遗传系谱图
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遗传系谱图分析遗传系谱图(pedigree)是遗传学中一种重要的工具,用于揭示遗传性状或疾病在家族中的传递规律,并推测遗传模式和基因类型,对于疾病的诊断、预测和治疗有重要作用。
本文将通过一个具体案例分析,展示如何利用遗传系谱图进行遗传分析。
案例描述李先生和王女士结婚15年,一直没有孩子。
两人分别进行了全面的体检和检查,均未发现明显异常。
随后,他们想通过人工受孕的方式获得孩子,但是经过多次尝试,都以失败告终。
为了找到原因,他们向遗传学家咨询,希望进行遗传分析。
首先,我们需要了解该家族的遗传历史和相关信息。
根据李先生和王女士提供的信息,我们得到以下遗传系谱图(图1):图1 李家遗传系谱图图例说明:• 圆圈代表女性,正方形代表男性;• 黑色表示患有不育症的成员,白色表示未患病的成员;• 斜线表示已故的成员。
遗传分析1. 鉴定遗传模式根据遗传系谱图可知,李先生和王女士二人均没有育有子女,因此排除常染色体隐性遗传模式 (如自闭症、囊性纤维病等),也排除性连锁隐性遗传模式 (如血友病等)。
考虑常染色体显性遗传模式或配偶之间存在染色体平衡易位的可能性。
2. 判断疾病的遗传类型由于李先生和王女士二人均为正常人,而其父母和兄弟姐妹中也未出现不育症,因此推测该病为隐性遗传,需要通过基因型推测患病概率。
3. 基因型推测(1) 对于LD(第4代,图1中的黑色圆圈)而言,其育有两个正常孩子(GC和KC)。
因此,推测LD为一个纯合子(两个等位基因为患病基因)或为一个复合杂合子(一个等位基因为患病基因,一个等位基因为正常基因)。
(2) 对于IB(第5代,图1中的黑色正方形)而言,其父母均为正常人,但其与其他正常兄弟姐妹相比,患病概率较高,因此推测IB为一个复合杂合子。
(3) 对于KC (第5代,图1中的正常圆圈)而言,由于其父母均为LD (一个是可能是纯合子或复合杂合子,一个为纯合子),因此KC携带一个患病基因和一个正常基因。
1.先确定是否为伴Y遗传
(1)若系谱图中,患者全为男性,正常的全为女性,而且男性全为患者,女性都正常,则为伴Y遗传,如下图Ⅰ。
(2)若系谱图中,患者有男有女,则不是伴Y遗传,如下图Ⅱ。
即伴Y遗传“传男不传女”,出现反例即可否决。
2.确定是否为细胞质遗传
(1)若系谱图中,女患者的子女全部患病,正常女性的子女全正常,即子女的表现型与母亲相同,则为细胞质遗传。
整个系谱应表现为母病子必病、母正常子必正常,如图:
(2)若系谱图中,出现母亲患病,孩子有正常的情况,或者孩子患病母亲正常,则不是细胞质遗传。
3.确定是显性遗传病还是隐性遗传病
(1)无病的双亲,所生的孩子中有患者,一定是隐性遗传病,如下图甲。
(2)有病的双亲,所生的孩子中出现无病的,一定是显性遗传病,如下图乙。
原则:相同性状相交后代出现性状分离(或出现与双亲不同的性状),则亲本性状为显性,新性状为隐性。
4.确定是常染色体遗传还是伴X遗传
(1)在已确定是隐性遗传的系谱中
①若女患者的父亲和儿子都患病,则为伴X隐性遗传,如下图A。
实例:红绿色盲、血友病。
②若女患者的父亲和儿子中有正常的,则为常染色体隐性遗传,如下图B。
(2)在已确定是显性遗传的系谱中
①若男患者的母亲和女儿都患病,则为伴X显性遗传,如下图C。
实例:抗VD佝偻病。
②若男患者的母亲和女儿中有正常的,则为常染色体显性遗传,如下图D。
5.遗传系谱图判定口诀
父子相传为伴Y,子女同母为母系;
“无中生有”为隐性,隐性遗传看女病,父子都病为伴性(伴X);
“有中生无”为显性,显性遗传看男病,母女都病为伴性(伴X)。
遗传系谱图解题规律总结一、常见遗传病类型、特点及病例二、一般解题规律及思路归纳遗传系谱图的判定的一般步骤如下:【第一步】根据题干。
如果题干中已告知是“色盲”、“血友病”等,则马上可判定此病为伴X隐性遗传病;如告知是“白化病”等,则可判定此病为常染色体隐性遗传病。
如果题干没告知具体的病例,则往下看第二步。
【第二步】1. 首先确定是否为细胞质遗传(1)若系谱图中,女患者的子女全部患病,正常女性的子女全正常(即母系遗传)则为细胞质遗传。
(2)若系谱图中,出现母亲患病,孩子有正常情况,或者,孩子患病母亲正常,则不是细胞质遗传。
2.确定是否为伴Y遗传(1)若系谱图中患者全为男性,而且男性全为患者,女性都正常,正常的全为女性,则为伴Y遗传。
(2)若系谱图中,患者有男有女,则不是伴Y遗传3.确定是显性遗传病还是隐性遗传病(1)无病的双亲,所生的孩子中有患者,即“无中生有”,或患者隔代才有,即“隔代遗传”,则为隐性遗传。
(2)有病的双亲,所生的孩子中出现无病的,即“有中生无”,或连续几代有患者,即“世代遗传”,则为显性遗传。
4.确定是常染色体遗传还是伴X遗传(1)若已确定是显性遗传①男患者的母亲和女儿均为患者,即“子病母必病,父病女必病”,正常女性的父子均正常,患者中女性多于男性为X染色体显性遗传;②男患者的母亲和女儿中有正常者,或正常女性的父子有患者为常染色体显性遗传。
(2)若已确定是隐性遗传①女患者的父亲和儿子均为患者,即“母病子必病,女病父必病”,正常男子的母女均正常,患者中男性多于女性,甚无女患者为X染色体隐性遗传;②女患者的父亲或儿子中有正常者,或正常男性的母女有患者为常染色体隐性遗传。
三、遗传病常用判定口诀无中生有为隐性,有中生无为显性;伴Y遗传男患病,该病不分显隐性;隐性遗传看女病,女病父正非伴性;显性遗传看男病,男病母正非伴性;双亲正常女儿病,该病一定常隐性;双亲皆病女正常,该病一定常显性;解题注意题信息,特殊情况不一定。
一、系谱图判定的常规解题思路在分析判断系谱图的遗传方式时,常规解题思路是:先确定是否是Y 遗传→其次确定显、隐性→再确定是伴X遗传还是常染色体遗传。
其中伴Y 遗传病的“传男不传女”的特点很明显,在系谱图中很容易确定,考查较少,多数是考查其余4类遗传病的遗传方式,再根据“代代传”还是“隔代传”的特点,显、隐性也容易粗略确定,最后确定是伴X 遗传还是常染色体遗传。
在分析系谱图时,还常用到一些简化的口诀化的遗传规律,如“父病女必病”“母病子必病”等。
例题1:下图所示遗传图谱中,遗传病的遗传方式最可能是( )A .常染色体显性遗传B .常染色体隐性遗传C .伴X 显性遗传D .伴X 隐性遗传解析:总体观察系谱图,按常规解题思路分析。
第一:患者男女均有,则可排除伴Y 遗传;第二步:此病的遗传在三代间有明显的连续性,则可粗略判定为显性遗传;第三步:追溯患者的前后代关系,图中患者1号、4号、6号、10号、11号间的关系:女患者明显多于男患者,则最可能是伴X 显性遗传。
或者从6号、10号、11号的关系符合“父病女必病”的特点也可以推知最可能的遗传方式是伴X 显性遗传。
答案:C二、可作“突破口”的七条典型遗传规律 1.可确定为常染色体遗传的一些“突破口”规律一:“双亲正常女儿病”——则肯定是常染色体隐性遗传。
即“无中生有,且有为女”,则肯定是常染色体隐性遗传。
如图甲所示。
规律二:“双亲患病女儿正常”——则肯定是常染色体显性遗传。
即“有中生无,且无为女”,则肯定是常染色体显性遗传。
如图乙所示。
规律三:当确定为隐性遗传时,若“母病子正常”或“女病父正常”——则肯定是常染色体隐性遗传。
规律四:当确定为显性遗传时,若“父病女正常”或“子病母正常”——则肯定是常染色体显性遗传。
2.可确定为伴X 遗传的“突破口”规律五:“父病女必病”或“子病母必病”——则肯定是伴X 显性遗传。
规律六:“母病子必病”或“女病父必病”——则肯定是伴X 隐性遗传。
713.(20分)某种鸟(2N=28)的羽色受两对相互独立的等位基因控制,其中A、a基因在性染色体的非同源区,B、b基因在常染色体上,位置如图1所示。
基因A控制蓝色物质的合成,基因B控制黄色物质的合成,aabb个体显白色,其遗传机理如图2所示。
鸟类含性染色体ZZ时为雄性;含ZW时为雌性。
图3为这种鸟一个家系的羽色遗传系谱图,请回答下列问题:
(1)2号基因型为________,3号与2号交配生出7号时,产生的卵细胞基因型为______,并在图4的方框中画出3号减数分裂产生此卵细胞减数第一次分裂后期的图像(只需画相关基因的染色体,并在染色体的对应位置标注相关基因)。
(2)若5号与6号交配,后代8号为白色羽毛的概率为________。
(3)图2说明基因通过___________,从而控制生物性状。
若已知酶A的氨基酸排列顺序,并不能确认基因A转录的mRNA的碱基排列顺序,原因是___________。
若要测定该种鸟的基因组序列,则应测定_____条染色体上的碱基序列。
(4)欲在一个繁殖季节内鉴定某黄色雄性个体的基因型,请设计以下杂交实验:
第一步:选择多只_________________________________雌性个体与之杂交;
第二步:若子代______________________________,该黄色个体为杂合子;
第三步:若子代______________________________,该黄色个体很可能为纯合子
19.回答下列有关遗传的问题
(1)张某家族患有甲病,该家族遗传系谱图不慎被撕破,留下的残片如图。
①现找到4张系谱图碎片,其中属于张某家族系谱图碎片的是_________。
②若16号和正确碎片中的18号婚配,预计他们生一个患病男孩的概率是_________。
(2)李某家族也患有甲病,其遗传系谱图如图。
已知Ⅱ-3无致病基因,Ⅲ-1色觉正常;17号是红绿色盲基因携带者。
若Ⅲ-1与17号结婚,则他们的孩子中只患一种遗传病的概率是_________。
②17号和Ⅲ-1结婚,生一个孩子血型为B型的概率是_________。
33.棉花雌雄同株,是一种重要的经济作物,棉纤维大多为白色,棉纤维白色(B)和红色(b)是一对相对性状,请回答相关问题:
(1)目前各种天然彩棉很受大众喜爱,科学家培育了其他色彩
的棉花植物。
首先得到深红棉(棉纤维深红色)基因型为bb,
再经方法处理,可得到单倍体植株,为粉红
棉(棉纤维粉红色)新品种。
(2)由于单倍体植株棉纤维少,产量低。
育种专家对深红棉作
了如图(I和II为染色体)所示过程的技术处理,得到了基因
型为IIb II的粉红棉新品种。
图中培育新品种的处理过程
发生了染色体________变异,
(3)为确认上述处理是否成功,可以利用显微镜观察根尖
区细胞的中期的染色体形态结构,制片时需要用试剂进行染色处理。
(4)为探究染色体缺失是否会导致配子不育,科学家将上图所示的抗旱粉红棉新品种(图中基因A、a分别控制抗旱与不抗旱性状,)与不抗旱深红棉植株测交,观察并统计后代的表现型与比例:
①若后代的表现型与比例为,则配子可育;
②若后代的表现型与比例为,则配子不可育。
经试验验证,染色体的片段缺失不影响配子的存活。
则图中的抗旱粉红棉新品种自交产生的子代中,抗旱粉红棉的概率是____________。
37.I.(10分)周期性共济失调是一种由常染色体上的基因(用A或a表示)控制的遗传病,致病基因导致细胞膜上正常钙离子通道蛋白结构异常,从而使正常钙离子通道的数量不足,造成细胞功能异常。
该致病基因纯合会导致胚胎致死。
患者发病的分子机理如题8图所示.请回答:
(1)图中①表示的生理过程是_______,如细胞的_______ (填结构)被破坏,会直接影响图中结构C的形成。
(2)图中所揭示的基因控制性状的方式是_______。
(3)一个患周期性共济失调的女性与正常男性结婚生了一个既患该病又患红绿色盲的孩子(色盲基因用b代表)。
这对夫妇中,妻子的基因型是_______,这对夫妇再生一个只患一种病的孩子的概率是_______。
47.分析下图所示家族遗传系谱图,回答有关问题。
(甲病:显性基因为A,隐性基因为a;乙病:显性基因为B,隐性基因为b)
(1)甲病致病基因位于________染色体上,为________性基因。
(2)Ⅱ3、Ⅱ8两者的家族均无乙病史,则Ⅲ10基因型为____________。
若Ⅲ10与一正常男子婚配,所生孩子同时患两种病的概率为________,患病概率为________。
(3)若Ⅱ7再次怀孕后到医院进行遗传咨询,虽已鉴定胎儿为女性,但医生仍建议对胎儿进行基因检测,原因是______________________________________________________。
62.(12分)下图一为白化基因(用a表示)和色盲基因(用b表示)在某女性的体细胞中分布示意图;图二为有关色盲病和白化病的某家庭遗传系谱图,其中Ⅲ9同时患白化和色盲病,Ⅱ4、Ⅱ7、Ⅲ11只患其中的一种病(Ⅱ4和Ⅲ11患同一种病,Ⅱ7患另一种病),其他个体都正常(图二中方框表示男性,圆圈表示女性)。
请据图回答:
(1)具有图一所示基因型的女性在减数分裂产生配子时将遵循 定律,产生4种配子。
其中带有致病基因的配子的基因型除了aX B 、aX b 外还有 。
(2)根据图二判断,Ⅱ4患 病,Ⅱ8是纯合子的概率是 。
(3)若Ⅲ10和Ⅲ12结婚,所生子女中发病率是 。
(4)若Ⅲ9性染色体的组成为X b X b Y ,那么产生异常生殖细胞的是其 (填父亲或母亲)(假定没有发生基因突变)。
10.下图是甲、乙家族某同种遗传病的系谱图,若6号与9号婚配,生一个正常孩子的概率是( )
A.49
B.56
C.112
D.38
13.下图所示的红绿色盲症患者家系中,女性患者Ⅲ-9的性染色体只有一条X 染色体,其他成员性染色体组成正常。
Ⅲ-9的红绿色盲症致病基因来自于( )
A .Ⅰ-1
B .Ⅰ-2
C .Ⅰ-3
D .Ⅰ-4
14.有一种常染色体上隐性基因控制的单基因遗传病,在自然人群中的发病率为110 000。
一个表现型正常的女子,其双亲表现型也正常,但其姐姐患此病,该女子与当地一表现型正常的男子婚配,子女患病的概率为( )
A.1300
B.3310 000
C.1303
D.1200
10 . B 13.B 14. C
13.(1)BbZ A Z a bZ a图略(2)1/12
(3)控制酶的合成来控制代谢过程一种氨基酸可能对应多种密码子 15
(4)多只白色雌性个体若子代有白色个体若子代只有黄色个体
19.①D ②1/18 (2)5/18 (3)①I A I A、I A i、ii ②1/6
33.(1)花药离体培养
(2)结构
(3)分生区龙胆紫(或醋酸洋红或改良苯酚品红溶液)
(4)①抗旱深红棉:抗旱粉红棉:不抗旱深红棉:不抗旱粉红棉=1:1:1:1
②抗旱深红棉:不抗旱深红棉=1:1 3/8
37.Ⅰ.(10分)
(1)转录核仁(2)基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状(3)AaXBXb 1/2
47.(1)常显 (2)AaX B X B或AaX B X b 1/16 9/16 (3)胎儿为女性肯定不患乙
病,但仍可能患甲病
62.(1)自由组合(或分离定律和自由组合定律)AX b(2)白化1/6 (3)13/48 (4)
母亲。