遗传系谱的判定和相关发病概率的计算,是高中生物的一个难点,能充分考查学生对遗传知识的综合运用及相关推理和计算能力,因此是历年高考的常考考点和题型;也是高考命题的重点内容之一。学生遇到这类问题往往"剪不断,理还乱",我们在教学中总结了一些判定口诀,使学生在做这方面题时事半功倍,得心应手。
一、解题“三步曲”
第一步:确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传
①“无中生有”为隐性遗传病。即双亲都正常,其子代有患者,则一定是隐性遗传病。其图形表示为(图1),患者双亲的基因型均为Aa,患者的基因型为aa。
②“有中生无“为显性遗传病。即双亲都患病,其子代有表现正常者,则一定是显性遗传病。其图形表示为(图2),双亲的基因型均为Aa,正常后代的基因型为aa。
③显性遗传病,一般有明显的连续性;隐性遗传病一般隔代遗传。(注:连续性是指直系血亲之间的连续性。如图3,图谱中显然每代都有患者,但并不具有连续性。)
第二步:确定是常染色体遗传还是伴性遗传
⒈在已确定隐性遗传病的系谱中:
①父亲正常,女儿患病,(或儿子正常,母亲患病),一定是常染色体隐性遗传病,其图形表示为(图4);
②母亲患病,儿子正常,一定不是伴X染色体隐性遗传,必定是常染色体隐性遗传,其图形表示为(图5)。
③母亲患病,儿子一定有病,则为伴X染色体隐性遗传病。如为伴X染色体隐性遗传病,则女性患者的父亲与儿子为患者,否则不是伴X染色体隐性遗传病,其图形表示为(图6)。
⒉在已确定显性遗传病的系谱中:
①父亲患病,女儿正常(或儿子患病,母亲正常),一定是常染色体显性遗传病,其图形表示为(图7);
②母亲正常,儿子患病,一定不是伴X染色体显性遗传,必定是常染色体显性遗传。其图形表示为(图8)。
③父亲患病,女儿一定有病,则为伴X染色体显性遗传病。如为伴X染色体显性遗传病,则男性患者的母亲与女儿均为患者,否则不是伴X染色体显性遗传病,其图形表示为(图9)。
⒊常染色体遗传病患者无性别差异,X染色体遗传并患者男性多于女性。
第三步;记住人类遗传病判定口诀,并灵活运用
无中生有为隐性,有中生无为显性;
隐性遗传看女病,女病父正非伴性;
显性遗传看男病,男病母正非伴性。
(注:原则上找有上下代的患者,父病子病女不病为伴 Y遗传,可直接判定。)
二、典例分析:
例1 如图是某遗传病的遗传图解,请写出你分析该病的思维方法。
(1)进行分析的关键性个体是_____的表现型,可排除常染色体显性遗传病。
(2)____的表现型,可排除X染色体显性遗传病。
(3)个体____的表现型,可排除Y染色体遗传病。
解析:人类的遗传病的判断方法:首先确定遗传病是显性遗传还是隐性遗传;其次确定是常染色体遗传还是伴性遗传。判断的依据是遗传方式的特点。
判断遗传类型的方法很多,结合该题系谱图,从Ⅲ1或Ⅲ3个体可以看出,其父母不患病,说明该致病基因是隐性的;从Ⅰ代到Ⅱ代可以看出致病基因不在Y染色体上。并进一步证实是隐性的。
答案:(1)Ⅲ1或Ⅲ3(2)Ⅱ1或Ⅱ3 (3)Ⅱ2或Ⅲ3
例2(2005年高考上海卷)在一个远离大陆且交通不便的海岛上,居民中有66%为甲种遗传病(基因为A、a)致病基因携带者。岛上某家族系谱中,除患甲病外,还患有乙病(基因为B、b),两种病中有一种为血友病,请据图回答问题:
(1)______病为血友病,另一种遗传病的致病基因在_________染色体上,为______性遗传病;
(2)Ⅲ13在形成配子时,在相关的基因传递中,遵循的遗传规律是:______________;
(3)若Ⅲ11与该岛一个表现型正常的女子结婚,则其孩子中患甲病的概率为___________;
(4)Ⅱ6的基因型为___________,Ⅲ13的基因型为__________;
(5)我国婚姻法禁止近亲结婚,若Ⅲ11与Ⅲ13婚配,则其孩子中只患甲病的概率为_________,只患乙病的概率为___________;只患一种病的概率为________;同时患有两种病的概率为________。
解析:本题考查遗传系谱图中遗传病的遗传方式判定、基因型推断以及概率计算等方面的知识。
(1)从遗传系谱图看出Ⅱ5和Ⅱ6都不是患甲病,他们的女儿Ⅲ10患甲病,可以判断甲病为隐性遗传病,且至病基因位于常染色体上。由此,根据题干信息可知乙病为伴X染色体隐性遗传病(血友病)。
(2)Ⅲ13两病兼患,其基因型为aaXbXb,涉及两对等位基因,且分别位于两对同源染色体上,因此在形成配子时遵循基因的自由组合定律。
(3)此小题只涉及甲病,可用基因的分离定律解题,欲知Ⅲ11的基因型,应先确定其父母的基因型,根据Ⅲ10可推知Ⅱ5和Ⅱ6的基因型都是Aa,因此Ⅲ11的基因型为AA或Aa的可能性分别为1/3和2/3,岛中表现型正常的子女是甲病携带者的可能为66%,他们生一患甲病孩子的概率为2/3Aa×66%Aa=11%。
(4)Ⅰ1是血友病患者,必将致病基因Xb传给Ⅱ6,Ⅱ6不是患血友病,因此基因型为AaXBXb。Ⅲ13两病兼患,基因型为aaXbXb。
(5)Ⅲ11的基因型为AAXBY或AaXBY,出现的可能性分别为1/3和2/3,若Ⅲ11与Ⅲ13婚配,患甲病概率:2/3Aa×aa=1/3;患乙病概率:XBY×XbXb=1/2;两病兼患概率:1/3×1/2=1/6;只患甲病概率:1/3-1/6=1/6或1/3×(1-1/2)=1/6;只患乙病概率:1/2-1/6=1/3或1/2×(1-1/3)=1/3;只患一种病概率:1/3-1/6+1/2-1/6=1/2或1/3+1/6=1/2;它们的关系可以用下图表示:
答案:(1)乙常隐;
(2)基因的自由组合规律;
(3)11%;(4)AXBXb、aaXbXb;(5)1/6、1/3、1/6。