縱觀近幾年的高考,單基因遺傳病試題主要結(jié)合遺傳系譜圖考查遺傳病類型的判斷、親子代基因型和表現(xiàn)型的推斷以及后代基因型和表現(xiàn)型概率的計(jì)算等方面。這方面試題可以綜合考查考生的推理能力和綜合分析能力,是體現(xiàn)高考能力考查的最好的生物學(xué)科素材之一,這一能力考點(diǎn)始終是高考命題的熱點(diǎn),如2010年廣東理綜第28題、2010年江蘇生物第29題、2010年全國(guó)理綜第33題、2010年上海生物第11題、2009年廣東生物第20題、2009年江蘇生物第18題和第33題等。本考點(diǎn)雖在考綱中的要求為I,但在高考題中有一定難度,難度系數(shù)在0.55左有,考生苦于費(fèi)時(shí)費(fèi)力去做,準(zhǔn)確率卻比較低,特別是兩種遺傳病的試題。其實(shí),此類試題完全可以通過(guò)“建?!?,依“法”循“路”,從而拿到高分。下面以2008年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試廣東卷第36題為例詳解此模式的應(yīng)用。
【例題】圖1為甲病(A—a)和乙病(B-b)的遺傳系譜圖,其中乙病為伴性遺傳病,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)甲病屬于______,乙病屬于______。
A 常染色體顯性遺傳病
B 常染色體隱性遺傳病
C 伴x染色體顯性遺傳病
D 伴x染色體隱性遺傳病
E 伴Y染色體遺傳病
(2)Ⅱ-5為純合體的概率是______,Ⅱ-6的基因型為______,Ⅲ-13的致病基因來(lái)自于______。
(3)假如Ⅲ-10和Ⅲ-13結(jié)婚,生育的孩子患甲病的概率是_____,患乙病的概率是_____,不患病的概率是_____。
1 理解幾種單基因遺傳病的遺傳特點(diǎn)
1.1 常染色體顯性遺傳病
(1)顯性基因是致病基因,世代連續(xù),一般代代發(fā)病。
(2)基因位于常染色體上,男女患病概率相等。
(3)患病的雙親有正常的女兒,一定是常染色體顯性遺傳病。人類的多指(趾)、并指(趾)等屬于此種遺傳方式。
1.2 常染色體隱性遺傳病
(1)隱性基因是致病基因,隔代遺傳,一般雙親無(wú)病,后代可能有病。
(2)基因位于常染色體上,男女患病概率相等。
(3)正常雙親有患病的女兒,一定是常染色體隱性遺傳病。人類的白化病、先天性聾啞等屬于此種遺傳方式。
1.3 伴x染色體顯性遺傳病
(1)顯性基因是致病基因,世代連續(xù),一般代代發(fā)病。
(2)基因只位于x染色體上。女患者多于男患者。
(3)交叉遺傳,男性患者的致病基因只能來(lái)自母親,也只能傳給女兒;男性患者的母親和女兒都是患者;正常女性的父親和兒子都正常。人類的抗維生素D佝僂病、鐘擺型眼球震顫等屬于此種遺傳方式。
1.4 伴x染色體隱性遺傳病
(1)隱性基因是致病基因,隔代遺傳,一般雙親無(wú)病,后代可能有病。
(2)基因只位于x染色體上,男患者多于女患者。
(3)交叉遺傳,即男性患者的致病基因只能來(lái)自母親,也只能傳給女兒;女性患者的父親和兒子都是患者。人類的紅綠色盲、血友病等屬于此種遺傳方式。
1.5 伴Y染色體遺傳病
(1)基因只位于Y染色體上,由于x染色體上沒(méi)有它的等位基因或相同基因,所以無(wú)顯隱性之分。
(2)男性患者后代中男性全為患者,女性全正常,即“男全病,女全正”。
(3)致病基因由父親傳給兒子,兒子傳給孫子,世代連續(xù),即“父?jìng)髯?,子傳孫,子子孫孫無(wú)窮盡矣”。人類外耳道多毛癥屬于此種遺傳方式。
2 解題模式
2.1 判斷遺傳病的類型
2.1.1 確認(rèn)伴Y染色體遺傳病
若男性患者后代中男性全為患者,女性全正常,即“男全病,女全正”,則為伴Y染色體遺傳病;否則排除伴Y染色體遺傳病。
2.1.2 確認(rèn)顯性遺傳病(常染色體顯性遺傳病或伴x染色體顯性遺傳病)
(1)“有中生無(wú)”(患病的雙親生有正常的后代),此單基因遺傳病一定為顯性遺傳病。
(2)顯性遺傳病找男患者,若男患者的母親和女兒都是患者,則一定為伴x染色體顯性遺傳病,否則為常染色體顯性遺傳病。
2.1.3 確認(rèn)隱性遺傳病(常染色體隱性遺傳病或伴x染色體隱性遺傳病)
(1)“無(wú)中生有”(正常的雙親生有患病的后代),此單基因遺傳病一定為隱性遺傳病。
(2)隱性遺傳病找女患者,若女患者的父親和兒子都是患者,則一定為伴x染色體隱性遺傳病,否則為常染色體隱性遺傳病。
2.1.4 其他情況(不符合“有中生無(wú)”、“無(wú)中生有”)應(yīng)逐一排除
(1)既有男患者又有女患者,則一定不是伴Y染色體遺傳病。
(2)男患者的母親和女兒有正常的,則一定不是伴x染色體顯性遺傳病。
(3)女患者的父親或兒子有正常的,則一定不是伴x染色體隱性遺傳病。
(4)男患者的母親和女兒都是患者,則一定不是常染色體顯性遺傳病。
(5)女患者的父親和兒子都是患者,則一定不是常染色體隱性遺傳病。
2.1.5 例題中兩種遺傳病遺傳方式的確定
(1)甲病“有中生無(wú)”且男患者有正常的女兒,則確定為常染色體顯性遺傳病。
(2)乙病“無(wú)中生有”且為伴性遺傳病,則確定為伴x染色體隱性遺傳病。
2.2 確定系譜圖中已有個(gè)體的基因型
由于系譜圖中已有個(gè)體的表現(xiàn)型是已知的,因此可根據(jù)已確定的每一種遺傳病的類型,結(jié)合其表現(xiàn)型確定其基因型。具體步驟是:
(1)先確定該個(gè)體的基因型的骨架,以及其父母、后代、同胞兄弟姐妹的基因型,特別是隱性個(gè)體。
(2)根據(jù)其父母、子女、同胞兄弟姐妹的基因型及他們之間的基因傳遞規(guī)律來(lái)確定該個(gè)體的基因型。
例題中Ⅱ-5、Ⅱ-6基因型的確定:
(1)Ⅱ-5為正常女性,其基因型骨架為aaXBX-;其母親I-1正常,基因型骨架為aaXBX-;其父親I-2患甲病,基因型骨架為A ___XBY;其哥哥(弟弟)Ⅱ-7患乙病,有關(guān)乙病的基因型是X6y;因此其母親的基因型為aaXBXb;Ⅱ-5的基因型為1/2的概率為aaXBXb,1/2的概率為aaXBXB。
(2)Ⅱ-6為正常男性,根據(jù)這種方法即可直接確定其基因型為aaXW。由于Ⅲ-13是患乙病的男性,其致病基因來(lái)自于Ⅱ-8。
2.3 確定未知個(gè)體的基因型、表現(xiàn)型及概率
由于只知道兩個(gè)婚配個(gè)體的表現(xiàn)型,因此可先確定他們的基因型,然后在推斷他們后代的基因型、表現(xiàn)型并計(jì)算相關(guān)概率。步驟如下:
(1)確定婚配個(gè)體的基因型(確定方法步驟同2,2)。
(2)寫出遺傳圖解
(3)確定后代的基因型或表現(xiàn)型及其概率。
(4)由于現(xiàn)階段考慮的兩種單基因遺傳病的基因位于兩對(duì)染色體上,因此兩種病先分別按照分離規(guī)律進(jìn)行解答,然后進(jìn)行組合。組合時(shí)依據(jù)分步相乘的乘法原理,分類相加的加法原理。即先分別計(jì)算出后代患甲病的概率、不患甲病的概率和患乙病的概率、不患乙病的概率。然后組合:①只患甲病的概率為:患甲病的概率×不患乙病的概率;②只患乙病的概率為:患乙病的概率×不患甲病的概率;③同時(shí)患甲、乙病的概率為:患甲病的概率×患乙病的概率;④只患一種病的概率為:患甲病的概率×不患乙病的概率+患乙病的概率×不患甲病的概率;⑤不患病的概率為:不患甲病的概率×不患乙病的概率;⑥患病概率為:1-不患甲病的概率×不患乙病的概率。
例題中Ⅲ-10和Ⅲ-13婚后孩子的有關(guān)概率計(jì)算:
(1)Ⅲ-10是患甲病的女性且其父母都患甲病、兄弟姐妹中有正常的;Ⅲ-13是不患甲病的男性;所以,有關(guān)甲病的基因型Ⅲ-10是1/3的概率為AA、2/3的概率為Aa,Ⅲ-13為aa;二人婚后不患甲病的概率為:aa=2/3Aaxaa=2/3x1/2=1/3,患甲病的概率為:1-1/3=2/3。
(2)Ⅲ-10不患乙病但其外祖母攜帶乙病致病基因、母親正常;Ⅲ-13患乙病;所以,有關(guān)乙病的基因型Ⅲ-10是3/4的概率為XBXB、1/4概率為XBXb,Ⅲ-13為XbY;二人婚后患乙病的概率為:1/4XBXbxbY=1/4x 1/2=1/8,不患乙病的概率為:1-1/8=7/8。
(3)由此得出患甲病的概率是2/3,患乙病的概率是1/8,不患病的概率是:不患甲病的概率×不患乙病的概率=1/3x7/8=7/24。