詳析高考遺傳圖譜模式

鄧過房

遺傳圖譜的分析和概率計(jì)算，是中學(xué)生教學(xué)一線的重頭戲，也是所有教師和學(xué)生最為頭疼的“克星”，縱觀全國(guó)新課程改革后的5年高考試題，每年都有該部分的試題呈現(xiàn)，而且所在比例很大，這更加的增加了該部分教學(xué)的份量。

那“遺傳圖譜的分析和概率計(jì)算”這類型題真的就無法攻克，毫無規(guī)律了嗎？回答是否定的。嘗試著從過5年高考試題中，尋找出這類題的點(diǎn)滴模式，克服心理障礙，共同探討。

1 遺傳概率+基因頻率模式

【例1】 （2008年江蘇卷第27題）圖1為甲種遺傳病（基因?yàn)锳、a）和乙種遺傳病（基因?yàn)锽、b）的家系圖。其中一種遺傳病基因位于常染色體上，另一種位于X染色體上。請(qǐng)回答以下問題（概率用分?jǐn)?shù)表示）。

（1） 甲種遺傳病的遺傳方式為 。

（2） 乙種遺傳病的遺傳方式為 。

（3） Ⅲ-2的基因型及其概率為 。

（4） 由于Ⅲ-3個(gè)體表現(xiàn)兩種遺傳病，其兄弟Ⅲ-2在結(jié)婚前找專家進(jìn)行遺傳咨詢。專家的答復(fù)是：正常女性人群中甲、乙兩種遺傳病基因攜帶者的概率分別為1/10 000和1/100；H如果是男孩則表現(xiàn)甲、乙兩種遺傳病的概率分別是，如果是女孩則表現(xiàn)甲、乙兩種遺傳病的概率分別是；因此建議。

【解析】Ⅰ的1和2夫婦無病而Ⅱ中的1有病，Ⅱ中的6和7夫婦正常，Ⅲ中7有病，說明甲乙都為隱性遺傳病。Ⅱ中1的父親正常，說明甲病為常染色體隱性遺傳，則乙就是伴X染色體隱性遺傳。Ⅲ中的2為男性，表現(xiàn)型正常，所以一定不是乙病患者，也不是甲病患者，但可能是甲病攜帶者，即其基因型為AA或Aa，二者的可能性分別為1/3或2/3。H如果是男孩，其患甲種遺傳病的概率是2/3×1/10 000×1/4=1/60 000，患乙種遺傳病的概率是1/100×1/2=1/200。H如果是女孩，其患甲種遺傳病的概率也是1/60 000，因?yàn)槠涓赣H正常，患乙種遺傳病的概率是0。因此優(yōu)先選擇生育女孩。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查致病基因的顯隱性和位置的判斷以及遺傳病的發(fā)病率計(jì)算。判斷主要根據(jù)口訣“無中生有為隱性”和“隱性看女病，女病男正非伴性”。概率計(jì)算的關(guān)鍵是注意Ⅲ-2中的表現(xiàn)型和H如果是男孩或女孩患乙種遺傳病的概率（確定是男孩或女孩），另外是什么時(shí)候該用上基因頻率，什么時(shí)候不需計(jì)算在一起。

答案：（1）常染色體隱性遺傳 （2） 伴X染色體隱性遺傳 （3） AAXBY，1/3或AaXBY，2/3 （4） 1/60 000和1/200 1/60 000和0 優(yōu)先選擇生育女孩

【例2】 （2009年江蘇卷第33題）在自然人群中，有一種單基因(用A、a表示)遺傳病的致病基因頻率為1/10 000，該遺傳病在中老年階段顯現(xiàn)。1個(gè)調(diào)查小組對(duì)某一家族的這種遺傳病所作的調(diào)查結(jié)果如圖2所示。請(qǐng)回答下列問題。

（1） 該遺傳病不可能的遺傳方式是 。

（2） 該種遺傳病最可能是 遺傳病。如果這種推理成立，推測(cè)Ⅳ-5的女兒的基因型及其概率(用分?jǐn)?shù)表示)為。

（3） 若Ⅳ-3表現(xiàn)正常，那么該遺傳病最可能是 ，則Ⅳ-5的女兒的基因型為。

解析：本題考查模式和2008年第27題一模一樣，考查了遺傳疾病的推導(dǎo)和概率計(jì)算，并融合了基因頻率的相關(guān)知識(shí)。（1） 用代入排除法，分別用各種情況代入遺傳系譜圖逐一排除，遺傳系譜圖中沒有只傳男性所以不是伴Y染色體遺傳病，Ⅱ-4有病，其子正常，所以不是伴X染色體隱性遺傳病。（2） 該遺傳病在后代中女性患者多于男性，所以最有可能是伴X染色體顯性遺傳病，若成立則Ⅳ-5的基因型為1/2、1/2，她可能與正常的男性XaY（概率9 999/10 000）和患病男性XAY（1/10 000）結(jié)婚，然后組合四種情況分別計(jì)算，則為1/10 000×1/4=1/40 000，為1/4×9 999/10 000+1/2×1/10000= 10 002/40 000,為29 997/40 000。 （3） 若Ⅳ-3表現(xiàn)正常，但是Ⅳ-4有病，那么該遺傳病不可能是X染色體顯性，所以為常染色體顯性遺傳病。Ⅳ-5的基因型為Aa，他的丈夫可能是AA、Aa。其女兒可能為AA、Aa、aa。

答案：（１） Ｙ染色體遺傳和ｘ染色體隱性遺傳

（２） X染色體顯性 1/40 000 XAXA、 10 002/40 000

XAXa、 29 997／40 000 XaXa

（3） 常染色體顯性遺傳病 AA、Aa、aa

2 遺傳概率單一模式

【例3】 （2010年江蘇卷第29題）遺傳工作者在進(jìn)行遺傳病調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)甲、乙兩種單基因遺傳病的家系，系譜如圖3所示，請(qǐng)回答下列回答（所有概率用分?jǐn)?shù)表示）

（1） 甲病的遺傳方式是 。

（2） 乙病的遺傳方式不可能是。

（3） 如果II-4、II-6不攜帶致病基因．按照甲、乙兩種遺傳病最可能的遺傳方式。請(qǐng)計(jì)算：

① 雙胞胎（Ⅳ-1與Ⅳ-2）同時(shí)患有甲種遺傳病的概率是。

② 雙胞胎中男孩(IV-I)同時(shí)患有甲、乙兩種遺傳病的概率是 。女孩（Ⅳ－２）同時(shí)患有甲、乙兩種遺傳病的慨率是。

解析：本題以系譜圖為載體，遺傳概率計(jì)算的單一模式呈現(xiàn)，考查人類遺傳病遺傳方式的判斷和概率計(jì)算。

（1） 甲病具有“無中生有”特點(diǎn)，且女患者的父親不患病，故其遺傳方式為常染色體隱性遺傳。

（2） 乙病具有男患者的母親、女兒不患病的特點(diǎn)，因此不可能伴X顯性遺傳病。

（3） 設(shè)控制甲病的基因?yàn)閍，則Ⅱ8有病，Ⅰ3、Ⅰ4基因型均為Aa，則Ⅱ5基因型概率為2/3Aa和1/3AA，Ⅱ6不攜帶致病基因，故其基因型為AA，因此Ⅲ2基因?yàn)锳A的概率為2/3×1/2=1/3，為Aa概率為2/3，同理Ⅲ1基因概率2/3Aa或1/3AA，因此其子代患病概率為1/3×1/3×1/4=1/36，正常概率為1/36，因此雙胞胎同時(shí)患病的概率為1/36×1/36=1/296。因乙病具有代代相傳且患者全為男性，因此最可能的遺傳方式為伴Y傳，因Ⅲ2患病，則雙胞胎男孩患病，故Ⅳ-1同時(shí)患有甲乙兩種病的概率為1/36×1=1/36。子代女孩不一定會(huì)患乙病，故Ⅳ2同時(shí)患兩種病的概率為0。

答案：（1） 常染色體隱性遺傳 （2） 伴X顯性遺傳 （3） 1/1 296 1/36 0

【例4】 （2011年江蘇卷第24題）某家系中有甲、乙兩種單基因遺傳?。▓D4），其中一種是伴性遺傳病。相關(guān)分析正確的是（）

A． 甲病是常染色體顯性遺傳、乙病是伴X染色體隱性遺傳

B． Ⅱ-3的致病基因均來自于I-2

C． Ⅱ-2有一種基因型，Ⅲ一8基因型有四種可能

D． 若Ⅲ-4與Ⅲ一5結(jié)婚，生育一患兩種病孩子的概率是5/12

解析：這道題涉及的問題可不少，首先分析系譜圖，確認(rèn)遺傳方式，另有基因型的判定和概率的計(jì)算。其實(shí)，還是要掌握一個(gè)基本的解題套路，可以變復(fù)雜為簡(jiǎn)單。

先看甲病，圖中Ⅱ-4和Ⅱ-5均患甲病，而他們的女兒Ⅲ-7表現(xiàn)正常，根據(jù)“雙親有病，女兒正?！钡目谠E，可直接判斷甲病為常染色體顯性遺傳?。僭O(shè)致病基因?yàn)锳、正?；?yàn)閍）；再看乙病，圖中Ⅱ-4和Ⅱ-5均不得乙病，但其兩個(gè)兒子Ⅲ-5和Ⅲ-6得乙病，根據(jù)“無中生有為隱性”，可判定乙病為隱性遺傳病，而題干中說到“其中一種是伴性遺傳病”，因此可判斷乙為伴X隱性遺傳病（假設(shè)致病基因?yàn)閎、正?；?yàn)锽），因此可判斷A正確，同時(shí)為后面的問題分析提供平臺(tái)。

Ⅱ-3甲、乙兩病兼得，據(jù)其雙親表現(xiàn)型分析，其甲病顯性致病基因來得I-2，而乙病隱性致病基因應(yīng)該來自I-1，B項(xiàng)錯(cuò)誤。

Ⅱ-2不得甲病，相關(guān)基因型為aa，她也不患乙病，但她的女兒Ⅲ-2患乙病，相關(guān)基因型為XBXb，所以Ⅱ-2的基因型只有一種，為aaXBXb。Ⅲ-8患甲病，但她有一個(gè)姐姐表現(xiàn)正常，而其雙親均患甲病，所以她在甲病方面的基因型為AA或Aa；乙病方面，Ⅲ-8不得乙病，但其兩個(gè)哥哥患乙病，故其母親為乙病基因攜帶者，她的相關(guān)基因型為XBXB或XBXb，因此Ⅲ-8的基因型應(yīng)有四種可能，C正確。

若Ⅲ-4與Ⅲ-5結(jié)婚，據(jù)系譜圖分析，Ⅲ-4的基因型為Aa XBXb，Ⅲ-5的基因型為：（1/3）AAXbY或（2/3）AaXbY。采取“先分后合”的解題思路，他們的子女患甲病的概率為5/6，患乙病的概率為1/2，所以生一患兩病孩子的概率為5/12，D正確。

點(diǎn)評(píng)：以系譜圖為背景的遺傳題歷來為高考命題專家看好，因?yàn)樗男畔⑷菀状螅啥喾矫婵疾榭忌闹R(shí)水平、邏輯思維能力和計(jì)算技巧，試題呈現(xiàn)的形式并不重要，關(guān)鍵是要具備清晰的解題思路，其中最關(guān)鍵的則是遺傳方式的判定。

答案：ACD。

3 文字+表格模式

【例5】 （2009年廣東卷第37題）雄鳥的性染色體組成是ZZ，雌鳥的性染色體組成是ZW。某種鳥羽毛的顏色由常染色體基因（A、a）和伴染色體基因（ZB、Zb）共同決定，其基因型與表現(xiàn)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1。請(qǐng)回答下列問題。

（1） 黑鳥的基因型有種，灰鳥的基因型有 種。

（2） 基因型純合的灰雄鳥與雜合的黑雌鳥交配，子代中雄鳥的羽色是，此鳥的羽色是 。

（3） 兩只黑鳥交配，子代羽毛只有黑色和白色，則母體的基因型為，父本的基因型為。

（４） 一只黑雄鳥與一只灰雌鳥交配，子代羽毛有黑色、灰色和白色，則母本的基因型為 ，父本的基因型為 ，黑色、灰色和白色子代的理論分離比為 。

解析：本題考查的模式是文字+表格，也是對(duì)遺傳規(guī)律和伴性遺傳知識(shí)靈活運(yùn)用的考核，根據(jù)題中表格可知，黑鳥的基因型有AAZBZB、AAZBZb、AaZBZB、AaZBZb、AAZBW、AaZBW6種，灰鳥的基因型有AAZbZb、AaZbZb、AAZbW、AaZbW4種?；蛐图兒偷幕倚埒B的基因型為AAZbZb，雜合的黑雌鳥的基因型為AaZBW，子代基因型為AAZbW、AaZbW、AAZBZb、AaZBZb4種，雄鳥為黑色，雌鳥為灰色。第三小題根據(jù)子代的性狀，判斷出親本的基因型兩黑鳥后代只有黑或白則不應(yīng)有b基因存在。第四小題同理，因?yàn)楹蟠腥N表現(xiàn)性，則親代雄性兩對(duì)基因都雜合，根據(jù)子代基因型的比例，歸納出表現(xiàn)性的比例為3∶3∶2。

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

4 遺傳圖譜規(guī)律總結(jié)

通過以上三種典型考題模式，可以摸索出“遺傳圖譜的分析和概率計(jì)算”這一大類高考熱點(diǎn)題型的解題規(guī)律。

4.1 遺傳病遺傳方式判定方法

解題順序：先確定是否為伴Y遺傳（是否患者全為男性）→確定是否為母系遺傳（是否為母系遺傳）→確定是顯、隱性→確定是常染色體遺傳還是伴X遺傳。

（1） 常染色體顯性遺傳。常見?。憾嘀福ㄖ海┌Y、并指癥、先天性白內(nèi)障等。

① 遺傳表現(xiàn)為連續(xù)，即患者的雙親中，至少有一個(gè)是患者，與性別無關(guān)。

② 如果雙親有病，生了一個(gè)無病的女兒，則一定是常染色體顯性遺傳（圖5-Ａ）。

③ 如果已知是顯性，父病而女兒正常（圖5-Ｂ），或母親正常而兒子患病則一定常染色體顯性遺傳（圖5-Ｃ）；

（2） 常染色體隱性遺傳。常見?。喊谆　⑾忍煨悦@啞、高度近視、黑尿癥。

① 表現(xiàn)為不連續(xù)，即常表現(xiàn)為隔代遺傳。遺傳與性別無關(guān)，男女患病機(jī)會(huì)均等。近親婚配發(fā)病率高。

② 如果雙親無病，生了一個(gè)患病的女兒，則一定是常染色體隱性遺傳（圖6-A）。

③ 如果已知是隱性，母病而兒正常（圖6-B），或父親正常而女兒患病則一定是常染色體隱性遺傳（圖6-C）；

（3） 伴X顯性遺傳。常見?。嚎咕S生素D佝僂病、鐘擺型眼球震顫。

① 表現(xiàn)為連續(xù)，即代代有患者，或者患者雙親中，至少有一個(gè)患者；整個(gè)家族中往往患病的女性多于男性。

② 遺傳與性別有關(guān)，兒子患病則母親一定為患者或父親患病則女兒一定為患者即男患者的母親和女兒一定患?。▓D7-A）；女兒正常，則她的父親與兒子一定正常（圖7-B）。

（4） 伴X隱性遺傳。

① 遺傳一般表現(xiàn)為隔代交叉遺傳；整個(gè)家族中男性患者多于女性

② 遺傳與性別有關(guān)，女兒患病則父親一定是患者，母親患病則兒子一定是患者, 即女患者的父親和兒子一定患病（圖8-A）；男性正常，則其女兒和母親一定正常（圖8-B）。

③ 近親婚配發(fā)病率高。常見?。荷?、血友病、夜盲癥、魚鱗癬等。

4.2 基因頻率計(jì)算方法

“基因頻率”是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，在掌握種群、種群的基因庫、基因頻率等概念的基礎(chǔ)上，總結(jié)基因頻率的計(jì)算方法，以突破難點(diǎn)。下面把有關(guān)的計(jì)算方法與規(guī)律進(jìn)行歸納如下：

（1） 基因頻率=×100%；

（2） 基因型頻率=×100%；

（3） 在種群中一對(duì)等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1。

參考文獻(xiàn)：

［１］ 張玉明.江蘇近三年高考生物卷命題規(guī)律探究［Ｊ］,中學(xué)生物學(xué),２０１１（５）:４５.

［2］ 朱敏生.用于基因頻率計(jì)算的常規(guī)方法和金榜方法［Ｊ］,生物學(xué)教學(xué),２００９（１０）:４１.