备考2024届高考生物一轮复习讲义第五章基因的传递规律课时4人类遗传病

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1.人类遗传病
（1）概念：由[1] 遗传物质改变 而引起的人类疾病。
（2）人类常见遗传病的类型及特点
教材深挖[必修2P93图5－9]对唐氏综合征患者进行染色体检查，可以看到患者比正常人多了一条21号染色体，原因是减数分裂Ⅰ同源染色体未分离或减数分裂Ⅱ姐妹染色单体形成的子染色体移向了细胞同一极。
辨析 先天性疾病、家族性疾病与遗传病
2.调查人群中的遗传病
（1）调查流程图
（2）遗传病发病率与遗传方式的调查
3.人类遗传病的检测和预防
提醒羊水检查所用材料实际上是羊水中的胎儿脱落细胞，可用于染色体分析、性别确定、序列测定和分析等；B超检查可以检查胎儿的外观、性别；孕妇血细胞检查可以筛查遗传性地中海贫血症；基因检测可以检测基因异常病。
辨析基因检测与基因治疗
4.遗传系谱图的分析
基础自测
1.单基因遗传病是由一个致病基因引起的遗传病。（× ）
2.人类遗传病的遗传都遵循孟德尔遗传规律。（× ）
3.携带遗传病致病基因的个体一定患遗传病。（× ）
4.不携带遗传病致病基因的个体一定不患遗传病。（× ）
5.先天性疾病一定是遗传病。（× ）
6.调查人群中红绿色盲的发病率应在患病家系中多调查几代，以减小实验误差。（× ）
7.调查人类常见的遗传病时，不宜选择多基因遗传病。（ √ ）
8.遗传咨询和产前诊断等手段能够对遗传病进行检测和治疗。（× ）
9.性染色体异常患者可通过基因检测进行产前诊断。（× ）
10.X连锁遗传病的遗传特点是“传女不传男”[2021浙江1月，T9B]。（× ）
情境应用
1.对于人类常见的遗传病，在胎儿时期可通过显微镜观察确诊的有哪些？
提示 染色体数目异常遗传病可通过显微镜观察胎儿细胞进行确诊；另外，某些单基因遗传病也可以通过显微镜观察确诊，如镰状细胞贫血。
2.用羊水检查的手段进行产前诊断时，取羊水后细胞不经培养便可进行基因检测，但为什么不能进行染色体分析？
提示 不经细胞培养，细胞数量少，处于分裂期的细胞更少，很难观察到染色体是否异常，但是每个细胞中均含有DNA分子，可通过PCR扩增来检测。
深度思考
1.多基因遗传病是受两对或两对以上等位基因控制的遗传病，在遗传过程中一般不符合孟德尔遗传规律，原因是什么？
提示 多基因遗传病的各对基因之间通常不存在明显的显隐性关系，每个基因的效应相对微小，但很多基因的作用聚集起来就会形成明显的致病效应；控制多基因遗传病的基因的遗传受环境影响较大，所以在对不同表型个体进行数据分析时，一般很难呈现孟德尔遗传定律的性状分离比的理论值。
2.调查人群中的遗传病的发病率时，对遗传病类型在选择上有什么要求？
提示 调查时，最好选择群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等。多基因遗传病容易受环境因素影响，不宜作为调查对象。
3.若要调查红绿色盲的发病率，能否在一个班级进行，为什么？
提示 不能。因为班级是一个较小的特殊群体，没有做到在人群中随机抽样。
4.基因检测和基因治疗是否对所有类型的遗传病都有效？
提示 否。染色体异常遗传病不是由致病基因引起的，无法通过基因检测发现，也不能通过基因治疗进行治疗。
研透高考 明确方向
命题点1 人类遗传病的类型和特点分析
1.[2021浙江1月]遗传病是生殖细胞或受精卵遗传物质改变引发的疾病。下列叙述正确的是（D ）
A.血友病是一种常染色体隐性遗传病
B.X连锁遗传病的遗传特点是“传女不传男”
C.重度免疫缺陷症不能用基因治疗方法医治
D.孩子的先天畸形发生率与母亲的生育年龄有关
解析 血友病是伴X染色体隐性遗传病，A错误。男女都有X染色体，所以都有可能患X连锁遗传病，B错误。重度免疫缺陷症可以用基因治疗的方法医治，C错误。女性适龄生育时胎儿先天畸形率较低，超龄后生育，年龄越大，胎儿先天畸形率越大，D正确。
2.[新课标全国Ⅰ高考]抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病，短指为常染色体显性遗传病，红绿色盲为X染色体隐性遗传病，白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述，正确的是（B ）
A.短指的发病率男性高于女性
B.红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C.抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D.白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现
解析 据题干可知短指为常染色体显性遗传病，常染色体遗传病在男性和女性群体中患病概率相等，A错误；红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，其具有隔代遗传现象和“女病父子必病”（即女性患者的父亲和儿子一定是该病的患者）等特点，B正确；抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病，其遗传具有世代连续、女性患者多于男性患者、“男病母女必病”（即男性患者的母亲和女儿一定是该病的患者）等特点，C错误；常染色体隐性遗传病（如白化病）只有在隐性基因纯合时才会表现出来，常具有隔代遗传的现象，D错误。
命题变式
[设问拓展型]理论上，这四种人类单基因遗传病的发病率大于致病基因频率的是（B ）
A.白化病在女性中的发病率
B.短指在男性中的发病率
C.抗维生素D佝偻病在男性中的发病率
D.红绿色盲在女性中的发病率
解析 白化病是常染色体隐性遗传病，在女性中的发病率等于致病基因频率的平方，小于致病基因频率，A不符合题意；短指是常染色体显性遗传病，其在男性中的发病率大于致病基因频率，B符合题意；抗维生素D佝偻病属于伴X染色体显性遗传病，其在男性中的发病率等于致病基因频率，C不符合题意；红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病，其在女性中的发病率等于致病基因频率的平方，小于致病基因频率，D不符合题意。
命题点2 遗传病发病率及遗传方式的调查
3.[2023徐州模拟]下列针对“调查人群中的遗传病”活动的叙述，正确的是（C ）
A.应随机选取人群中某一单基因遗传病进行调查
B.调查某种遗传病的发病率时，要在患者家系中调查
C.调查某种遗传病的发病率时，应保证调查的群体足够大
D.调查某种遗传病的遗传方式时，要在群体中随机抽样调查
解析 调查人群中遗传病的发病率时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，A错误；调查某种遗传病的发病率时，要在人群中随机进行，B错误；调查某种遗传病的发病率时，应在人群中随机进行，且保证调查的群体足够大，C正确；调查某种遗传病的遗传方式时，要在患者家系中调查，D错误。
4.[2024南阳模拟]某研究性学习小组在调查人群中的遗传病时，以“研究××病的遗传方式”为子课题，下列调查的遗传病与选择的方法最合理的是（D ）
A.研究猫叫综合征的遗传方式，在学校内随机抽样调查
B.研究青少年型糖尿病，在患者家系中调查
C.研究白化病的遗传方式，在全市中抽样调查
D.研究红绿色盲的遗传方式，在患者家系中调查
解析 调查人类遗传病时，最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等，猫叫综合征属于染色体异常遗传病，青少年型糖尿病属于多基因遗传病，A、B不合理；调查遗传病的遗传方式时，应以患者家系为单位进行调查，然后画出系谱图，再判断遗传方式，C不合理、D合理。
命题点3 人类遗传病的检测和预防分析
5.[2022浙江1月]各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险如图。下列叙述正确的是（B ）
A.染色体病在胎儿期高发可导致婴儿存活率下降
B.青春期发病风险低更容易使致病基因在人群中保留
C.图示表明，早期胎儿不含多基因遗传病的致病基因
D.图示表明，显性遗传病在幼年期高发，隐性遗传病在成年期高发
解析 染色体病在胎儿期高发，一般来说，染色体异常的胎儿50％以上会因自发流产而不出生，与婴儿存活率无关，A错误；由图可知，各类遗传病的发病率在青春期都很低，因此更容易使致病基因在人群中保留，B正确；由图可知，多基因遗传病在胎儿期发病率较低，但不能说明早期胎儿不含有多基因遗传病的致病基因，C错误；由图示信息不能得出D项所述内容，D错误。
6.[山东高考]人体内一些正常或异常细胞脱落破碎后，其DNA会以游离的形式存在于血液中，称为cfDNA；胚胎在发育过程中也会有细胞脱落破碎，其DNA进入孕妇血液中，称为cffDNA。近几年，结合DNA测序技术，cfDNA和cffDNA在临床上得到了广泛应用。下列说法错误的是（B ）
A.可通过检测cfDNA中的相关基因进行癌症的筛查
B.提取cfDNA进行基因修改后直接输回血液可用于治疗遗传病
C.孕妇血液中的cffDNA可能来自于脱落后破碎的胎盘细胞
D.孕妇血液中的cffDNA可以用于某些遗传病的产前诊断
解析 癌症的发生是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，可通过检测cfDNA中的相关基因进行癌症筛查，A正确；cfDNA以游离的形式存在于血液中，进行基因修改后直接输回血液无法正常发挥功能，B错误；胎盘细胞来自胚胎，其DNA可进入孕妇血液中形成cffDNA，可用于某些遗传病的产前诊断，C、D正确。
命题变式
[设问拓展型]在题干条件不变的情况下，下列叙述正确的是（B ）
A.血液中能检测到cfDNA是因为这些片段在血浆中进行了复制
B.孕妇体内的cfDNA和cffDNA不一定能进行碱基互补配对
C.孕妇血液中存在cffDNA说明胎盘细胞发生了坏死
D.若发现某孕妇cffDNA序列和cfDNA序列不同，胎儿一定患有遗传病
解析 DNA复制的场所在细胞内，不在血浆中，A错误；孕妇体内的cfDNA是自身的DNA，而cffDNA是其胎儿的DNA，二者不一定能进行碱基互补配对，B正确；胚胎发育过程中有细胞脱落破碎，这是正常的细胞更新过程，属于细胞凋亡而不是坏死，C错误；孕妇的cfDNA与cffDNA不同可能是基因重组造成的亲子代之间的遗传物质上的差异，并不能说明胎儿患有遗传病，D错误。
命题点4 遗传系谱图中遗传方式的判断与相关计算
7.[2022湖北]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（C ）
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
解析 Ⅱ－3患病，其女儿Ⅲ－1正常，说明该病不是伴X染色体显性遗传病；Ⅱ－4患该病，其儿子Ⅲ－5正常，说明该病不是伴X染色体隐性遗传病。进一步分析可知，该病可能为常染色体隐性遗传病或常染色体显性遗传病，A正确；若Ⅰ－2为纯合子，则该病为常染色体显性遗传病，设该病由A/a基因控制，分析题图可知，Ⅰ－1的基因型为Aa，Ⅰ－2的基因型为aa，则Ⅱ－3（患病）的基因型为Aa。Ⅱ－2不患病，其基因型为aa，则Ⅲ－3的基因型为Aa，是杂合子，B正确；若Ⅲ－2为纯合子，则该病为常染色体隐性遗传病，根据图示无法推知Ⅱ－5是否为杂合子，C错误；若该病为常染色体显性遗传病，设相关基因为A/a，则Ⅱ－2的基因型为aa，Ⅱ－3的基因型为Aa，若Ⅱ－2和Ⅱ－3再生一个孩子，其患病的概率为1/2；若该病为常染色体隐性遗传病，设相关基因为A/a，则Ⅱ－2、Ⅱ－3的基因型分别为Aa、aa，若Ⅱ－2和Ⅱ－3再生一个孩子，其患病的概率为1/2，D正确。
8.[2022浙江6月]如图为甲、乙两种单基因遗传病的遗传家系图，甲病由等位基因A/a控制，乙病由等位基因B/b控制，其中一种病为伴性遗传，Ⅱ5不携带致病基因。甲病在人群中的发病率为1/625。不考虑基因突变和染色体畸变。下列叙述正确的是（C ）
A.人群中乙病患者男性多于女性
B.Ⅰ1的体细胞中基因A最多时为4个
C.Ⅲ6带有来自Ⅰ2的甲病致病基因的概率为1/6
D.若Ⅲ1与正常男性婚配，理论上生育一个只患甲病女孩的概率为1/208
解析 由Ⅰ1、Ⅰ2不患甲病，所生Ⅱ2患甲病且为女性，可推知甲病为常染色体隐性遗传病，结合题干信息“其中一种病为伴性遗传”可推知乙病为伴性遗传，由Ⅱ1、Ⅱ2患乙病，所生Ⅲ3不患病，推知乙病为伴X染色体显性遗传病，该遗传病的女性患者多于男性患者，A错误；由以上分析可知，Ⅰ1的基因型为AaXBY，基因A最多时为细胞进行DNA复制后，此时细胞中有2个基因A，B错误；只研究甲病，Ⅰ1的基因型为Aa，Ⅰ2的基因型为Aa，可推出Ⅱ4的基因型为1/3AA、2/3Aa，由题干信息可知，Ⅱ5不携带致病基因，即Ⅱ5的基因型为AA，Ⅲ6带有来自Ⅰ2的甲病致病基因的概率为2/3×1×1/2×1/2＝1/6，C正确；由题干信息“甲病在人群中的发病率为1/625”推知，甲病致病基因a的基因频率为1/25，正常基因A的基因频率为24/25，则人群中AA基因型频率为24/25×24/25，Aa基因型频率为2×24/25×1/25，换算后，正常人群中AA基因型频率为12/13，Aa基因型频率为1/13，利用正推、反推的方法得出：Ⅲ1的基因型为1/2AaXBXB、1/2AaXBXb，与其婚配的正常男性基因型为12/13AAXbY、1/13AaXbY，理论上生育一个只患甲病女孩（aaXbXb）的概率为1/13×1×1/4×1/2×1/4＝1/416，D错误。
思维提升
“男孩患病”与“患病男孩”的概率问题
命题点5 遗传系谱图与其他图像的综合分析
9.[2021河北，多选]杜氏肌营养不良（DMD）是由单基因突变引起的伴X隐性遗传病，男性中发病率约为1/4000。甲、乙家系中两患者的外祖父均表现正常，家系乙Ⅱ－2还患有红绿色盲。两家系部分成员DMD基因测序结果（显示部分序列，其他未显示序列均正常）如图。下列叙述错误的是（ABD ）
A.家系甲Ⅱ－1和家系乙Ⅱ－2分别遗传其母亲的DMD致病基因
B.若家系乙Ⅰ－1和Ⅰ－2再生育一个儿子，儿子患两种病的概率比患一种病的概率低
C.不考虑其他突变，家系甲Ⅱ－2和家系乙Ⅱ－1婚后生出患DMD儿子的概率为1/8
D.人群中女性DMD患者频率远低于男性，女性中携带者的频率约为1/4000
解析 由家系甲的部分成员DMD基因测序结果可知，家系甲Ⅱ－1的母亲的基因序列正常，故家系甲Ⅱ－1的DMD致病基因不是遗传其母亲，A错误；由题意可知，DMD和红绿色盲都是伴X染色体隐性遗传病，设与DMD和红绿色盲相关的基因分别为A/a和B/b，则家系乙Ⅱ－2的基因型为XabY，进而推出家系乙Ⅰ－1和Ⅰ－2的基因型分别为XABY和XABXab，若家系乙Ⅰ－1和Ⅰ－2再生育一个儿子，则儿子患两种病的概率为1/2，患一种病的概率为0，B错误；若只考虑DMD，则家系甲Ⅱ－2的基因型为XAY，家系乙Ⅱ－1的基因型为XAXA（占1/2）或XAXa（占1/2），不考虑其他突变，家系甲Ⅱ－2和家系乙Ⅱ－1婚后生出患DMD儿子的概率为1/2×1/4＝1/8，C正确；由男性中DMD的发病率为1/4000可推出该病致病基因在人群中的基因频率为1/4000，女性患者频率为1/4000×1/4000＝1/16000000，女性中携带者的频率约为2×1/4000×3999/4000≈1/2000，D错误。
命题变式
[设问拓展型]（1）家系乙患DMD的原因是 基因突变 。
（2）从基因控制蛋白质合成的过程的角度分析，家系甲、乙中的两位患者，谁的病情更为严重，写出分析过程： 家系甲中患者的病情更严重；原因是甲家系中的患者是由于发生了碱基的增添，而乙家系中的患者是发生了碱基的替换，碱基增添对于氨基酸序列的影响更大 。
解析 （1）分析DMD基因测序结果可知，家系乙Ⅱ－2患病，且与母亲Ⅰ－2均含有异常碱基T，故家系乙患DMD的原因为其母亲发生了C—T的基因突变，且遗传给了Ⅱ－2，故属于基因突变。（2）据图可知，家系甲中的患者是由于发生了碱基的增添，而家系乙中的患者是发生了碱基的替换，由于碱基增添对于氨基酸序列的影响更大，故家系甲中患者的病情更为严重。
通性通法
采用集合模型解答两种遗传病的概率计算问题
（1）当两种病的遗传符合自由组合定律时，各种患病情况的概率分析如图所示：
（2）利用乘法原理计算相应概率，再进一步拓展：
10.[山东高考,不定项]如图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图和各家庭成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳，电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段，数字表示碱基对的数目。下列说法正确的是（CD ）
A.甲病的致病基因位于常染色体上，乙病的致病基因位于X染色体上
B.甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致，替换后的序列可被MstⅡ识别
C.乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致
D.Ⅱ4不携带致病基因、Ⅱ8携带致病基因，两者均不患待测遗传病
解析 观察甲病家系图，Ⅰ1、Ⅰ2正常而Ⅱ3患病，说明甲病属于常染色体隐性遗传病，甲病的致病基因位于常染色体上；观察乙病家系电泳结果，Ⅰ6、Ⅱ7只有一种DNA片段（含1.0×104对碱基），而Ⅰ5含有两种DNA片段，说明Ⅰ6、Ⅱ7只含有致病基因，Ⅰ5含有正常基因和致病基因，所以乙病属于隐性遗传病，乙病的致病基因不位于X染色体非同源区段上，A错误；电泳后Ⅱ3出现一种DNA条带（含1350对碱基），Ⅰ1、Ⅰ2多出现两条DNA条带（含1150、200对碱基），说明甲病可能由正常基因发生碱基对替换导致，替换后的序列不能被MstⅡ识别，B错误；乙病的致病基因被BamHⅠ酶切后得到的DNA条带含有的碱基对数目少（1.0×104对碱基），而正常基因被BamHⅠ酶切后得到的DNA条带含有的碱基对数目多（1.4×104对碱基），说明乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致，C正确；观察电泳结果，Ⅱ4不含有Ⅱ3致病基因对应的DNA条带，所以Ⅱ4不携带致病基因，Ⅱ8含有Ⅱ7致病基因对应的DNA条带，也含有正常基因对应的DNA条带，所以Ⅱ8含有正常基因和致病基因，因此两个体均不患待测遗传病，D正确。
思维提升
电泳图谱原理
电泳是利用带电分子或离子所带电荷或相对分子质量不同，在电场中移动距离（或速度）不同的原理分离分子或离子的方法，如等位基因A与a，经限制酶切开后，由于相关片段相对分子质量等存在差异，在电场中移动距离不同，从而使两种基因得以分离。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.举例说明人类遗传病是可以检测和预防的；
2.调查常见的人类遗传病并探讨其预防措施
人类遗传病
2023：江苏T8、重庆T13、辽宁T20、湖南T19、浙江6月T24；
2022：广东T16、浙江1月T24、湖北T18、辽宁T20、河北T15、海南T6、浙江6月T25、天津T17、重庆T19；
2021：海南T20、河北T15、江苏T16、重庆T11、北京T6、湖南T10；
2020：海南T23（2）（3）（4）、浙江1月T1和T25、江苏T21、北京T6；
2019：浙江4月T17和T28、海南T19、江苏T25
1.生命观念——结构与功能观：从细胞水平和分子水平阐述遗传物质改变引发的遗传病。
2.科学思维——比较与分类：遗传病的特点；分析与综合：遗传系谱图的分析。
3.科学探究——实验调查：调查常见的人类遗传病。
4.社会责任——通过了解人类遗传病的相关知识，尝试解释、解决遗传学问题，培养考生的社会责任感
命题分析预测
1.人类遗传病中有关遗传病遗传方式的判断、基因型和表型的推导及相关概率计算等是高考考查的重点，也可结合减数分裂等相关知识进行考查，既有选择题，也有非选择题，但命题角度比较灵活。
2.预计2025年高考对本部分内容的考查，还将集中在人类遗传病类型的判断和概率计算上。另外，以遗传系谱图、表格信息等为知识载体进行考查，也是一个命题热点
遗传病类型
举例
遗传特点
诊断方法
单基
因遗
传病
（由一
对等
位基因
控制）
常染色体显性遗传病
多指、并指、软骨发育不全
男女患病概率相等、连续遗传
遗传咨询、产前诊断（基因检测）、性别检测（伴性遗传病）
常染色体隐性遗传病
镰状细胞贫血、白化病、苯丙酮尿症等
男女患病概率相等、隔代遗传
伴X染色体显性遗传病
抗维生素D佝偻病
女性患者多于男性患者、连续遗传
伴X染色体隐性遗传病
血友病、红绿色盲
男性患者多于女性患者
伴Y染色体遗传病
外耳道多毛症
患者全为男性，父传子、子传孙
多基因遗传病（受两对或两对以上等位基因控制）
原发性高血压、冠心病、哮喘、青少年型糖尿病
家庭聚集现象、易受环境影响
遗传咨询、基因检测
染色
体异
常遗
传病
结构异常
猫叫综合征
往往造成严重后果，甚至胚胎期就自然流产
产前诊断（染色体数目、结构检测）
数目异常
唐氏综合征、性腺发育障碍综合征（缺少一条性染色体）
项目
先天性疾病
家族性疾病
遗传病
特点
出生时已经表现出来的疾病
一个家族中多个成员都表现为同一种疾病
能够在亲子代个体之间遗传的疾病
病因
可能由遗传物质改变引起，也可能与遗传物质的改变无关
由遗传物质改变引起
联系
先天性疾病、家族性疾病不一定是遗传病（如母亲在妊娠期前三个月感染风疹病毒可使胎儿患先天性心脏病或先天性白内障，这均不属于遗传病；因为饮食习惯，某家庭吃的食物中缺乏维生素A，导致家庭成员大都患夜盲症，这也不属于遗传病）
项目
调查对象及范围
注意事项
结果计算及分析
遗传病发病率
广大人群
[2] 随机抽样
考虑年龄、性别等因素，群体[3] 足够大
[4] 患病人数 占[5] 所调查的总人数 的百分比
遗传病
遗传方式
患者家系
正常情况与患病情况
分析致病基因的显隐性及所在染色体的类型
基因检测
通过检测人体细胞中的DNA序列，以了解人体的基因状况
基因治疗
用正常基因取代或修补患者细胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的
类型
计算公式
已知
患甲病的概率m
不患甲病的概率为1－m
患乙病的概率n
不患乙病的概率为1－n
①
同时患两病的概率
mn
②
只患甲病的概率
m（1－n）
③
只患乙病的概率
n（1－m）
④
不患病的概率
（1－m）（1－n）
拓展
求解
患病的概率
（①＋②＋③）或（1－④）
只患一种病的概率
（②＋③）或[1－（①＋④）]