第19讲 基因在染色体上和伴性遗传Word文档格式.docx

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　　红眼（♂）

　　　　　　　↓F1个体之间交配

F2

红眼（♀、♂）

白眼（♂）

②提出问题

③提出假说，进行解释

a．假设：

控制果蝇红眼与白眼的基因只位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。

b．用遗传图解进行解释（如图所示）：

④演绎推理，实验验证：

进行测交实验（亲本中的白眼雄果蝇与F1中的红眼雌果蝇交配）。

⑤得出结论：

控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染色体上。

⑥基因与染色体的关系：

一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。

[深度思考]

（1）假说—演绎法与类比推理有怎样的区别？

提示　假说—演绎法是建立在假说基础之上的推理，并通过验证得出结论，如孟德尔发现遗传定律；

而类比推理是借助已知的事实及事物间的联系推理得出假说。

（2）若控制某一性状的基因在X、Y染色体上有等位基因，则显性雄性个体的基因型有几种？

写出其基因型（用A、a表示）。

提示　3种。

XAYa、XAYA、XaYA。

题组一　萨顿假说的判断与分析

1．下列有关染色体和基因关系的叙述，正确的是（　　）

A．X和Y两条性染色体上所含的基因数量不同

B．染色体是由DNA和蛋白质组成的

C．减数分裂时非等位基因都会随非同源染色体发生自由组合

D．性染色体上的基因在生殖细胞中表达，常染色体上的基因在体细胞中表达

答案　A

解析　由于X和Y两条性染色体长度不同，所以它们所含的基因数量也不同；

染色体主要由DNA和蛋白质组成，另外也含有其他成分；

非等位基因并不一定位于非同源染色体上；

体细胞中也含有性染色体，性染色体上的基因也可在体细胞中表达。

2．科学的研究方法是取得成功的关键，假说—演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法，人类在探索基因神秘踪迹的历程中，进行了如下研究：

①1866年孟德尔的豌豆杂交实验：

提出了生物的性状由遗传因子（基因）控制　②1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程，提出假说：

基因在染色体上　③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验：

找到基因在染色体上的实验证据。

他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为（　　）

A．①假说—演绎法　②假说—演绎法　③类比推理

B．①假说—演绎法　②类比推理　③类比推理

C．①假说—演绎法　②类比推理　③假说—演绎法

D．①类比推理　②假说—演绎法　③类比推理

答案　C

解析　孟德尔提出生物的性状由遗传因子控制和摩尔根找到基因在染色体上的实验证据运用的都是假说—演绎法。

萨顿提出基因在染色体上的假说运用的是类比推理。

归纳提升

基因在染色体上的“2”个要点

（1）萨顿利用类比推理提出基因位于染色体上；

摩尔根利用假说—演绎法证明了基因位于染色体上。

（2）真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上。

题组二　判断基因是在X染色体上还是在常染色体上

3．（2013·

海南，14）对摩尔根等人提出“果蝇的白眼基因位于X染色体上”这一结论没有影响的是（　　）

A．孟德尔的遗传定律

B．摩尔根的精巧实验设计

C．萨顿提出的遗传的染色体假说

D．克里克提出的中心法则

答案　D

解析　摩尔根等人提出“果蝇的白眼基因位于X染色体上”的结论是建立在孟德尔的遗传定律、萨顿提出的“基因位于染色体上”的假说及摩尔根利用白眼果蝇进行的实验基础上的；

该结论与遗传信息的传递和表达即中心法则无关。

4．摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传，在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是（　　）

A．白眼突变体与野生型个体杂交，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为1∶1

B．F1自交，后代出现性状分离，白眼全部是雄性

C．F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄中比例均为1∶1

D．白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性

答案　B

解析　白眼基因无论是位于常染色体上，还是位于X染色体上，当白眼突变体与野生型个体杂交时，F1全部表现为野生型，雌雄中比例均为1∶1，A、C错误；

白眼基因若位于X染色体上，则白眼性状应与性别有关，其中B项是最早提出的实验证据，故B正确，D错误。

技法提炼

判断基因在常染色体上还是在X染色体上的方法

（1）若已知性状的显隐性：

隐性雌×

显性雄

（2）若未知性状的显隐性：

设计正反交杂交实验⇒

考点二　伴性遗传的特点与应用分析

1．伴性遗传的概念

性染色体上的基因控制的性状的遗传与性别相关联的遗传方式。

2．红绿色盲遗传

（1）子代XBXb的个体中XB来自母亲，Xb来自父亲。

（2）子代XBY个体中XB来自母亲，由此可知这种遗传病的遗传特点是交叉遗传。

（3）如果一个女性携带者的父亲和儿子均患病，这说明这种遗传病的遗传特点是隔代遗传。

（4）这种遗传病的遗传特点是男性患者多于女性。

3．伴性遗传病的实例、类型及特点（连线）

4．X、Y染色体上基因的传递规律

X和Y染色体有一部分不同源，但也有一部分是同源的。

二者关系如图所示：

（1）假设控制某个相对性状的基因A（a）位于X和Y染色体的同源区段，那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别，如：

　♀XaXa　×

　XaYA♂　　♀XaXa　×

　XAYa♂

XaYA　　　　XaXa　　　XAXa　　　　XaYa

（♂全为显性）（♀全为隐性）　（♀全为显性）　（♂全为隐性）

（2）X、Y染色体非同源区段的基因遗传

观察下表中的遗传系谱图，判断遗传方式并说明判断依据。

序号

图谱

遗传方式

判断依据

①

常隐

父母无病，女儿有病，一定是常隐

②

常显

父母有病，女儿无病，一定是常显

③

常隐或X隐

父母无病，儿子有病，一定是隐性

④

常显或X显

父母有病，儿子无病，一定是显性

⑤

最可能是X显（也可能是常隐、常显、X隐）

父亲有病，女儿全有病，最可能是X显

⑥

非X隐（可能是常隐、常显、X显）

母亲有病，儿子无病，非X隐

⑦

最可能在Y上（也可能是常显、常隐、X隐）

父亲有病，儿子全有病，最可能在Y上

（1）X1Y中X1和Y的来源和传递有什么特点？

提示　X1Y中X1来自母亲，Y来自父亲，向下一代传递时，X1只能传给女儿，Y则只能传给儿子。

（2）X2X3中X2、X3的来源和传递有什么特点？

提示　X2X3中X2、X3一条来自父亲，一条来自母亲。

向下一代传递时，X2、X3任何一条既可传给女儿，又可传给儿子。

题组一　性染色体的组成及传递特点

1．（2012·

江苏，10）下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是（　　）

A．性染色体上的基因都与性别决定有关

B．性染色体上的基因都伴随性染色体遗传

C．生殖细胞中只表达性染色体上的基因

D．初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体

解析　人类性染色体上的基因并不都与性别决定有关，如与人类红绿色盲有关的基因在X染色体上。

染色体是基因的载体，性染色体的遗传必然与其携带基因相关联。

生殖细胞也是活细胞，具备正常的生理活动，与此相关的基因也需表达。

在初级精母细胞中一定含有Y染色体，但在减数第一次分裂过程中，发生同源染色体的分离，所以形成的次级精母细胞中可能不含Y染色体。

2．鸡的性染色体为Z和W，其中母鸡的性染色体组成为ZW。

芦花鸡羽毛有黑白相间的横斑条纹，由Z染色体上的显性基因B决定；

它的等位基因b纯合时，鸡表现为非芦花，羽毛上没有横斑条纹。

以下说法正确的是（　　）

A．一般地，母鸡产生的一个卵细胞中含有的性染色体一定是Z

B．正常情况下，公鸡体细胞有丝分裂后期，含有4条Z染色体

C．非芦花公鸡和芦花母鸡杂交，后代公鸡全为非芦花，母鸡全为芦花

D．芦花公鸡和芦花母鸡杂交，后代出现非芦花鸡一定是公鸡

解析　一般地，母鸡（ZW）产生的一个卵细胞中含有的性染色体是Z或者W；

正常情况下，公鸡体细胞（ZZ）有丝分裂后期，着丝点分裂，含有4条Z染色体；

非芦花公鸡（ZbZb）和芦花母鸡（ZBW）杂交，后代公鸡全为芦花鸡（ZBZb），母鸡全为非芦花鸡（ZbW）；

芦花公鸡（ZBZb或ZBZB）和芦花母鸡（ZBW）杂交，后代出现的非芦花鸡一定是ZbW，一定是母鸡。

性染色体决定类型

类型

XY型

ZW型

性别

雌

雄

体细胞染

色体组成

2A＋XX

2A＋XY

2A＋ZW

2A＋ZZ

性细胞染

A＋X

A＋X、

A＋Y

A＋Z、

A＋W

A＋Z

实例

人等大部分动物

鳞翅目昆虫、鸟类

特别提醒　①Y或W染色体非同源区段上携带的基因，在X或Z染色体上无相应的等位基因，只限于在相应性别的个体之间传递。

②性状的遗传与性别相联系。

在书写表现型和统计后代比例时，一定要与性别相联系。

题组二　伴性遗传特点的应用分析

3．血友病是一种伴X染色体隐性遗传病，某对表现正常的夫妇均有一个患病的弟弟，但家庭的其他成员均不患病，设相关基因用B、b表示，他们的子女患病的概率为（　　）

A．1/8B．1/4C．1/2D．0

解析　表现正常的夫妇均有一个患病的弟弟，家庭的其他成员均不患病，设相关基因用B、b表示，判断丈夫的基因型为XBY，妻子的基因型为1/2XBXB、1/2XBXb，他们的子女患病的概率为1/2×

1/4＝1/8。

4．一个家庭中，父亲是色觉正常的多指（由常染色体上的显性基因控制）患者，母亲的表现型正常，他们却生了一个手指正常但患红绿色盲的孩子。

下列叙述正确的是（　　）

A．该孩子的色盲基因来自外祖母

B．这对夫妇再生一个男孩，其只患红绿色盲的概率是1/2

C．这对夫妇再生一个正常女儿的概率是1/4

D．父亲的精子不携带致病基因的概率是1/3

解析　设控制手指的基因用A、a表示，控制色觉的基因用B、b表示，则该家庭中父母的基因型分别为AaXBY、aaXBXb，生育的手指正常但患红绿色盲的孩子一定为男孩，其色盲基因来自他的母亲，由于不知道外祖父母的表现型，故无法判断色盲基因来自于谁，故A错误；

这对夫妇再生一个男孩，其只患红绿色盲的概率是1/2（手指正常概率）×

1/2（男孩患色盲概率）＝1/4，故B错误；

生育的女孩色觉都正常，这对夫妇再生一个正常女孩的概率是1/2（手指正常概率）×

1/2（女孩的概率）＝1/4，故C正确；

从父亲的基因型分析，基因型为aXB、aY的精子中不携带致病基因，占1/2，故D错误。

患病概率推理技巧

（1）由常染色体上的基因控制的遗传病

①男孩患病概率＝女孩患病概率＝患病孩子概率。

以男孩患病概率为例推理如下：

男孩患病概率＝

＝

＝患病孩子概率。

②患病男孩概率＝患病女孩概率＝患病孩子概率×

1/2。

以患病男孩概率为例推理如下：

患病男孩概率＝

×

1/2＝患病孩子概率×

（2）由性染色体上的基因控制的遗传病

①若病名在前、性别在后，则从全部后代中找出患病男（女），即可求得患病男（女）的概率。

②若性别在前、病名在后，求概率时只考虑相应性别中的发病情况，如男孩患病概率则是指在所有男孩中患病的男孩所占的比例。

题组三　遗传系谱图的分析与判断

5．如图为某遗传病的家系图，据图可以做出的判断是（　　）

A．母亲肯定是纯合子，子女是杂合子

B．这种遗传病女性发病率高于男性

C．该遗传病不可能是伴X染色体隐性遗传病

D．子女的致病基因不可能来自父亲

解析　根据系谱图中4号患病、2号正常可知，该遗传病不可能是伴X染色体隐性遗传病；

若该病为常染色体显性遗传病，母亲可以为杂合子；

若该病为常染色体遗传病，则该病在女性与男性中的发病率相同；

若该病为常染色体隐性遗传病，则子女的致病基因可能来自父亲。

6．以下家系图中最可能属于常染色体上的隐性遗传、Y染色体遗传、X染色体上的显性遗传、X染色体上的隐性遗传的依次是（　　）

A．③①②④B．②④①③

C．①④②③D．①④③②

解析　①存在“无中生有”的现象，应是隐性遗传，又因为患病的女儿其父亲正常，因此是常染色体上的隐性遗传。

②代代有患者，患病男性的女儿都有病，且第二代中两患者的后代中出现正常男性，因此最可能是X染色体上的显性遗传。

③存在“无中生有”的现象，是隐性遗传，且“母患子必患、女患父必患”，因此最可能是X染色体上的隐性遗传。

④存在明显的传男不传女现象，因此最可能是伴Y染色体遗传。

“四步法”分析遗传系谱图

步骤

现象及结论的口诀记忆

图解表示

第一，排除或确定伴Y遗传

若系谱图中患者全为男性，而且患者后代中男性全为患者，则为伴Y遗传病；

若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y遗传

第二，确定图谱中遗传病是显性遗传还是隐性遗传

“无中生有”（无病的双亲，所生的孩子中有患者），则为隐性遗传

“有中生无”（有病的双亲，所生的孩子中出现无病的），则为显性遗传

第三，确定致病基因位于常染色体上还是位于性染色体上

①双亲有病儿子正常

②父病女必病，子病母必病

伴X显性遗传

①双亲有病女儿正常

②父病女不病或者子病母不病

常染色体显性遗传

①父亲正常儿子有病

②母病子必病，女病父必病

伴X隐性遗传

①双亲正常女儿有病

②母病子不病或女病父不病

常染色体隐性遗传

第四，若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小方面推测

①若该病在代与代间连续遗传→

显性遗传—

②若该病在系谱图中隔代遗传→

隐性遗传—

题组四　伴性遗传异常现象分析

7．一个性染色体为XXY的男孩，下列情况中，其染色体变异一定与他的父亲有关的是（　　）

A．男孩色盲，其父正常，其母色盲

B．男孩色盲，其父正常，其母正常

C．男孩正常，其父色盲，其母正常

D．男孩正常，其父正常，其母色盲

解析　设控制色盲的基因为b。

A项，其父正常（XBY），其母色盲（XbXb），则该色盲男孩（XbXbY）的产生与其父无关；

B项，其父母都正常，该色盲男孩（XbXbY）的产生也与其父无关；

C项，其父色盲（XbY）其母正常（XBX－），该正常男孩（XBX－Y）的产生可能与其父有关，也可能与其母有关；

D项，其父正常（XBY），其母色盲（XbXb），该正常男孩（XBXbY）的产生一定与其父有关。

8．人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因（T）位于X染色体上。

已知没有X染色体的胚胎是致死的。

如果褐色的雌兔（染色体组成为XO）与正常灰色（t）雄兔交配，预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为（　　）

A．3/4与1∶1B．2/3与2∶1

C．1/2与1∶2D．1/3与1∶1

解析　雌兔为（XTO），雄兔为（XtY），两兔交配，其子代基因型分别为XTXt、XtO、XTY、OY，因没有X染色体的胚胎是致死的，因此子代只有XTXt、XtO、XTY三种基因型的兔，且数量之比为1∶1∶1，子代中XTXt为褐色雌兔，XtO为正常灰色雌兔，XTY为褐色雄兔，故子代中褐色兔占2/3，雌雄之比为2∶1。

题组五　X、Y染色体同源区段和非同源区段上基因的传递特点

9．已知果蝇红眼（A）和白眼（a）由位于X染色体Ⅰ区段（与Y染色体非同源区段）上的一对等位基因控制，而果蝇刚毛（B）和截毛（b）由X和Y染色体的Ⅱ区段（同源区段）上一对等位基因控制，且突变型都表现隐性性状，如下图所示。

下列分析正确的是（　　）

A．若纯种野生型雌果蝇与突变型雄果蝇杂交，则F1中会出现截毛个体

B．若纯种野生型雌果蝇与突变型雄果蝇杂交，则F1中会出现白眼个体

C．若纯种野生型雄果蝇与突变型雌果蝇杂交，则F1中不会出现截毛个体

D．若纯种野生型雄果蝇与突变型雌果蝇杂交，则F1中不会出现白眼个体

解析　A项中亲本基因型是XBXB和XbYb，可见后代应全为刚毛个体；

B项中亲本基因型是XAXA和XaY，可见后代应全为红眼个体；

C项中亲本基因型是XBYB和XbXb，可见后代应全为刚毛个体，不会出现截毛个体；

D项中亲本基因型是XAY和XaXa，可见后代雌性全表现为红眼，雄性全表现为白眼。

10．人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同，但存在着同源区段（Ⅱ）和非同源区段（Ⅰ、Ⅲ），如图所示。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．若某病是由位于非同源区段Ⅲ上的致病基因控制的，则患者均为男性

B．若X、Y染色体上存在一对等位基因，则该对等位基因位于同源区段Ⅱ上

C．若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的显性基因控制的，则男性患者的儿子一定患病

D．若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的隐性基因控制的，则患病女性的儿子一定是患者

解析　Ⅲ片段上基因控制的遗传病为伴Y遗传病，患者全为男性，A正确；

若X、Y染色体上存在一对等位基因，这对等位基因应存在于同源区段Ⅱ上，B正确；

Ⅰ片段上显性基因控制的遗传病为伴X显性遗传病，女性患病率高于男性，男性患者的女儿一定患病，C错误；

Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病为伴X隐性遗传病，男性患病率高于女性，患病女性的儿子一定是患者，D正确。

判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上

（1）方法：

隐性雌性×

纯合显性雄性

（2）结果预测及结论：

①若子代全表现为显性性状，则相应的控制基因位于X、Y染色体的同源区段。

②若子代中雌性个体全表现为显性性状，雄性个体全表现为隐性性状，则相应的控制基因仅位于X染色体上。

网络构建

要语强记

1．萨顿运用类比推理提出了基因在染色体上的假说。

2．摩尔根运用假说—演绎法通过果蝇杂交实验证明了萨顿假说。

3．一条染色体上有许多基因，呈线性排列。

4．性别决定是指雌雄异体的生物决定性别的方式。

性别决定的方式有XY型和ZW型两种。

5．伴X隐性遗传病表现出隔代交叉遗传、男患者多于女患者、女患者的父亲、儿子都是患者的特点。

6．伴X显性遗传病表现出连续遗传、女患者多于男患者、男患者的母亲、女儿都是患者的特点。

7．伴Y遗传病表现出全男性遗传特点。

探究高考　明确考向

1．（2013·

山东，5）家猫体色由X染色体上一对等位基因B、b控制，只含基因B的个体为黑猫，只含基因b的个体为黄猫，其他个体为玳瑁猫，下列说法正确的是（　　）

A．玳瑁猫互交的后代中有25%的雄性黄猫

B．玳瑁猫与黄猫杂交后代中玳瑁猫占50%

C．为持续高效地繁殖玳瑁猫，应逐代淘汰其他体色的猫

D．只有黑猫和黄猫杂交，才能获得最大比例的玳瑁猫

解析　由题干信息可知黑色的基因型为XBXB、XBY，黄色为XbXb、XbY，玳瑁色为XBXb。

A项中只有雌性猫具有玳瑁色；

B项中玳瑁猫与黄猫杂交，后代中玳瑁猫占25%；

C项中由于只有雌性猫为玳瑁色，淘汰其他体色的猫，将得不到玳瑁猫；

D项中黑色雌猫与黄色雄猫杂交或黑色雄猫与黄色雌猫杂交，子代中雌性猫全为玳瑁色。

2．（2013·

广东，25）果蝇红眼对白眼为显性，控制这对性状的基因位于X染色体，果蝇缺失1条Ⅳ号染色体仍能正常生存和繁殖，缺失2条则致死，一对都缺失1条Ⅳ号染色体的红眼果蝇杂交（亲本雌果蝇为杂合子），F1中（双选）（　　）

A．白眼雄果蝇占1/4

B．红眼雌果蝇占1/4

C．染色体数正常的红眼果蝇占1/4

D．缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4

答案　AC

解析　由题可知，红眼和白眼在性染色体上，设相关基因用B、b表示，XBXb和XBY交配后代的基因型为：

XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY＝1∶1∶1∶1，亲本中均缺失一条Ⅳ号染色体，因此后代中缺失一条的占1/2，缺失两条的和染色体正常的均占1/4，缺失两条的不能存活，因此后代正常染色体的占1/3，缺失一条染色体的占2/3。

因此后代白眼雄果蝇占1/4，红眼雌果蝇占1/2，染色体数正常的红眼果蝇占3/4×

1/3＝1/4，缺失1条Ⅳ号染色体的白眼果蝇占1/4×

2/3＝1/6，因此答案为AC。

3．（2012·

天津，6）果蝇的红眼基因（R）对白眼基因（r）为显性，位于X染色体上；

长翅基因（B）对残翅基因（b）为显性，位于常染色体上。

现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。

下列叙述错误的是（　　）

A．亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr

B．亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2

C．F1出现长翅雄果蝇的概率为3/16

D．白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞

解析　通过分析果蝇的亲子代之间的关系，先推导亲代基因型，然后逐项排查即可。

从题目中F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅，再结合亲本的表现型可知，红眼长翅果蝇的基因型为BbXRXr，白眼长翅果蝇的基因型为BbXrY，A项正确；

由亲本基因型可进一步推知两亲本产生Xr配子的概率：

父方为1/2，母方也为1/2，因此整体比例为1/2，B项正确；

其F1出现长翅雄果蝇的概率是1/2（雄）×

3/4（长翅），即3/8，C项错误；

白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr，减数第一次分裂时同源染色体分离，染色体数目减半，在减数第二次分裂后期，每个着丝点一分为二，使两条复制而来的姐妹染色单体分开，由于其上基因相同（不考虑突变和交叉互换），因此，其形成的次级卵母细胞基因型是bbXrXr，D项正确。

4．（2013·

江苏，31）调查某种遗传病得到如下系谱图，经分析得知，两对独立遗传且表现完全显性的基因（分别用字母Aa、Bb表示）与该病有关，且都可以单独致病。

在调查对象中没有发现基因突变和染色体变异的个体。

请回答下列问题：

（1）该种遗传病的遗传方式________（是/不是）伴X隐性遗传，因为第Ⅰ代第________个体均不患病。

进一步分析推测该病的遗传方式是______________。

（2）假设Ⅰ1和Ⅰ4婚配、Ⅰ2和Ⅰ3婚配，所生后代患病的概率均为0，则Ⅲ1的基因型为________，Ⅱ2的基因型为________。

在这种情况下，如果Ⅱ2与Ⅱ5婚配，其后代携带致病基因的概率为________。

答案　

（1）不是　1、3　常染色体隐性遗传　

（2）AaBb　AABB或AaBB（AABB或AABb）　5/9

解析　

（1）根据系谱图中的女儿（Ⅱ3或Ⅱ6）患病而父亲（Ⅰ1或Ⅰ3）不患病，可排