2025届高三三轮冲刺：人类遗传病课件

12 人类遗传病 光华老师 高考抢分，是高考得高分必备技能。抢分，不是靠扎根题海，狂刷滥做；抢分，也不是靠一头扎在参考书里，死记硬背。抢分，一靠基础扎实，二靠解题技巧，三靠心态平和。 一、命题解读 命题立意：系谱图承载了家系的遗传脉络，依托系谱图可考查遗传病显、隐性的判断，基因所属染色体的判断及患病概率的计算，可考查分离定律、自由组合定律及伴性遗传等遗传定律的应用，其间网织的逻辑关系复杂，主要考查考生的归纳与概括、演绎与推理等科学思维，能很好地度量考生的思维水平。 人类遗传病是可检测和预防的。单基因遗传病、多基因遗传病与普通人的生活和健康密 切相关，考查人类遗传病能帮助考生在理解生物学概念的基础上形成健康生活的生命观念。 命题情境：主要以遗传系谱图形式呈现试题信息，也可结合基因电泳图或变异情境进行考查。 命题设问：1.判断遗传性质，如常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、伴X 染色体显性遗 传病、伴X 染色体隐性遗传病、伴Y 染色体遗传病等。 2.概率的计算：对患病概率、不患病概率、只患一种病概率等作出科学的预期。 3.基因电泳条带：分析基因电泳条带，辅助判断遗传性质、确定基因型。 4.遗传平衡定律(哈迪一温伯格定律):运用此定律计算遗传病的发病率。 (1)哈迪—温伯格定律(Hardy—Weinberg Law) 又称遗传平衡定律，是指在理想状态下，各等位基因的频率和基因型频率在遗传中是稳定 不变的，即保持着基因平衡。 哈迪一温伯格定律需要满足的条件：种群足够大；种群个体间随机交配；没有突变，没有选 择，没有迁移。 设等位基因A 和 a 的频率分别为p 和 q, 则： ①p+q=1 ②(p+q)²=p²+2pq+q² 意义：AA 的基因型频率为p²;Aa的基因型频率为2pq;aa的基因型频率为q²。 (2)如何确定遗传性质 根据基因所在染色体，通常分为常染色体遗传、伴X 染色体遗传、伴Y 染色体遗传；根据 表型，可分为显性遗传、隐性遗传。单基因遗传病的遗传方式通常有以下5种：①常染色体显 性遗传；②常染色体隐性遗传；③伴X 染色体显性遗传；④伴X 染色体隐性遗传；⑤伴Y 染色 体遗传。 遗传性质的判定方法有多种，大同小异。一是从整体上肯定“无中生有”为隐性、“有中生 无”为显性。二是排除：利用“男病推女正”排除伴X 染色体显性遗传病，利用“女病推男正”排 除 伴X 染色体隐性遗传病(如下图，图例来自2022湖北第18题) I 2 排除伴X染色体隐性遗传病 Ⅱ Ⅲ 23 可 能 ： ①常染色体显性遗传病 ②常染色体隐性遗传病 排除伴X 染色体显性遗传病 2 3 4 4 5 5 二、遗传病的类型和识别 1.通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病，多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。（一定要记住各种遗传病类型的实例） 1.认识遗传系谱图： 家族遗传病系谱图也称家系图，是指记录某一家族各世代成员数目、亲属关系以及有关遗传性状或遗传病在该家系中分布情况的图示。遗传系谱图通常包含了性别、性状表现、亲子关系、世代数以及每一个体在世代中的位置等信息，是调查家族遗传病的一种重要记录形式。如下图。 图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示世代，1、2、3、4……表示各世代的个体； □表示正常男性，○表示正常女性，□——○表示婚配关系。 通常系谱图中必须给出的信息包括：性别、性状表现、亲子关系、世代数以及每一个体在世代中的位置。 遗传系谱图是通过患者家系调查获得的数据而绘制的。 特别提醒： ①人类遗传病一般可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体变异遗传病。多基因遗传病的发病除受遗传因素影响外，还与环境因素有关，所以一般不表现典型的孟德尔分离比例。　 ②在系谱图记录无误的情况下，应用系谱法对某些系谱图进行分析时，有时得不到确切结论，因为系谱法是在表现型的水平上进行分析，而且这些系谱图记录的家系中世代数少和后代个体数少。因此，为了确定一种单基因遗传病的遗传方式，往往需要得到多个具有该遗传病的家系系谱图，并进行合并分析。 ③如果不考虑细胞质中和Y染色体上的基因，单基因遗传病可分成4类，原因是致病基因有显性和隐性之分，还有位于常染色体和X染色体上之分。 2.识别遗传系谱图 ①当遗传系谱图中涉及多个遗传病时，要对遗传病类型逐一识别。 ②识别遗传病遗传类型时，要首先关注常染色体显性遗传和常染色体隐性遗传。找出系谱图是否存在患病父母生出正常女孩，直接判定为常染色体显性遗传病。若系谱图中出现正常父母生出患病女孩这两种情况之一，可直接确定遗传病类型，前者是常染色体显性遗传病、后者是常染色体隐性遗传病。 ③若系谱图中找不到以上两种典型图例，应回到题干收集其他信息进一步确定。 ④四步法判断遗传系谱图中遗传病的传递方式 （ ④四步法判断遗传系谱图中遗传病的传递方式 三、电泳图 1.电泳图的识别方法 条带位置：在电泳图中，不同分子或颗粒由于其大小、电荷等特性的差异，在电场作用下迁移的距离不同，从而在凝胶等介质上形成不同位置的条带。一般来说，相对分子质量较小的物质迁移速度快，条带位置靠近电泳的正极或前沿；相对分子质量较大的物质迁移速度慢，条带位置靠近负极或后沿。例如，在蛋白质电泳中，小分子蛋白质会比大分子蛋白质在凝胶上迁移得更远。 条带数量：条带数量反映了样品中不同成分的种类。对于 DNA 电泳，如果样品是由多种不同长度的 DNA 片段组成，经过电泳后会形成多个条带，每个条带代表一种特定长度的 DNA 片段。 条带宽度和亮度：条带的宽度和亮度与样品中相应成分的含量有关。含量越高，条带越宽且亮度越高；含量越低，条带越窄且亮度越低。在核酸电泳中，明亮且较宽的条带通常表示该核酸片段的浓度较高。 Marker 对照：Marker 是已知相对分子质量的标准样品，在电泳图中作为参照。通过将样品条带与 Marker 条带进行比较，可以准确判断样品中各成分的相对分子质量。例如，在蛋白质电泳中，根据 Marker 条带的相对分子质量，可以确定样品中蛋白质的大小。 2.得出结论的方法 与预期结果对比：在进行电泳实验前，通常会根据实验目的和样品特性预测可能出现的电泳结果。将实际得到的电泳图与预期结果进行对比，如果条带的位置、数量和亮度等与预期相符，则说明实验结果可靠，样品中含有预期的成分；如果与预期不符，则需要分析原因，可能是实验操作问题、样品污染或其他因素导致。 定量分析：对于一些需要定量分析的电泳实验，如测定核酸或蛋白质的浓度，可以通过图像分析软件对电泳图进行处理，计算条带的灰度值，再根据标准曲线得出样品中相应成分的含量。 多组实验对比：在研究过程中，往往需要进行多组实验，通过对比不同组的电泳图，可以分析实验处理对样品成分的影响。例如，在药物对细胞基因表达的影响实验中，对比用药组和对照组的 RNA 电泳图，观察条带的变化，从而判断药物对相关基因表达的作用。 3.常见电泳图分析 DNA 电泳图：在 DNA 提取和 PCR 扩增等实验后，会得到 DNA 电泳图。如果是基因组 DNA 电泳，理想情况下会出现一条相对分子质量较大的条带，代表完整的基因组 DNA；如果条带弥散，则可能表示 DNA 发生了降解。对于 PCR 产物电泳，若出现与预期大小相符的条带，则说明 PCR 反应成功扩增出了目标 DNA 片段；若没有条带或条带大小与预期不符，则可能是引物设计问题、反应条件不合适等原因导致。 蛋白质电泳图：SDS-PAGE（十二烷基硫酸钠 - 聚丙烯酰胺凝胶电泳）是最常用的蛋白质电泳方法。在分析蛋白质电泳图时，首先要确定条带的相对分子质量，然后根据实验目的分析条带的数量和亮度变化。例如，在研究蛋白质的表达水平时，对比不同样品的电泳图，观察特定蛋白质条带的亮度变化，从而判断该蛋白质在不同条件下的表达情况。 核酸- 蛋白质复合物电泳图：当研究核酸与蛋白质的相互作用时，会进行凝胶阻滞实验，得到核酸 - 蛋白质复合物电泳图。在这种电泳图中，游离的核酸条带迁移速度快，而与蛋白质结合的核酸由于分子质量增大，迁移速度减慢，会在凝胶上形成不同的条带。通过分析条带的变化，可以了解核酸与蛋白质之间的结合情况。 四、高考真题分析 例1. (2024山东，8)如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X 、Y染色体同源区段和 突变，下列推断错误的是(   ) A.该致病基因不位于Y 染色体上 B.若Ⅱ-1不携带该致病基因，则Ⅱ-2一定为杂合子 C. 若Ⅲ-5正常，则Ⅱ-2一定患病 D. 若Ⅱ-2正常，则据Ⅲ-2是否患病可确定该病遗传方式 例2.(2022湖北，18)如图为某单基因遗传病的家系图。据图分析，下列叙述错误的是(   ) A. 该遗传病可能存在多种遗传方式 B. 若 I-2为纯合子，则Ⅲ-3是杂合子 C. 若Ⅲ-2为纯合子，可推测Ⅱ-5为杂合子 D.若Ⅱ-2和Ⅱ-3再生一个孩子，其患病的概率为1/2 【答案】C 例3. (2022广东，16)遗传病监测和预防对提高我国人口素质有重要意义。 一对表型正常的 夫妇，生育了一个表型正常的女儿和一个患镰状细胞贫血的儿子(致病基因位于11号染色体 上，由单对碱基突变引起)。为了解后代的发病风险，该家庭成员自愿进行了相应的基因检测 (如下图所示)。下列叙述错误的是(   ) A. 女儿和父母基因检测结果相同的概率是2/3 B. 若父母生育第三胎，此孩携带该致病基因的概率是3/4 C.女儿将该致病基因传递给下一代的概率是1/2 D. 该家庭的基因检测信息应受到保护，避免基因歧视 例4.(2024广东，18)遗传性牙龈纤维瘤病(HGF)  是一种罕见的口腔遗传病，严重影响咀嚼、 语音、美观及心理健康。2022年，我国科学家对某一典型的HGF 家系(如下图)进行了研究， 发现ZNF862  基因突变会导致HGF 发生。 回答下列问题。 (1)据图分析，HGF 最可能的遗传方式是                   。假设 该致病基因的频率为p,根据最可能的遗传方式，V-2 生育一个患病子代的概率为        (列出算式即可)。 (2)为探究 ZNF862基因的功能，以正常人牙龈成纤维细胞为材料设计实验，简要写出设计思路：                        。为从个体水平验证ZNF862基因突变导致HGF,  可制备携带该突变的转基因小 鼠，然后比较       的差异。 (3)针对 HGF 这类遗传病，通过体细胞基因组编辑等技术可能达到治疗的目的。是否也 可以通过对人类生殖细胞或胚胎进行基因组编辑来防治遗传病?作出判断并说明理由：                       。 例5. (2024安徽，19)一个具有甲、乙两种单基因遗传病的家族系谱图如下。甲病是某种家族 遗传性肿瘤，由等位基因A/a 控制；乙病是苯丙酮尿症，因缺乏苯丙氨酸羟化酶所致，由等位基 因 B/b  控制，两对基因独立遗传。 回答下列问题。 (1)据图可知，两种遗传病的遗传方式：甲病为            乙病为                  。推测Ⅱ -2的基因型是               _。 (2)我国科学家研究发现，怀孕母体的血液中有少量来自胎儿的游离 DNA,提取母亲血液 中的DNA,采 用PCR方法可以检测胎儿的基因状况，进行遗传病诊断。该技术的优点是       (答出2点即可)。 (3)科研人员对该家系成员的两个基因进行了PCR  扩增，部分成员扩增产物凝胶电泳图如下。 据图分析，乙病是由于正常基因发生了碱基        所致。假设在正常人群中乙病携带者 的概率为1/75,若Ⅲ-5与一个无亲缘关系的正常男子婚配，生育患病孩子的概率为    ; 若Ⅲ-5和Ⅲ-3婚配，生育患病孩子的概率是前一种婚配的  倍。因此，避免近亲结婚可以有效降低遗传病的发病风险。 (4)近年来，反义RNA  药物已被用于疾病治疗。该类药物是一种短片段RNA,  递送到细  胞中，能与目标基因的mRNA   互补结合形成部分双链，影响蛋白质翻译，最终达到治疗目的。 上述家系中，选择         基因作为目标，有望达到治疗目的。 [答案及评分参考]本题共12分，除注明外，每空2分。 (1)常染色体显性遗传(1分)  常染色体隐性遗传(1分) Aabb (2)操作简便、精确、安全、快速等 (3)缺失(1分)  1/900  25 (4)A(1分 ) 例7. (2023浙江6月，24)某家系甲病和乙病的系谱图如图所示。已知两病独立遗传，各由一 对等位基因控制，且基因不位于Y 染色体。甲病在人群中的发病率为1/2500。 回答下列问题。 (1)甲病的遗传方式是             ,判断依据是           (2)从系谱图中推测乙病的可能遗传方式有     种。为确定此病的遗传方式，可用乙病的正常基因和致病基因分别设计DNA探针，只需对个体      (填系谱图中的编号)进行核酸杂交，根据结果判定其基因型，就可确定遗传方式。 (3)若检测确定乙病是一种常染色体显性遗传病。同时考虑两种病，Ⅲ-3个体的基因型 可能有    种，若她与一个表型正常的男子结婚，所生的子女患两种病的概率为            。 (4)研究发现，甲病是一种因上皮细胞膜上转运Cl-的载体蛋白功能异常所导致的疾病， 乙病是一种因异常蛋白损害神经元的结构和功能所导致的疾病，甲病杂合子和乙病杂合子中均同时表达正常蛋白和异常蛋白，但在是否患病上表现不同，原因是甲病杂合子中异常蛋白不能转运 Cl,正常蛋白            ;乙病杂合子中异常蛋白损害神经元，正常蛋白不损害神经元，也不能阻止或解除这种损害的发生，杂合子表型为                 。 【解析】 项目 题干或题图信息 推论 结论 （1） Ⅰ-1、Ⅰ-2没有甲病，Ⅱ-3患甲病 常染色体隐性遗传病 常染色体隐性遗传病 （2） 基因不位于Y 染色体；Ⅱ-4、Ⅱ-5患乙病，Ⅲ-3患乙病、Ⅲ-4不患乙病。 不是伴Y遗传病，不是常染色体隐性，不是伴X隐性 可能是常染色体显性，或伴X显性 用乙病的正常基因和致病基因分别设计DNA探针 若只有1个杂交带，则Ⅱ-4的基因型为X⁸y，若有2个杂交带，则Ⅱ-4的基因型为Bb 对个体Ⅱ-4进行核酸杂交 （3） 乙病是一种常染色体显性遗传病。同时考虑两种病 Ⅲ-3个体的基因型可能是AABB、AABb、AaBB、AaBb Ⅲ3个体的基因型可能有2×2=4种 甲病在人群中的发病率为1/2500 人群中表型正常的男子所占的概率为：A_=1-1/2500=2499/2500，人群中杂合子Aa=2×1/50×49/50=98/2500，那么该正常男子为杂合子Aa的概率=98/2500÷2499/2500=2/51；由上面分析可知，Ⅲ3的基因型为2/3Aa，因此Ⅲ3与一个表型正常的男子结婚后，生出患甲病孩子的概率为aa=2/51×2/3×1/4=1/153 生出患甲病孩子的概率=1/153 项目 题干或题图信息 推论 结论 （3） 仅考虑乙病，Ⅲ3基因型可能为1/3BB和2/3Bb 二者生出患乙病孩子B_的概率=1/3+2/3×1/2=2/3 生出患乙病孩子的概率=2/3 （3） （4） 综合考虑甲、乙两种病。 Ⅲ3与一个表型正常的男子结婚后，生出患两种病的孩子的概率=1/153×2/3=2/459。 生出患两种病孩子的概率=2/459 甲病杂合子和乙病杂合子中均同时表达正常蛋白和异常蛋白，但在是否患病上表现不同，原因是甲病杂合子中异常蛋白不能转运 Cl- 甲病为隐性基因控制的遗传病，甲病杂合子的正常基因可以表达正常的转运Cl-的载体蛋白；乙病为显性基因控制的遗传病，乙病杂合子的异常基因表达的异常蛋白质损害神经元，虽然正常基因表达的正常蛋白质不损害神经元，但是也无法阻止或解除这种损害的发生，因此杂合子表现为患病。 杂合子表型为能行使转运Cl- 的功能患(乙)病 [答案及评分参考]本题共10分，除注明外，每空1分。 (1)常染色体隐性遗传Ⅱ-1和Ⅱ-2均不患甲病，生出患甲病女儿Ⅲ-1,可判断出该病为隐性遗传病，且其父亲Ⅱ-1正常，若为伴X 染色体隐性遗传，则其父亲应患甲病(2分) (2)2  Ⅱ-4 (3)4  2/459 (4)能行使转运Cl- 的功能(2分)  患(乙)病 五、解题方法 1.人类遗传病类型判断 ①首先确定显隐性 “无中生有为隐性”：即双亲无病时生出患病子女，则此致病基因一定是隐性基因致病。例如，在一个家庭中，父母都表现正常，但他们的孩子却患有某种遗传病，那么这种遗传病很可能是隐性遗传病。 “有中生无为显性”：即双亲有病，生出不患病子女，则此致病基因一定是显性基因致病。比如，父母都患有某种遗传病，但他们的孩子中有正常的，那么这种遗传病通常是显性遗传病。 ②再确定致病基因的位置 隐性遗传（隐性看女病，父子无病非伴性）：若女患者的父亲和儿子都患病，则为伴X 隐性遗传病；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病。例如，在一个遗传系谱图中，女性患者的父亲和儿子都患有相同的遗传病，那么该遗传病很可能是伴 X 隐性遗传病；若女性患者的父亲或儿子中有正常的，那么该遗传病一般为③常染色体隐性遗传病。 显性遗传（显性看男病，母女无病非伴性）：若男患者的母亲和女儿都患病，则为伴X 显性遗传病；若男患者的母亲和女儿有正常的，则为常染色体显性遗传病。例如，在一个系谱图中，男性患者的母亲和女儿都患有相同的遗传病，那么该遗传病很可能是伴 X 显性遗传病；若男性患者的母亲或女儿中有正常的，那么该遗传病一般为常染色体显性遗传病。 ④伴 Y 遗传：患者都是男性，且有 “父→子→孙” 的规律。即只要父亲患病，儿子一定患病，且会代代相传。例如，在一个家族中，所有患病的都是男性，且呈现出父亲将疾病传给儿子，儿子再传给孙子的规律，那么这种遗传病很可能是伴 Y 遗传。 ⑤不能准确判断的类型 若该病在代代之间呈连续性，则很可能是显性遗传。因为显性遗传病往往会在家族中连续出现，而隐性遗传病可能会出现隔代遗传的现象。 若患者无性别差异，男女患者各为1/2，则该病很可能是常染色体上的基因控制的遗传病。常染色体遗传病的发病概率在男女之间通常没有明显差异，而伴性遗传病的发病概率则会因性别不同而有所差异。 患者有明显的性别差异，男女患者相差很大，则该病可能是性染色体的基因控制的遗传病。若家系图中，患者男性明显多于女性，则可能是伴X 染色体隐性遗传病；若家系图中，患者男性明显少于女性，则可能是伴 X 染色体显性遗传病。例如，在红绿色盲的遗传中，男性患者的数量明显多于女性患者，这是因为红绿色盲是伴 X 染色体隐性遗传病，男性只要 X 染色体上携带致病基因就会发病，而女性需要两条 X 染色体上都携带致病基因才会发病。 2.遗传系谱图题的解题方法 ①判断致病基因是显性基因，还是隐性基因。根据前面提到的 “无中生有” 为隐性、“有中生无” 为显性的原则，对遗传系谱图进行分析，确定致病基因的显隐性。 ②分析致病基因是位于常染色体上，还是位于性染色体上。一般可以采用假设法或排除法进行判断。假设致病基因位于常染色体上，根据遗传系谱图中各代个体的发病情况进行推理，看是否符合实际情况；若不符合，则假设致病基因位于性染色体上，再进行推理判断。例如，在一个系谱图中，若女性患者的父亲和儿子都患病，且男性患者明显多于女性患者，那么可以先假设致病基因位于 X 染色体上，按照伴 X 隐性遗传病的遗传规律进行分析，看是否能解释系谱图中的遗传现象。 ③写出有关个体的基因型。先写出可确定的基因型，不能补全的用 “－” 代替。例如，在确定了遗传病的遗传方式后，对于显性遗传病，患者的基因型可能是 AA 或 Aa，若其父母中有一方是正常的（基因型为 aa），那么患者的基因型就可以确定为 Aa；对于隐性遗传病，患者的基因型一定是 aa，其父母的基因型则可能是 Aa 或 AA。 ④计算相关基因型或表型的概率。计算原则是 “先分后合”。即先分别计算每一对基因的遗传概率，然后再根据基因的自由组合定律，将每一对基因的概率相乘，得到最终的概率。例如，在一个同时涉及常染色体遗传病和伴性遗传病的系谱图中，要计算某个体同时患两种遗传病的概率，需要先分别计算出患常染色体遗传病的概率和患伴性遗传病的概率，然后将两者相乘。 3.发病率计算 ①群体发病率计算：对于单基因遗传病，若已知某种遗传病在人群中的发病率，可根据遗传平衡定律进行相关计算。假设在一个理想的群体中，某对等位基因 A 和 a 的频率分别为 p 和 q（p + q = 1），则 AA 的基因型频率为 p²，Aa 的基因型频率为 2pq，aa 的基因型频率为 q²。例如，已知某种常染色体隐性遗传病在人群中的发病率为 1/10000，即 aa 的基因型频率为 1/10000，那么可以推出 a 的基因频率为 1/100，A 的基因频率为 99/100，进而可以计算出人群中携带者（Aa）的基因型频率为 2 × 99/100 × 1/100 = 198/10000。 ②家系发病率计算：在家系中计算遗传病的发病率，需要根据遗传系谱图中各代个体的基因型和遗传方式进行分析。例如，在一个常染色体显性遗传病的家系中，已知某个体的父母均为患者（基因型为 Aa），那么该个体患病的概率为 3/4（AA：Aa：aa = 1：2：1，患病个体为 AA 和 Aa）。若该个体与一个正常个体（基因型为 aa）结婚，他们后代患病的概率为 1/2（Aa × aa，后代 Aa：aa = 1：1）。 $$