【全国百强校】四川省绵阳中学2020届高三生物复习素材：“单位正方形法”分析自由组合问题

【全国百强校】四川省绵阳中学2020届高三生物复习素材：“单位正方形法”分析自由组合问题

“单位正方形法”分析自由组合问题 在高中生物遗传规律的学习中，相当一部分学生对 于两对相对性状的自由组合问题感到迷 惑，特别是涉及常染色体遗传 和伴性遗传相结合的人类遗传病的自由组合问题。下面结合 2012 年江苏高考生物试题第 30 题谈谈“单位正方形法”在分析这一类问题时的应用。 问题：人类遗传病调查中发现两个家系中都有甲遗传病（基因为 H、h）和乙遗传病（基因 为 T、t）患者，系谱图如 下。以往研究表明在正常人群中 Hh 基 因型频率为 10－4。请回答 下列问题（所有概率用分数表示）： （1）甲病的遗传方式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿，乙病最可能的遗传方式为＿＿＿＿＿＿＿。 （2）若Ⅰ－3 无乙病致病基因，请继续分析。 ①Ⅰ－2 的基因型为＿＿＿＿＿＿；Ⅱ－5 的基因型为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ②如果Ⅱ－5 与Ⅱ－6 结婚，则所生男孩同时患两种遗传病的概率为＿＿＿＿＿＿。 ③如果Ⅱ－7 与Ⅱ－8 再生育一个女儿，则女儿患甲病的概率为＿＿＿＿＿＿。 ④如果Ⅱ－5 与 h 基因携带者结婚并生育一 个表现型正常的儿子，则儿子携带 h 基因的概率 为＿＿＿＿＿＿。 答案：（1）常染色体隐性遗传　　伴 X 隐性遗传 （2）①HhXTXt HHXTY 或 HhXTY ②1/36 ③1/60000 ④ 3/5 解析：⑴根据系谱图中正常 的Ⅰ- 1 和Ⅰ-2 的后代中有一个女患者为Ⅱ-2，说明甲病为常染 色体隐性遗传。正常的Ⅰ-3 和Ⅰ-4 的后代中有一个患者Ⅱ-9,说明乙病为隐性遗传病，图中 的 4 个乙病患者都为男性，且其母亲都正常，所以乙病最有可能的遗传方式为伴 X 隐性遗 传。 ⑵①Ⅱ-2 患甲病，所以可以推出Ⅰ-1 和Ⅰ-2 有关于甲病的基因型为 Hh，Ⅰ-3 无乙致病基因， 所以乙病确定为伴 X 隐性遗传。根据交叉遗传的特点，Ⅱ-1 的致病基因是由其母Ⅰ-2 遗传 的，所以Ⅰ-2 有关于乙病的基因型为 XTXt。综合以上内容，Ⅰ-2 的基因型为 HhXTXt。关 于Ⅱ-5 的基因型，根据系谱可以看出，Ⅰ- 1 和Ⅰ-2 有关于甲病的基因型为 Hh，这样，Ⅱ-5 有关于甲病的基因型为 HH 或 Hh。而Ⅱ-5 不患乙病，所以有关于乙病的基因型为 XTY。所 以Ⅱ-5 的基因型为 HHXTY 或 HhXTY。 ②Ⅱ-6 的基因型为 H XTX-，Ⅱ-5 的基因型为 H XTY。Ⅱ-5 和Ⅱ-6 的双亲均生出患甲病的 孩子，则Ⅱ-5 和Ⅱ-6 的与甲病有关的基因型应为 2/3Hh 和 2/3Hh，这样后代患甲病的概率为 2/3×2/3×1/4=1/9。Ⅱ-6 的双亲生出患乙病的男孩，则Ⅱ-5 和Ⅱ-6 的与乙病有关的基因型应 为 XTY 和 1/2XTXt，所生的男孩患乙病的概率为 1/2 ×1/2=1/4。根据以上分析，可以从单 位正方形横纵两个方向分别分析甲病和乙病的患病与正常情况，把相关数据在单位正方形中 表示如下： 由图比较容易算出，所生男孩同时患两种病的概率即为男孩区域中右上角带有网格区域的面 积，为 1/9×1/4=1/36。其他各种问题诸如“男孩中患一种病的概率”、“后代中患一种病的 概率”、“后代中的患病概率”也可以比较容易的 在图中找出答案。需要注意的是，分析所 有后代中的情况时，应把底边长度看做 1；分析男孩或女孩中的情况时，把男孩或女孩对应 的边长看做 1。 ③Ⅱ-7 的基因型可能为 1/3HH 或 2/3Hh。根据题意在正常人群中 Hh 的基因型频率为 10-4， 此值就是Ⅱ-8 基因型为 Hh 的概率。所以，女儿患甲病的概率=2/3×10-4×1/4=1/60000。 ④Ⅱ-5 的基因型为 1/3HH 或 2/3Hh（只涉及甲病），与之婚配的是携带者，基因型为 Hh。两 者的后 代中表现型正常的概率为 1-2/3×1/4=5/6。而出现携带者 Hh 的概率为 1/3×1/2+2/3 ×1/2=1/2。甲病为常染色体隐性遗传病，性状与性别无关，正常儿子和女儿携带 h 基因的 概率均为（1/2）/（5/6）=3/5。 “单位正方形法”用于该类问题的分析时，优点是较为直观，使学生避免陷入有关数据组合 时的混乱。