其產(chǎn)生配子的基因頻率A:10/11,a:1/11.
由遺傳平衡定律知,Ⅲ1的基因型:AA:10/11*2/3=20/33,Aa:2/3*1/11+1/3*10/11=12/33,而Ⅲ1表現(xiàn)為患者時基因型是Aa的概率是12/33÷(12/33+20/33)=3/8,即Ⅲ1基因型是Aa的概率是3/8。Ⅲ2表現(xiàn)正常,基因型是aa。因此Ⅲ1與Ⅲ2所生孩子不患甲病的概率是3/8*1/2=3/16.患甲病的概率是1-3/16=13/16.
綜合分析,Ⅲ1與Ⅲ2所生孩子IV1兩病皆患的概率為1/4*13/16=13/64.故選項C錯誤。
對于選項D,通過以上分析Ⅲ1基因型是XBY,Ⅲ2的基因型是XBXb.若Ⅳ1染色體組成為XBXBY,則可能為其母親減Ⅱ后期次級卵母細胞分裂時兩條XB染色體沒有分開產(chǎn)生了性染色體組成為XBXB的卵細胞,與性染色體為Y的精子結(jié)合發(fā)育而來.故D正確。
根據(jù)題干要求應(yīng)選擇說法不正確的選項,故符合題意的選項應(yīng)為C。
【答案】C
作者簡介:黃建軍,男,漢族,甘肅靈臺人,大學本科,畢業(yè)于西北師范大學生物系,一直在蘭州市第十八中學從事教育教學工作。