○ 岑巩县第二中学 杨宗波
遗传系谱题中个体基因型判定和遗传病概率的计算是多年来高考的重点、难点考查题型。然而,学生在解决此类问题时往往感到无从下手,特别是概率的计算,是高中生物教学的重点和难点之一,笔者认为解决此类问题的关键在于妙用“分解组合法”。
根据高中生物学考试大纲要求学生对遗传系谱图的应用达到综合分析水平,考试比较频繁,如2012年高考江苏卷第31题,2015年高考广东卷第5题,2015年高考浙江卷第5题,2017年高考全国卷Ⅱ第32题等。遗传系谱题多涉及一系列问题的解答,如判别遗传类型、写出指定个题的基因、计算患病概率。而教材中有关内容比较少,因而准确分析遗传系谱题即成为一个难点。对学生来说经常出现听得懂、看得明白,就是不会做题。学生普遍认为解题过程中思路不清晰,书写紊乱。因此,笔者认为突破这一难点的有效方法首先是:帮助学生理顺解题思路,排除干扰解题的非智力因素;其次是加强变式训练;第三就是妙用“分解组合法”解决患病概率。
当控制两种或两种以上遗传病的致病基因分别位于非同源染色体上时,其遗传应遵守自由组合定律,进行相关患病概率求解时宜妙用“分解组合法”分别求出各自患病率再相乘进行组合。
例1:某系谱图中某女的基因型为1/2AaXBXB、1/2AaXBXb,某男基因型为1/3AAXbY、2/3AaXbY,求:
(1)他们生一两病(均为隐性遗传病)兼患男孩的概率;
(2)生一仅患甲病(致病基因a)的孩子的概率;
(3)生一仅患乙病(致病基因Xb)的孩子的概率;
(4)生一患病的孩子的概率。
可按如下方法求解:
就甲病而言,婚配组合为 1/3AA、 2/3Aa与Aa,其子代患病率为2/3×1/4=1/6,非甲病率为1-1/6=5/6;
就乙病而言,婚配组合为1/2XBXB 、1/2XBXb 与XbY,其子代患病率为1/2×1/2=1/4,非乙病率为1-1/4=3/4,就此可进行下列计算。
(1)生一两病兼患男孩的概率=1/2男孩出生率X甲病率X男孩患乙病率=1/2×1/6×1/2=1/24;
(2)生一仅患甲病的孩子的概率=患甲病率X非乙病率=1/6×3/4=1/8;
(3)生一仅患乙病的孩子的概率=患乙病率X非甲病率=1/4×5/6=5/24;
(4)生一患病的孩子的概率=1-非甲病率X非乙病率=1-5/6×3/4=3/8。
例2.人体某遗传病受X染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制,且只有A、B基因同时存在时个体才不患病。不考虑基因突变和染色体变异,根据下图遗传系谱图,下列分析错误的是( )。
A.Ⅰ-1的基因型为XaBXab或XaBXaB。
B.Ⅱ-3的基因型一定为XAbXaB。
C. Ⅳ-1的致病基因不能确定来自Ⅰ中的1和2。
D. Ⅱ-1的基因型为XABXaB,与Ⅱ-2生一个女孩患病的概率为1/4。
问题解析:
由题意知,A(a)、B(b)连锁在X染色体上,且只有A、B基因同时存在时个体才不患病,因此不患病个体的基因型是XABXAB、XAbXaB、XabXAB、XABY,其余都患病。
解析过程:
A、由遗传系谱图可知,Ⅰ-2的基因型是XAbY,生有不患病的女儿Ⅱ-3,因此Ⅱ-3的B基因来自Ⅰ-1,且Ⅱ-2是男患者,因此不同时含有A、B基因,因此Ⅰ-1不可能含有A基因型,基因型可能是XaBXab或XaBXaB,A正确;
B、Ⅱ-3不患病,同时含有A、B基因,其双亲的基因型是XaBXab或XaBXaB和XAbY,因此Ⅱ-3的基因型是XAbXaB,B正确;
C、Ⅳ-1是男患者,致病基因来自Ⅲ-3,Ⅲ-3的致病基因来自Ⅱ-3,Ⅱ-3的致病基因可能来自Ⅰ-1,也可能来自Ⅰ-2,C正确;
D、Ⅱ-2患病男性,基因型是 XabY或XaBY,前者占1/4,后者占3/4,与基因型为XABXaB婚配,后代女性中正常的概率是3/4×1/2=3/8,患病的概率是1-3/8=5/8,D错误。
故选:D。
考点点评:本题的知识点是性别决定和伴性遗传,基因的连锁定律,旨在考查学生理解所学知识的要点,把握知识的内在联系,形成知识网络并应用相关知识、结合题干信息通过分析、比较综合解答问题的能力。
根据以上示例的计算方法,当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,可以把遗传系谱图中各种患病概率的计算规律总结如下表:
综上所述,掌握遗传方式的特点,妙用“分解组合法”来解决遗传系谱图中患病概率的计算起到关键的作用。