第5节 关注人类遗传病
基础自主梳理 第5节 关注人类遗传病 高频考点突破 实验专题探究 命题视角剖析 即时达标训练
腭裂、无脑儿、______________和青少年型糖尿病等 基础自主梳理 一、人类遗传病 1.人类基因遗传病 分类 含义 举例 多基因遗传病 由_________控制的人类遗传病 腭裂、无脑儿、______________和青少年型糖尿病等 单基因遗传病 由____________控制的遗传病 显性致病基因引起的,如_____________、抗维生素D佝偻病;隐性致病基因引起的,如_______ 多对基因 原发性高血压 一对等位基因 软骨发育不全 黑尿症
__________________、先天性睾丸发育不全综合征 2.人类染色体遗传病 分类 含义 举例 常染色体遗传病 由常染色体异常引起的疾病 先天智力障碍(21三体综合征) 性染色体遗传病 由____________引起的疾病 __________________、先天性睾丸发育不全综合征 性腺发育不全综合征 性染色体异常
思考感悟 21三体综合征女患者与正常人结婚后,可否生育正常的孩子?若能,生正常孩子的概率是多少?
二、遗传病的监测与预防 1.禁止近亲结婚 (1)近亲的定义 ①直系血亲:从自己算起,向上推数______和___________,如父母、祖父母(外祖父母)、子女、孙子女(外孙子女)等共五代人之间的血缘关系。 ②三代以内旁系血亲:指与祖父母(外祖父母)同源而生,除________以外的其他亲属,如同胞兄妹、堂兄妹、表兄妹、叔(姑)侄、姨(舅)甥等。 三代 向下推数三代 直系亲属
(2)原因:在近亲结婚的情况下,双方从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大大增加,双方很可能都是同一种致病基因的携带者。他们所生子女患____________的机会大大增加。 2.遗传咨询(内容与步骤) (1)对家庭成员进行身体检查、了解家庭病史,诊断是否患有某种遗传病。 (2)分析________传递方式,判断类型。 (3)推算出后代的再发风险率。 隐性遗传病 遗传病
(4)提出对策、方法和建议(如是否适于生育,选择性生育)等。 3.提倡“适龄生育”:女子最适生育年龄一般是24~29岁。 4.产前诊断 (1)方法 ①_____检查、_____检查。 ②孕妇血细胞检查。 ③绒毛细胞检查,_____诊断。 (2)优点 ①及早发现有严重遗传病和严重畸形的胎儿。 ②优生的重要措施之一。 羊水 B超 基因
考点一 人类遗传病的比较 高频考点突破 种类 病例 主要症状 病因 单基因遗传病 显性遗传病 常染色体上:软骨发育不全 上臂和大腿短小畸形,腹部隆起 致病基因导致长骨两端的软骨细胞形成出现障碍 X染色体上:抗维生素D佝偻病 X型(或O型)腿,骨骼发育畸形(如鸡胸),生长缓慢 致病基因引起患者对钙磷吸收不良,导致骨发育障碍 隐性遗传病 常染色体上:苯丙酮尿症 智力低下,头发发黄,尿中含有苯丙酮酸而有异味 缺少控制合成一种酶的正常基因,导致苯丙氨酸转变为苯丙酮酸 X染色体上:进行性肌营养不良(假肥大型) 肌肉萎缩、无力,且行走困难,患病后期腓肠肌组织被结缔组织替代而呈假性肥大 致病基因引起患者肌肉发育不良,导致肌肉功能障碍
智力低下,身体发育缓慢;面容特殊,眼间距宽,口常开,舌伸出 身材矮小,肘常外翻,颈部皮肤松驰为蹼颈;外观为女性但无生殖能力 种类 病例 主要症状 病因 多基因遗传病 原发性高血压,无脑儿等 少儿即发现有高血压症 多对基因与环境因素影响 染色体异常遗传病 常染色体病 21三体综合征 智力低下,身体发育缓慢;面容特殊,眼间距宽,口常开,舌伸出 第21号染色体比正常人多出一条 性染色体病 性腺发育不全综合征 身材矮小,肘常外翻,颈部皮肤松驰为蹼颈;外观为女性但无生殖能力 体内缺少一条X染色体,为XO型
【特别提醒】 ①先天性、家族性疾病与遗传病的关系 用集合的方式表示遗传病与两类疾病的关系如下: ②遗传病中只有单基因遗传病遗传时符合遗传定律,多基因遗传病和染色体异常遗传病不符合遗传定律。
即时应用(随学随练,轻松夺冠) 1.下列关于遗传病的叙述,正确的是( ) ①先天性疾病都是遗传病 ②多基因遗传病在群体中的发病率比单基因遗传病高 ③21三体综合征属于性染色体病 ④软骨发育不全是细胞中只要一个基因有缺陷就可患病 ⑤抗维生素D佝偻病的遗传方式属于伴性遗传 ⑥基因突变是单基因遗传病的根本原因
A.①②③⑤ B.②④⑤⑥ C.①③④⑥ D.②④⑤ 解析:选B。遗传病是遗传物质发生改变而引起的疾病。先天性疾病是指婴儿出生时就已经表现出来的疾病。先天性疾病有的是由遗传物质的改变所致,有些疾病不是由于遗传物质改变引起的,如先天性白内障、先天性心脏病等,①不正确;
考点二 单基因遗传病的判定 根据以上特点,在分析遗传系谱图时,可按以下步骤进行: 1.先确定系谱图中的遗传病是显性遗传还是隐性遗传。 (1)遗传系谱图中,双亲正常,子女中有患病的时,则该病必定是由隐性基因控制的隐性遗传病。 (2)遗传系谱图中,双亲患病,子女中有正常的时,则该病一定是由显性基因控制的显性遗传病。
2.其次判断遗传病是常染色体遗传还是伴X染色体遗传。 (1)隐性遗传情况判定:在隐性遗传系谱中,若出现父亲表现正常,而其女儿中有患者(即父正女病),就一定是常染色体隐性遗传病;若出现母亲是患者,而其儿子表现正常(即母病儿正),就一定是常染色体隐性遗传病。 (2)显性遗传情况判定:在显性遗传系谱中,若出现父亲是患者,而其女儿有正常的(即父病女正),就一定是常染色体显性遗传病;若出现母亲正常,而其儿子有患者(即母正儿病),就一定是常染色体显性遗传病。
3.不能确定判断类型 若系谱图中无上述特征,只能从可能性大小方向推测。
4.用集合论的方法解决两种病的患病概率问题 当两种遗传病(甲病和乙病)之间具有“自由组合”关系时,可用图解法来计算患病概率。首先根据题意求出患一种病的概率(患甲病或患乙病的概率),再根据乘法定理计算:
设患甲病概率为m,则不患甲病的概率为1-m。 设患乙病概率为n,则不患乙病的概率为1-n。 那么,两病兼患的概率为mn。 只患一种病概率为m(1-n)+n(1-m)=m+n-2mn。 患病概率:m(1-n)+n(1-m)+mn=m+n-mn。 正常概率:(1-m)·(1-n)=1-m-n+mn=1-(m+n-mn)。 只患甲病概率:m-mn。只患乙病概率:n-mn。
【特别提醒】 推断遗传病是否连续的方法是从患者开始向上推,表现为代代得病为连续,可判断为显性,决不能够向下推。遗传规律研究的对象是大群体,不是小家庭,在遗传系谱研究时,千万不能简单地把家系中男女患者的多少作为判断的依据。
即时应用(随学随练,轻松夺冠) 2.以下家系图中最可能属于常染色体隐性遗传病、Y染色体遗传病、X染色体上显性遗传病、X染色体上隐性遗传病的依次是(图中涂黑部分为患者,白色部分为正常或携带者)( )
A.③①②④ B.②④①③ C.①④②③ D.①④③② 解析:选C。①③中出现“无中生有”,为隐性遗传病;①中女性患者的父亲表现正常,属于常染色体隐性遗传病;③中女性患者后代中男性全部患病,女性正常,女性患者的父亲患病,可以判断最可能为伴X染色体隐性遗传病;④中患者全部为男性,最可能为伴Y染色体遗传病;②中男性患者的女儿全部为患者,可以判断最可能为伴X染色体显性遗传病。
(1)人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。 (2)遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解发病情况。 实验专题探究 调查常见的人类遗传病 1.实验原理 (1)人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。 (2)遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解发病情况。
2.实验流程
【特别提醒】 ①注意区分遗传病、先天性疾病、家族性疾病。 ②调查的群体基数要足够大。
实战演练(专项提能,小试牛刀) 下面是某校生物科技小组“调查人群中某种性状的遗传”课题的研究方案,回答有关问题。 Ⅰ 实战演练(专项提能,小试牛刀) 下面是某校生物科技小组“调查人群中某种性状的遗传”课题的研究方案,回答有关问题。 Ⅰ.调查步骤: (1)确定要调查的遗传病,掌握其症状及表现。 (2)设计记录表格及调查要点如下: 双亲性状 调查的家庭个数 子女总数 子女中患病人数 男 女 总计
(3)分多个小组调查,获得足够大的群体调查数据。 (4)汇总总结,统计分析结果。 Ⅱ (3)分多个小组调查,获得足够大的群体调查数据。 (4)汇总总结,统计分析结果。 Ⅱ.回答问题: (1)人群中的性状很多,在下列4项中,不应选择________项进行遗传方式调查,其理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
A.能否卷舌 B.身高 C.A、B、O血型 D.红绿色盲 (2)请在表格中的相应位置填出可能的双亲性状。 (3)如果要进一步判断该性状的遗传方式,还应注意以下问题: ①调查单位最好是____________。 ②为了方便研究,可绘制__________图。 (4)通过____________________的手段,对遗传病进行监测和预防,在一定程度上能够有效地预防遗传病的发生和发展。
答案:Ⅱ.(1)B 身高是由多个基因决定的 (2)由上而下:双亲正常、父正常母患病、父患病母正常、父母均患病 (3)①患者家系 ②遗传系谱 (4)遗传咨询和产前诊断
命题视角剖析 视角1 紧扣教材重点 单基因遗传病的类型判断 当同时研究多种遗传病时,只要有伴性遗传病,求“患病男(女)孩”概率时不用乘1/2。在研究诸如(1/3 AA,2/3 Aa)与(1/2 AA,1/2 Aa)杂交后代各基因型之比时,为避免造成遗漏,最好运用配子法解题。
人类白化病和苯丙酮尿症是代谢引起的疾病。白化病患者皮肤缺乏黑色素;苯丙酮尿症患者体内的苯丙酮酸大量从尿液中排出。下面甲图表示苯丙氨酸在人体内的代谢,乙图为某家系苯丙酮尿症的遗传图谱,该病受一对等位基因R、r控制。请据图回答有关问题: 例1
(1)分析甲图可以得知,在基因水平上,白化病患者是由于基因________发生突变所致,苯丙酮尿症是由于基因________发生突变所致。 (2)分析乙图可知,苯丙酮尿症是由________染色体上的________性基因控制的。 (3)乙图中Ⅱ5、Ⅱ8的基因型分别为________、________。 (4)乙图中Ⅲ10是患病女孩的几率是________。请用雌雄配子交叉法表示出此遗传图解。
【思路点拨】 解答本题需掌握以下知识: ①基因通过控制酶的合成来控制代谢,进而控制性状。 ②显隐性遗传病的判断:无中生有为隐性,特别注意Ⅱ7为女性。 ③Ⅲ10概率的正确计算取决于Ⅱ5、Ⅱ8基因型概率的正确判断。
【尝试解答】 (1)3 2 (2)常 隐 (3)RR或Rr Rr (4)1/6 如图
【提示】 (1)基因对性状的控制有两条途径:一是通过基因控制酶的合成代谢来控制生物性状,二是通过控制蛋白质的结构来控制生物性状。由甲图分析,基因对性状的控制途径应是第一种情况,从甲图知黑色素的形成由两对基因控制,能生出正常子女的一对夫妇的基因型分别是A-bb和aaB-。 (2)不是。白化病基因是由基因突变产生的隐性基因,在人群中基因频率很低,根据哈迪—温伯格定律推知,在自由婚配的人群中基因型为AA的个体远远多于基因型为Aa的个体。
视角2 洞察高考热点 人类遗传病的常见实例 记忆这些各种遗传病的名称和类型,可以通过一段口诀加强记忆: 常隐白聋苯(常染色体隐性遗传病有白化病、聋哑病、苯丙酮尿症),色友肌性隐(色盲、血友病、进行性肌营养不良是X染色体上的隐性遗传病);
常显多并软(常染色体显性遗传病常见有多指、并指、软骨发育不全),抗D伴性显(抗维生素D佝偻病是伴X显性遗传病); 唇脑高压尿(多基因遗传病常见有唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等);特纳愚猫叫(染色体异常遗传病有特纳氏综合征、先天愚型、猫叫综合征)。
(2009年高考广东卷)多基因遗传病是一类在人群中发病率较高的遗传病。以下疾病属于多基因遗传病的是( ) ①哮喘病 ②21三体综合征 ③抗维生素D佝偻病 ④青少年型糖尿病 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 【尝试解答】 __B__ 【解析】 多基因遗传病主要包括一些先天性发育异常和一些常见病,如原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年糖尿病等。 例2
变式训练 人类遗传病种类较多,发病率高。下列选项中,属于染色体异常遗传病的是( ) A.抗维生素D佝偻病 B.苯丙酮尿症 C.猫叫综合征 D.多指症 解析:选C。本题考查人类遗传病的类型。A、B、D三者都是单基因遗传病,其中抗维生素D佝偻病是X染色体上的显性遗传病,苯丙酮尿症是常染色体上的隐性遗传病,多指症是常染色体上的显性遗传病。而猫叫综合征是由染色体结构变异引起的遗传病。
视角3 突破易错疑点 关于优生的措施理解不到位 1.遗传咨询只是对后代患某种遗传病的概率进行推测,并不能进行治疗。 2.根据遗传咨询可选择生育男孩或女孩(如伴性遗传),为避免生育患病后代,根据产前诊断情况可选择终止妊娠或进行产前治疗等。 3.禁止近亲结婚是优生最简单有效的方法,只是大大降低子代患隐性遗传病的概率。
自我挑战 “优生两免政策”可以避免幸福的家庭降生一个有缺陷的后代,因此有必要采取优生措施。下列选项正确的是( ) A.基因诊断可以用来确定胎儿是否患有猫叫综合征 B.用酪氨酸酶能对白化病进行基因诊断 C.遗传咨询是预防遗传病发生的主要方法 D.禁止近亲结婚主要是为了减少隐性遗传病的发生
【尝试解答】 __D__ 【解析】 猫叫综合征是染色体结构变异遗传病,用基因诊断不能检测,通过羊水细胞染色体检查可确定;酪氨酸酶不能对白化病进行基因诊断;预防遗传病最主要的方法是禁止近亲结婚,并非遗传咨询。
即时达标训练
解题方法指导(4)——关于育种方案的“选取” 1.单一性状类型:生物的优良性状是由某对基因控制的单一性状,其呈现方式、育种方法、原理及举例列表如下: 项目 方式 育种方法 原理 举例 单一性状 无→有 基因工程 基因重组 能产生人胰岛素的大肠杆菌 普通羊群中出现短腿安康羊 有→无 诱变育种 基因突变 不能产生高丝氨酸脱氢酶的菌种 高产青霉素菌株 少→多 多倍体育种 染色体变异 三倍体无子西瓜
2.两个或多个性状类型:两个或多个性状分散在不同的品种中,首先要实现控制不同性状基因的重组,再选育出人们所需要的品种,这可以从不同的水平上加以分析: (1)个体水平上:运用杂交育种方法实现控制不同优良性状基因的重组。为了缩短育种年限,可采用单倍体育种的方法。 (2)细胞水平上:利用植物体细胞杂交,从而实现遗传物质的重组。 (3)分子水平上:应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一生物体内,从而实现基因重组。
即时应用(随学随练,轻松夺冠) 1.(2011年陕西安康高三毕业班第一次调研)已知水稻的抗病(R)对感病(r)为显性,有芒(B)对无芒(b)为显性。现有抗病有芒和感病无芒两个品种,要想选育出抗病无芒的新品种,生产中一般选用的育种方法是( ) A.诱变育种 B. 多倍体育种 C.基因工程育种 D.杂交育种 解析:选D。本题考查育种的几种方法,杂交育种能集两个亲本的不同优良性状于一身,生产中一般选用此方法育种。
2.两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB,这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种,最简捷的方法是( ) A.人工诱变育种 B.细胞工程育种 C.单倍体育种 D.杂交育种 解析:选D。本题要培育的新品种为隐性纯合体,利用杂交育种,首先让两亲本杂交,得F1,再让F1自交得F2,从中选出双隐性类型即可,无需连续自交,且操作简便。人工诱变处理量大,且变异具有不定向性。细胞工程育种无法得到aabb的个体。单倍体育种需要一定的设备和条件,且操作技术要求高。
3.现有黑色短毛兔和白色长毛兔,要育出黑色长毛兔,理论上可采用的技术是( ) ①杂交育种 ②基因工程 ③诱变育种 ④克隆技术 A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③ 解析:选D。最常用的方法是杂交育种,可以把不同性状集中到一个个体身上。当然,进行诱变处理理论上也可以得到黑色长毛兔。但这两种方法各有其缺点,前者周期长,后者盲目性大。最理想的是用基因工程的方法,以定向地改变生物的性状。
4.下列关于作物育种的叙述,正确的是(多选)( ) A.把两个小麦优良性状结合在一起常采用杂交育种 B.改良缺乏某种抗病性的水稻品种常采用单倍体育种 C.培育无子西瓜可用适宜浓度的生长素处理三倍体西瓜雌蕊柱头 D.袁隆平培育的高产、抗逆性强的杂交水稻是基因突变的结果 解析:选AC。选项A为杂交育种,选项B应采用基因工程,选项D应该是基因重组,选项C一般采用花粉刺激,如果用生长素处理亦能达到目的。
5.现有甲、乙两种植物(均为二倍体纯合子),其中甲种植物的光合作用能力高于乙种植物,但乙种植物很适宜在盐碱地种植,且相关性状均为核基因控制。若利用甲、乙两种植物的优势,培育出高产、耐盐的植株,可行的方案是( ) A.利用植物体细胞杂交技术获得目的植株 B.将乙种植物耐盐基因导入到甲种植物的卵细胞中,然后进行离体培养
C.两种植物有性杂交获得F1,再利用单倍体育种技术 D.诱导两种植物的花粉融合,并直接培育成幼苗 解析:选A。利用植物体细胞杂交技术获得的目的植株具有双亲的遗传物质,可培育出高产、耐盐的植株;B和D中获得的均是单倍体植株,高度不育;甲和乙是不同物种,存在生殖隔离。
6.(创新探究题)野生香蕉是二倍体,有子无法食用,东南亚人发现无子香蕉可食,但由于某种真菌的感染,食用香蕉面临灭绝。 (1)无子、可食用香蕉的变异来源可能是________。
(2)假若生物学家找到了携带该真菌抗性基因的野生香蕉,如何用常规育种方法培育出符合要求的无子香蕉? ①方法名称:______________________。 ②请用图解表示育种过程。 (3)假若生物学家找到了携带该真菌抗性基因的另一种植物,如何培育出符合要求的抗菌香蕉? ②请简述育种过程。
答案:(1)染色体变异 (2)①多倍体育种 ②
说明:从中选出抗菌的品种。 (3)①基因工程育种 ②a 说明:从中选出抗菌的品种。 (3)①基因工程育种 ②a.提取抗菌基因(目的基因); b.抗菌基因与运载体结合形成重组DNA分子; c.将重组DNA分子导入原有的三倍体香蕉细胞中; d.利用植物组织培养的方法培育出抗菌的香蕉新品种。
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