专题4 遗传系谱图分析及概率计算

“无中生有为隐性”，故遗传病①为隐性遗传病，但无法确定是常染色体遗传还是伴性遗传， $ \mathrm{A} $ 正确；若遗传病①为红绿色盲，则患者的致病基因不可能来自父亲，因为父亲只能将其 $ \mathrm{Y} $ 染色体传递给儿子， $ \mathrm{B} $ 错误；通过“无中生有为隐性”可判断遗传病②是隐性遗传病，图中患病女儿的父亲不患病，能排除伴性遗传，而遗传病①和遗传病③不能排除伴性遗传， $ \mathrm{C} $ 正确；若遗传病③是伴 $ \mathrm{X} $ 染色体显性遗传病，则患者中女性多于男性，因为女性的两条 $ \mathrm{X} $ 染色体中只要有一条含有显性基因就会表现为患病， $ \mathrm{D} $ 正确。

由题图解读可知，该病为伴 $ \mathrm{X} $ 染色体隐性遗传病，Ⅱ $ -3 $ 的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{a}} $ ，由于Ⅱ $ -3 $ 的父亲为患者，所以Ⅱ $ -3 $ 携带的该致病基因来自其父亲，而正常基因来自其母亲，即使其母亲 $ (Ⅰ-1) $ 携带该致病基因，也不会传给Ⅱ $ -3 $ ，故其传给Ⅲ $ -2(Ⅱ-3 $ 的儿子 $ ) $ 的概率为0， $ \mathrm{A} $ 错误；由题图解读可知，Ⅱ $ -1 $ 、Ⅱ $ -2 $ 的基因型分别为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{a}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{a}} $ 、 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}\mathrm{Y} $ ，则再生一个男孩患病的概率为1， $ \mathrm{B} $ 正确；由题图解读可知，Ⅱ $ -3 $ 、Ⅱ $ -4 $ 的基因型分别为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{a}} $ 、 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}\mathrm{Y} $ ，则Ⅲ $ -3 $ 携带该致病基因的概率为 $ \dfrac{1}{2} $ ， $ \mathrm{C} $ 正确；Ⅲ $ -1 $ 父母的基因型分别为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}\mathrm{Y} $ 、 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{a}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{a}} $ ， $ Ⅲ-1 $ 不患病，则其基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{a}} $ ， $ Ⅱ-3 $ 的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{a}} $ ，故Ⅲ $ -1 $ 与Ⅱ $ -3 $ 的基因型相同， $ \mathrm{D} $ 正确。

由题图解读可知， $ {Ⅱ}_{1} $ 基因型为 $ {\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ ，不携带致病基因，能产生 $ {\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}} $ 、 $ \mathrm{a}\mathrm{Y} $ 两种类型的精子， $ \mathrm{A} $ 正确； $ {Ⅱ}_{1} $ 的基因型为 $ {\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ ， $ {Ⅱ}_{2} $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ， $ {Ⅲ}_{1} $ 的基因型及概率为 $ \dfrac{1}{2}{\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ 、 $ \dfrac{1}{2}{\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{B}} $ ， $ {Ⅲ}_{5} $ 的基因型为 $ {\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ ，若 $ {Ⅲ}_{1} $ 与和 $ {Ⅲ}_{5} $ 基因型相同的男性结婚，生育一个患病男孩的概率为 $ \dfrac{1}{2}×\dfrac{1}{2}×\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{8} $ ， $ \mathrm{B} $ 正确； $ {Ⅱ}_{5} $ 和 $ {Ⅱ}_{6} $ 都患甲病， $ {Ⅲ}_{3} $ 不患甲病，所以 $ {Ⅱ}_{5} $ 和 $ {Ⅱ}_{6} $ 关于甲病的基因型都是 $ \mathrm{A}\mathrm{a} $ ， $ {Ⅲ}_{4} $ 的基因型及概率是 $ \dfrac{1}{3}{\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ 、 $ \dfrac{2}{3}{\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ ， $ {Ⅲ}_{1}(\dfrac{1}{2}{\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}、\dfrac{1}{2}{\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}) $ 与和 $ {Ⅲ}_{4}(\dfrac{1}{3}{\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y}、\dfrac{2}{3}{\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y}) $ 基因型相同的男性生一个患甲病孩子的概率为 $ \dfrac{1}{3}+\dfrac{2}{3}×\dfrac{1}{2}=\dfrac{2}{3} $ ,生一个患乙病孩子的概率是 $ \dfrac{1}{2}×\dfrac{1}{2}×\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{8} $ ，生育的孩子只患甲病的概率是 $ \dfrac{2}{3}×(1-\dfrac{1}{8})=\dfrac{7}{12} $ ，生育的孩子两种病都不患的概率是 $ (1-\dfrac{2}{3})×(1-\dfrac{1}{8})=\dfrac{7}{24} $ ， $ \mathrm{C} $ 正确， $ \mathrm{D} $ 错误。

分析题图可知， $ {Ⅰ}_{3} $ 和 $ {Ⅰ}_{4} $ 不患甲病，生有患甲病的女儿 $ {Ⅱ}_{8} $ ，所以甲病为常染色体隐性遗传病。 $ {Ⅰ}_{1} $ 和 $ {Ⅰ}_{2} $ 患乙病，所生儿子 $ {Ⅱ}_{5} $ 不患乙病，故乙病为显性遗传病，根据以上分析及题意可知，乙病一定为伴 $ \mathrm{X} $ 染色体显性遗传病， $ \mathrm{A} $ 正确。假设与乙病相关的基因为 $ \mathrm{B} $ 、 $ \mathrm{b} $ ，与甲病相关的基因为 $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{a} $ ， $ {Ⅰ}_{2} $ 患乙病不患甲病，初步判断其基因型为 $ \mathrm{A}\_ {\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ ，又因其儿子 $ {Ⅱ}_{5} $ 患甲病 $ (\mathrm{a}\mathrm{a}) $ ，所以 $ {Ⅰ}_{2} $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ 。同理，可推出 $ {Ⅰ}_{4} $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ ， $ {Ⅰ}_{1} $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ 、 $ {Ⅰ}_{3} $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ 。因此若对 $ {Ⅰ}_{2} $ 的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 进行酶切和电泳，结果和 $ {Ⅰ}_{4} $ 一样， $ \mathrm{B} $ 正确。结合 $ \mathrm{B} $ 项分析，分别分析甲、乙两种病， $ {Ⅱ}_{6} $ 关于甲病的基因型及概率为 $ \dfrac{1}{3}\mathrm{A}\mathrm{A} $ 、 $ \dfrac{2}{3}\mathrm{A}\mathrm{a} $ ，关于乙病的为 $ \dfrac{1}{2}{\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{B}} $ 、 $ \dfrac{1}{2}{\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ； $ {Ⅱ}_{7} $ 的基因型及概率为 $ \dfrac{1}{3}{\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ 、 $ \dfrac{2}{3}{\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ 。若 $ {Ⅱ}_{6} $ 与 $ {Ⅱ}_{7} $ 婚配，后代同时患两种遗传病的概率为 $ \dfrac{2}{3}×\dfrac{2}{3}×\dfrac{1}{4}×(1-\dfrac{1}{4})=\dfrac{1}{12} $ ， $ \mathrm{C} $ 错误。根据 $ {Ⅰ}_{1} $ 、 $ {Ⅰ}_{3} $ 、 $ {Ⅰ}_{4} $ 的基因型和电泳图可知，基因1、2表示 $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{a} $ 基因，基因3表示 $ \mathrm{B} $ 基因，基因4表示 $ \mathrm{b} $ 基因。由 $ {Ⅰ}_{3} $ 和 $ {Ⅰ}_{4} $ 的基因型可推知 $ {Ⅱ}_{9} $ 与乙病相关的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ，由于 $ {Ⅱ}_{9} $ 的患病情况未知，所以她与甲病相关的基因型可能为 $ \mathrm{A}\mathrm{A} $ 或 $ \mathrm{A}\mathrm{a} $ 或 $ \mathrm{a}\mathrm{a} $ ，若对 $ {Ⅱ}_{9} $ 的 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 进行酶切和电泳，可得到3种或4种条带， $ \mathrm{D} $ 正确。

图中Ⅱ $ -8 $ 和Ⅱ $ -9 $ 都不患甲病，但他们有一个患甲病的女儿 $ (Ⅲ-13) $ ，说明甲病是常染色体隐性遗传病；结合题干可知，乙病的致病基因位于 $ \mathrm{X} $ 染色体上，仅考虑乙病，Ⅱ $ -5 $ （女患者）的儿子有患乙病的，也有不患乙病的，因此Ⅱ $ -5 $ 是杂合子，乙病是伴 $ \mathrm{X} $ 染色体显性遗传病， $ \mathrm{A} $ 正确。Ⅲ $ -13 $ 患甲病但不患乙病，基因型为 $ {\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ （纯合子）， $ Ⅱ-8 $ 、Ⅱ $ -9 $ 的基因型分别为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ 、 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ，所以Ⅲ $ -14 $ 为杂合子 $ ({\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y}) $ 的概率是 $ \dfrac{2}{3} $ ， $ \mathrm{B} $ 正确。由Ⅱ $ -7 $ 患甲病可推知，Ⅰ $ -1 $ 的基因型是 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ ， $ Ⅰ-2 $ 的基因型为 $ {\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ， $ Ⅱ-6 $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ ， $ Ⅱ-6 $ 的基因型与Ⅰ $ -1 $ 相同的概率为1， $ \mathrm{C} $ 错误。Ⅱ $ -6 $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ ， $ Ⅲ-10 $ 既患甲病又患乙病，所以Ⅱ $ -5 $ （只患乙病）的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ， $ Ⅱ-5 $ 和Ⅱ $ -6 $ 再生一个两种病都患的孩子的概率为 $ \dfrac{1}{4}×\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{8} $ ， $ \mathrm{D} $ 正确。

由于Ⅰ $ -3 $ （雄性个体）表现为无眼，而Ⅱ $ -3 $ 和Ⅱ $ -4 $ 都为正常眼，所以果蝇无眼性状的遗传方式一定不是伴 $ \mathrm{X} $ 染色体显性遗传和伴 $ \mathrm{Y} $ 染色体遗传，果蝇无眼性状可能是常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传或伴 $ \mathrm{X} $ 染色体隐性遗传， $ \mathrm{A} $ 错误。设相关基因用 $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{a} $ 表示，无眼性状三种遗传方式的杂交结果如下：

由表格可知，用Ⅱ $ -1 $ 与其亲本雄果蝇杂交获得大量子代，三种遗传方式的后代表型及比例相同，无法判断果蝇正常眼性状的显隐性， $ \mathrm{B} $ 错误。由以上分析可知，系谱图中第Ⅱ代任意雌雄个体杂交获得大量子代，三种遗传方式的子代表型及比例不同，故可以观察子代的表型及比例确定无眼性状的遗传方式， $ \mathrm{C} $ 正确。若控制该性状的基因位于 $ \mathrm{X} $ 染色体上，则无眼为隐性性状，Ⅰ $ -2 $ 的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{a}}\mathrm{Y} $ ， $ Ⅱ-2 $ 的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{a}} $ ， $ Ⅱ-3 $ 的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}\mathrm{Y} $ ， $ Ⅲ-2 $ 的基因型及概率为 $ \dfrac{1}{2}{\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{A}} $ 、 $ \dfrac{1}{2}{\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{a}} $ ， $ Ⅲ-1 $ 的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{A}}\mathrm{Y} $ ，两者杂交，后代正常眼雄果蝇的概率为 $ \dfrac{3}{4}×\dfrac{1}{2}=\dfrac{3}{8} $ ， $ \mathrm{D} $ 错误。

（1） 分析遗传系谱图可知，表现正常的Ⅱ $ -3 $ 与Ⅱ $ -4 $ 所生女儿Ⅲ $ -10 $ 患甲病，说明甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传；已知两种遗传病中一种为红绿色盲，则乙病为红绿色盲。Ⅲ $ -10 $ 患甲病，其相关基因型是 $ \mathrm{a}\mathrm{a} $ ， $ Ⅱ-3 $ 与Ⅱ $ -4 $ 的相关基因型均是 $ \mathrm{A}\mathrm{a} $ ；Ⅱ $ -6 $ 患甲病，其相关基因型是 $ \mathrm{a}\mathrm{a} $ ，则Ⅰ $ -1 $ 和Ⅰ $ -2 $ 的相关基因型均为 $ \mathrm{A}\mathrm{a} $ ，因此Ⅱ $ -5 $ 的相关基因型及概率为 $ \dfrac{1}{3}\mathrm{A}\mathrm{A} $ 、 $ \dfrac{2}{3}\mathrm{A}\mathrm{a} $ ，即就甲病而言，Ⅱ $ -4 $ 与Ⅱ $ -5 $ 基因型相同的概率是 $ \dfrac{2}{3} $ 。

（2） 由（1）的分析可知乙病是红绿色盲，红绿色盲是伴 $ \mathrm{X} $ 染色体隐性遗传病，则Ⅱ $ -3 $ 的基因型是 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ ， $ Ⅲ-9 $ 患乙病，其相关基因型是 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ ，则Ⅱ $ -4 $ 的基因型是 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ， $ Ⅱ-3 $ 和Ⅱ $ -4 $ 生一个正常孩子 $ (\mathrm{A}\_ {\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\_ ) $ 的概率是 $ \dfrac{3}{4}×\dfrac{3}{4}=\dfrac{9}{16} $ 。

（3） Ⅲ $ -12 $ 两病兼患，基因型为 $ {\mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ ，则Ⅱ $ -7 $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ ， $ Ⅱ-8 $ 的基因型为 $ {\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ，因此表现正常的Ⅲ $ -11 $ 的基因型及概率为 $ \dfrac{1}{3}{\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ 、 $ \dfrac{2}{3}{\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ 。Ⅲ $ -9 $ 的色盲基因来自Ⅱ $ -4 $ ， $ Ⅱ-4 $ 的色盲基因来自Ⅰ $ -1 $ ，因此Ⅲ $ -9 $ 的色盲基因来自Ⅰ $ -1 $ 的概率是1。Ⅱ $ -3 $ 与Ⅱ $ -4 $ 关于甲病的基因型均是 $ \mathrm{A}\mathrm{a} $ ，则只患乙病的Ⅲ $ -9 $ 的基因型及概率为 $ \dfrac{1}{3}{\mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ 、 $ \dfrac{2}{3}{\mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}\mathrm{Y} $ 。若Ⅲ $ -11 $ 与和Ⅲ $ -9 $ 基因型相同的男性结婚生了一个孩子，其同时患两种病的概率是 $ \dfrac{1}{4}×\dfrac{2}{3}×\dfrac{2}{3}×\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{18} $ 。

（4） 根据上述分析可知，若只考虑以上两对等位基因，在该系谱图中女性个体一定为纯合子的有0人。

（5） 由于妻子患红绿色盲，丈夫、女儿表现均正常，则这对夫妇的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}\mathrm{Y} $ 、 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{b}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ，女儿的基因型为 $ {\mathrm{X}}^{\mathrm{B}}{\mathrm{X}}^{\mathrm{b}} $ ，则女儿的一个初级卵母细胞中色盲基因有2个，分别位于姐妹染色单体上， $ \mathrm{D} $ 符合题意。