對一道爭議問題的深入剖析和思考

攔生發(fā)+馬小明

近期一道遺傳題在高中生物教師中討論異常激烈，題目為：“某常染色體遺傳病，基因型為AA的人都患病，Aa的人有50%患病，aa的人都正常。一對新婚夫婦中女性正常，她的母親是Aa患病，她的父親和丈夫的家族中無該患者，請推測這對夫婦的子女中患病的概率”。很多教師給出了答案和解題思路，有的說是1/8，也有人說是1/12。

在探討此題時(shí)，有教師質(zhì)疑題目的科學(xué)性和合理性，理由是：

（1） 基因型Aa一半正常一半患病，同種基因型為什么出現(xiàn)不同的表現(xiàn)型？按照經(jīng)典遺傳學(xué)（孟德爾遺傳學(xué)）無法解釋。

（2） 即便基因型Aa確實(shí)有50%患病，也是在群體中患病的概率；具體的某一個(gè)人，是否也可以說基因型Aa的患者后代中出現(xiàn)Aa基因型的個(gè)體也有50%患??？

（3） 如果確實(shí)基因型Aa的患者后代中出現(xiàn)Aa基因型的個(gè)體也有50%患病，那么是否可以理解為Aa個(gè)體在產(chǎn)生配子時(shí)，其實(shí)是產(chǎn)生了A（致?。?、A（不致?。┖蚢三種配子？這樣和DNA精確復(fù)制有矛盾，基因A經(jīng)過復(fù)制為什么產(chǎn)生兩種不同的子代基因A（致病）與A（不致?。?/p>

（4） 如果不能解決疑問（2）（3），那么對于具體的某個(gè)人，基因A是特定的（要么致病，要么不致病），在形成配子遺傳給后代過程中不會發(fā)生變化，即該題中母親Aa患病，其基因A是致病的，若后代接受A，則致病，否則不致??；但該女子正常，所以女子沒有繼承母親的A基因，故女子基因型為aa，這樣的話這對夫婦后代中將不會再出現(xiàn)患者，即患病概率為零。

因此，下面首先探討題目的合理性。

1 基因型相同表現(xiàn)型不同的事實(shí)及解釋

眾所周知，同卵雙胞胎具有的基因組成完全相同，然而他們在不同時(shí)期可能患上不同的遺傳病，這種現(xiàn)象被稱為“同卵雙胎不一致性”。要解釋“同卵雙胎不一致性”的原因，就需要了解表觀遺傳學(xué)相關(guān)知識。表觀遺傳學(xué)是指在基因組序列不發(fā)生變化的條件下，基因表達(dá)發(fā)生改變并產(chǎn)生可遺傳的表現(xiàn)型。表觀遺傳學(xué)主要調(diào)節(jié)機(jī)制有：DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑、遺傳印記等。即基因組成相同的個(gè)體，由于DNA甲基化程度不同或組蛋白修飾差異等原因，可以出現(xiàn)不同的表現(xiàn)型。2010年全球最大的表觀遺傳學(xué)研究項(xiàng)目（簡稱Epitwin）啟動(dòng)，Epitwin項(xiàng)目將對5 000對同卵雙胞胎進(jìn)行深入研究，來揭示雙胞胎間差異的細(xì)微表觀遺傳信號。

所以，該題目具有合理性?！盎蛐虯a的人有50%患病”，可以理解為：基因型Aa的個(gè)體中A基因能夠表達(dá)的機(jī)會是50%（能致病），50%的機(jī)會將處于沉默狀態(tài)（不致?。?。

2 爭議答案及思路分析

有很多教師給出的答案是1/8，其分析思路為：該女性的基因型為Aa或aa，概率各是1/2；丈夫的基因型為aa，則這對新婚夫婦的子女基因型為Aa或aa，其中Aa的概率是1/2×1/2=1/4。由于Aa的人有50%患病，所以這對夫婦的子女中患病的概率是1/4×1/2=1/8。

也有許多教師的答案是1/12，其分析思路為：由于女子母親的基因型是Aa患者，父親是aa，所以他們的后代有可能是1/4Aa（不患）、1/4Aa（患）和1/2aa。然而女子正常，排除1/4Aa（患），所以女子基因型及比例為1/3Aa（不患）和2/3aa。又因其丈夫基因型為aa，所以孩子有1/3×1/2=1/6的概率為Aa，而Aa有50%患病機(jī)率，所以孩子患病機(jī)率為1/6×1/2=1/12。

看似兩個(gè)答案都合理，它們的分歧點(diǎn)在哪里呢？為了明顯起見，可用遺傳圖解的形式，展示兩種分析（為使說明更加清晰，以下用“甲”表示1/8解題思路，“乙”表示1/12解題思路），圖1展示了兩種分析中女子父母的后代基因型及其比例。

該女子不患病，又因基因型Aa個(gè)體患病概率為50%，所以甲種分析中，女子的基因型及概率為1/2aa和1/2Aa（母親的基因型Aa患病與否不影響后代基因型）。乙種分析中母親基因A在形成配子時(shí)，出現(xiàn)一半致病（A表達(dá)）一半不致病（不表達(dá)），所以不患病女子的基因型及概率為1/3Aa（不致?。┖?/3aa。因此，在計(jì)算該女子與丈夫的后代患病概率時(shí)可有圖2中的解釋。

甲中女子與丈夫的后代出現(xiàn)基因型Aa的概率為1/4，Aa有50%患病，故得出后代患病概率為1/8的答案。乙中將基因型Aa有50%患病，轉(zhuǎn)化成A配子一半致病，得出答案1/12。

從甲、乙的比較可見，出現(xiàn)分歧的根本原因是對“Aa個(gè)體有50%患病”的理解。甲認(rèn)為受精卵Aa先產(chǎn)生，然后在發(fā)育過程中出現(xiàn)是否患病的選擇，也就是不論親本Aa是否患病，不影響后代Aa基因型出現(xiàn)的概率1/2，當(dāng)后代基因型為Aa確定之后，發(fā)育成長過程中A基因選擇是否沉默；乙認(rèn)為親代A基因在產(chǎn)生配子過程中就已經(jīng)選擇是否沉默，然后完成受精，受精及其后的發(fā)育不影響A基因先前的選擇。

哪一種認(rèn)識更加符合實(shí)際呢？目前，對于表觀遺傳學(xué)中基因修飾是從受精卵開始，還是配子產(chǎn)生時(shí)開始，沒有確切的結(jié)論。但是從已有的實(shí)例“同卵雙胎不一致性”及Epitwin項(xiàng)目的研究，猜測受精卵形成后基因修飾的可能性更大，如果這種猜測沒有問題，那么答案1/8更加確切。

3 建議與反思

鑒于以上分析，建議對該題目作出修正以減少或消除歧義，例如可以將“基因型為Aa的人有50%患病”修正為“Aa的受精卵在后天發(fā)育過程中有50%的機(jī)率患病”或修正為“Aa個(gè)體產(chǎn)生的配子中，含有A基因的配子有50%的可能致病”。

從對這道題進(jìn)行激烈討論，到查閱資料分析不同答案間的矛盾，找到不同觀點(diǎn)的分歧點(diǎn)，認(rèn)識到出現(xiàn)爭執(zhí)并非一定是誰是誰非，可能是問題本身有問題。與其固執(zhí)己見，不如聽聽他人的見解，找出分歧的根源，從而對認(rèn)識進(jìn)行升華，達(dá)到內(nèi)在的提升。