2014届高三人教版生物一轮复习教学案：5.17基因在染色体上和伴性遗传

第 17 讲 基因在染色体上和伴性遗传 考纲要求 伴性遗传 一 萨顿的假说 判一判 1 基因和染色体行为存在着明显的平行关系 2 萨顿利用假说 演绎法 推测基因位于染色体上 提示 类比推理法 3 所有的基因都位于染色体上 4 体细胞中基因成对存在 配子中只含 1 个基因 提示 只含成对基因中的 1 个 5 非等位基因在形成配子时都是自由组合的 提示 只有非同源染色体上的非等位基因才自由组合 思考 类比推理与假说 演绎法的结论都是正确的吗 提示 类比推理的结论不一定正确 假说 演绎的结论是正确的 二 基因位于染色体上的实验证明 1 实验 图解 2 实验结论 基因在染色体上 3 基因和染色体的关系 一条染色体上有很多基因 基因在染色体上呈线性排列 思考 基因在染色体上 的提出者和证明者分别是谁 提示 萨顿 摩尔根 解惑 一条染色体上有许多基因 但基因不都位于染色体上 如真核生物的细胞质中的 基因位于线粒体和叶绿体的 DNA 上 原核生物细胞中的基因位于拟核 DNA 或质粒 DNA 上 三 伴性遗传 1 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 类型 特点及实例 连一连 解惑 1 性染色体上的基因并不都是控制性别的 如色盲基因 2 性别既受性染色体控制 又与部分基因有关 3 性染色体既存在于生殖细胞中 又存在于正常体细胞中 4 常染色体遗传与伴性遗传的区别 常染色体遗传正反交结果一致 伴性遗传正反交结果 不一致 考点一 基因位于染色体上的实验证明 1 细胞内的染色体 1 根据来源分为 同源染色体和非同源染色体 2 根据与性别关系分为 常染色体和性染色体 其中性染色体决定性别 2 摩尔根果蝇杂交实验分析 1 F2 中红眼与白眼比例为 3 1 说明这对性状的遗传符合基因的分离定律 白眼全是雄性 说明该性状与性别相关联 2 假设控制白眼的基因只位于 X 染色体上 Y 染色体上无相应的等位基因 取亲本中的白 眼雄果蝇和 F1 中红眼雌果蝇交配 后代性状比为 1 1 仍符合基因的分离定律 3 实验验证 测交 4 实验方法 假说 演绎法 5 实验结论 基因在染色体上 易错警示 伴性遗传中基因型和表现型的书写误区 1 在基因型的书写中 常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上 性染色体上的基因 则需将性染色体及其上基因一同写出 如 XBY 一般常染色体上的基因写在前 性染色体 及其上基因写在后 如 DdXBXb 2 在表现型的书写中 对于常染色体遗传不需要带入性别 对于伴性遗传则既要描述性状 的显隐性 又要将性别一同带入 1 已知果蝇中 灰身与黑身为一对相对性状 显性基因用 B 表示 隐性基因用 b 表示 直毛与分叉毛为一对相对性状 显性基因用 F 表示 隐性基因用 f 表示 两只亲代果蝇杂 交得到以下子代类型和比例 灰身 直毛 灰身 分叉毛 黑身 直毛 黑身 分叉毛 雌蝇 3 4 0 1 4 0 雄蝇 3 8 3 8 1 8 1 8 请回答 1 控制灰身与黑身的基因位于 控制直毛与分叉毛的基因位于 2 亲代果蝇的表现型 母本为 父本为 3 亲代果蝇的基因型分别为 4 子代表现型为灰身直毛的雌蝇中 纯合子与杂合子的比例为 5 子代雄蝇中 灰身分叉毛的基因型为 黑身直毛的基因型 为 答案 1 常染色体上 X 染色体上 2 灰身直毛 灰身直毛 3 BbXFXf BbXFY 4 1 5 5 BBXfY BbXfY bbXFY 解析 由题意可知 杂交后代的雌性个体和雄性个体中灰身 黑身 3 1 故控制这对相对 性状的基因位于常染色体上 灰身是显性性状 杂交后代的雄性个体中直毛 分叉毛 1 1 而雌性个体全为直毛 故控制这对性状的基因位于 X 染色体上 直毛为显性性状 由杂交后代的表现型及比例可推知 亲代的基因型分别为 BbXFXf 和 BbXFY 表现型为灰 身直毛 灰身直毛 子代雌蝇中灰身直毛的基因型及比例为 1 8BBXFXF 1 4BbXFXF 1 8BBXFXf 1 4BbXFXf 其中只有 BBXFXF 是纯合子 其余 为杂合子 子代雄果蝇中 灰身分叉毛的基因型为 BBXfY 或 BbXfY 黑身直毛的基因型 为 bbXFY 2 纯种果蝇中 朱红眼 暗红眼 F1 中只有暗红眼 而暗红眼 朱红眼 F1 中雌 性为暗红眼 雄性为朱红眼 设相关的基因为 A 和 a 则下列说法不正确的是 A 正 反交实验常被用于判断有关基因所在的染色体类型 B 反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上 C 正 反交的子代中 雌性果蝇的基因型都是 XAXa D 若正 反交的 F1 代中雌 雄果蝇自由交配 其后代表现型的比例都是 1 1 1 1 答案 D 解析 正交和反交结果不同 且暗红眼雄性果蝇与朱红眼雌性果蝇杂交 F1 出现性状分离 性状表现与性别相联系 故可以认定该性状为细胞核遗传 对应基因位于 X 染色体上 由 第一次杂交 XaY XAXA 结果知 F1 的雌性果蝇的基因型为 XAXa 第二次杂交中 XAY XaXa F1 的雌性果蝇的基因型为 XAXa 第一次杂交的子代雌 雄果蝇随机交配 子代表现型的比例为 2 1 1 而第二次杂交的子代雌 雄果蝇随机交配 子代表现型的比例 为 1 1 1 1 技法提炼 基因是位于 X 染色体上还是位于常染色体上的判断 1 若已知相对性状的显隐性 则可用雌性隐性与雄性显性杂交进行判断 若后代雌性全为 显性 雄性全为隐性 则为伴 X 染色体遗传 若后代全为显性且与性别无关 则为常染色 体遗传 2 若相对性状的显隐性是未知的 则可用正交和反交的方法进行判断 若后代的性状表现 与性别无关 则基因位于常染色体上 若后代的性状表现与性别有关 则基因位于 X 染色 体上 考点二 系谱图中单基因遗传病类型的判断与分析 1 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 2 遗传系谱图中遗传病类型的判断步骤 1 首先确定是否为伴 Y 遗传 若系谱图中女性全正常 患者全为男性 而且患者的父亲 儿子全为患者 则为伴 Y 遗 传 如上表中的图 7 若系谱图中 患者有男有女 则不是伴 Y 遗传 2 其次确定是显性遗传还是隐性遗传 无中生有 是隐性遗传病 如上表中的图 1 3 有中生无 是显性遗传病 如上表中的图 2 4 3 确定是常染色体遗传还是伴 X 遗传 在已确定是隐性遗传的系谱中 若女患者的父亲和儿子都患病 则最可能为伴 X 隐性遗传 如图 若女患者的父亲和儿子中有正常的 则一定为常染色体隐性遗传 如上表中的图 1 在已确定是显性遗传的系谱中 若男患者的母亲和女儿都患病 则最可能为伴 X 显性遗传 如图 若男患者的母亲和女儿中有正常的 则一定为常染色体显性遗传 如上表中的图 2 易错警示 遗传系谱图的特殊分析 1 对于遗传系谱图中个体基因型的分析 不但要看其同胞兄弟姐妹的表现型 还要 瞻前 顾后 即兼顾其亲 子代的表现型 2 不能排除的遗传病遗传方式 分析隐性遗传病 如果女性患者的父亲和儿子全是患者 只能说明最可能是伴 X 染色体 遗传 但不一定是 也可能是常染色体遗传 同理 显性遗传病中 如果男性患者的母亲和女儿是患者 说明最可能是伴 X 染色体遗 传 但也可能是常染色体遗传 3 系谱图的特殊判定 若世代连续遗传 一般为显性 反之为隐性 若男女患病率相差很 大 一般为伴性遗传 反之为常染色体遗传 3 如图是具有甲 乙两种遗传病的家族系谱图 其中一种遗传病的致病基因位于 X 染色 体上 若 7 不携带致病基因 下列相关分析错误的是 A 甲病是伴 X 染色体显性遗传病 B 乙病是常染色体隐性遗传病 C 如果 8 是女孩 则其可能有四种基因型 D 10 不携带甲 乙两病致病基因的概率是 2 3 答案 C 解析 因为 1 和 2 产生了不患甲病的儿子 6 和患两种疾病的女儿 4 所以甲病为显 性遗传病 乙病为隐性遗传病 如果乙病为伴 X 染色体遗传病 则 4 的父亲 2 应该是 乙病患者 这与题目条件不符 所以可排除乙病是伴 X 染色体遗传病的可能 结合题意可 判断甲病为伴 X 染色体显性遗传病 乙病为常染色体隐性遗传病 就甲病来说 因 6 不 患甲病 1 就是杂合子 所以 4 的基因型有两种 纯合或杂合 如果 8 是女孩 当 4 为纯合子时 8 有两种基因型 当 4 为杂合子时 8 有四种基因型 因为 7 不 含致病基因 所以 10 只能从 6 得到致病基因 且只能是乙病的致病基因的概率为 2 3 则不含致病基因的概率为 1 1 3 2 3 1 2 1 3 4 人类遗传病发病率逐年增高 相关遗传学研究备受关注 分析下列遗传系谱图 不能 得到的结论是 注 4 无致病基因 甲病基因用 A a 表示 乙病基因用 B b 表示 A 甲病的遗传方式为常染色体显性遗传 乙病的遗传方式为伴 X 染色体隐性遗传 B 2 的基因型为 AaXbY 1 的基因型为 aaXBXb C 如果 2 与 3 婚配 生出正常孩子的概率为 9 32 D 两病的遗传符合基因的自由组合定律 答案 C 解析 由 3 和 4 不患乙病 但其儿子 4 患乙病可判断出乙病属于隐性遗传病 再由 4 无致病基因 3 患甲病不患乙病等判断出乙病为伴 X 染色体隐性遗传病 甲病为显 性遗传病 再由 2 患甲病 其母亲和女儿都正常 说明甲病不可能为伴 X 染色体遗传病 从而确定甲病为常染色体显性遗传病 同时也可以确定 2 的基因型为 AaXbY 1 正常 而其父亲患两种病 故 1 的基因型为 aaXBXb 分析可得出 2 的基因型为 AaXBY 3 的基因型为 AaXBXB 或 AaXBXb 各有 1 2 的可能 所以 2 与 3 婚配生出正常孩子的概 率 不患甲病的概率 不患乙病的概率 不患甲病的概率 1 患乙病的概率 1 4 1 1 4 1 2 7 32 1 两种遗传病的概率求解 序号类型计算公式 患甲病的概率 m则不患甲病概率为 1 m 已知 患乙病的概率 n则不患乙病概率为 1 n 同时患两病概率m n 只患甲病概率m 1 n 只患乙病概率n 1 m 不患病概率 1 m 1 n 患病概率 或 1 拓展 求解只患一种病概率 或 1 2 伴性遗传与两大遗传规律的关系 1 与基因的分离定律的关系 伴性遗传遵循基因的分离定律 伴性遗传是由性染色体上的基因所控制的遗传 若就一 对相对性状而言 则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传 伴性遗传有其特殊性 a 雌雄个体的性染色体组成不同 有同型和异型两种 b 有些基因只存在于 X 或 Z 染色体上 Y 或 W 染色体上无相应的等位基因 从而存在像 XbY 或 ZdW 的单个隐性基因控制的性状也能表现 c Y 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 d 性状的遗传与性别相联系 在写表现型和统计后代比例时 一定要与性别相联系 2 与基因的自由组合定律的关系 在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对 或两对以上的相对性状的遗传时 位于性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传处理 位 于常染色体上的基因控制的性状按基因的分离定律处理 整体上则按基因的自由组合定律 处理 考点三 聚焦性染色体的同源区段和非同源区段 人体的性染色体上的不同类型区段如图所示 X 和 Y 染色体有一部分是同源的 图中 区段 该部分基因互为等位基因 另一部分是非 同源的 图中的 1 2 区段 该部分基因不互为等位基因 1 假设控制某一相对性状的基因 A a 位于 X Y 染色体的同源区段 那么雌性个体的基因 型种类有 XAXA XAXa XaXa 3 种 雄性个体的基因型种类有 XAYA XAYa XaYA XaYa4 种 2 写出以下不同交配方式的基因型 XAXA XAYa XAXA XAYa XAXA XaYA XAXa XAYA XAXA XaYa XAXa XAYa XAXa XAYA XAXA XAXa XAYA XaYA XAXa XAYa XAXA XAXa XAYa XaYa XAXa XaYA XAXa XaXa XAYA XaYA XAXa XaYa XAXa XaXa XAYa XaYa XaXa XAYA XAXa XaYA XaXa XAYa XAXa XaYa XaXa XaYA XaXa XaYA 3 假设基因所在区段位于 2 则雌性个体的基因型种类有 XBXB XBXb XbXb 3 种 雄性个体的基因型种类有 XBY XbY 2 种 4 假设基因所在区段位于 1 则雄性个体的基因型种类有 XYB XYb 2 种 易错警示 基因在性染色体同源区段上的易错点 1 基因在 1 2 任何区段上都与性别有关 在男性 女性中的发病率都不相同 2 若将上图改为果蝇的性染色体 应注意大而长的为 Y 染色体 短而小的为 X 染色体 且在描述时注意 雌雄 与人的 男女 区别 杂交 与人的 婚配 区别 3 若将上图改为 ZW 型性染色体 注意 Z 与 X 的对应 W 与 Y 的对应关系 5 如图为大麻的性染色体示意图 X Y 染色体的同源部分 图中 片段 上 的基因互为等位 非同源部分 图中 片段 上的基因不互为等位 已知 控制大麻抗病的显性基因 D 与不抗病的隐性基因 d 位于性染色体上 但不知该对基因在 片段 还是在 片段 若大麻的雌 雄个体均有抗病和不抗病类型 请回答下列问 题 1 请写出具有抗病性状的雄性大麻个体可能有的基因型 2 现有一株雌性不抗病和一株雄性抗病 不知其是否为纯合子 的大麻杂交 请推测子代可 能的性状表现 如果 D d 位于 片段 则子代 如果 D d 位于 片段 则子代 3 若该对基因在 片段 请写出上述第 题杂交组合所产生的 F1 中雌 雄个体交配产生 F2 的遗传图解 从 F1 开始写 答案 1 XDYD XDYd XdYD XDY 答案写全 2 雌性全为抗病 雄性全为不抗病 全为抗病 雌性全为不抗病 雄性全为抗病 雌性全为抗病 雄性全为不抗病 3 遗传图解如下 图解中 F2 的基因型 表现型及比例要完全正确 解析 1 当 D d 位于 片段时 具有抗病性状的雄性大麻个体的基因型可能为 XDYD XDYd XdYD 当 D d 位于 片段时 具有抗病性状的雄性大麻个体的基因型 为 XDY 2 当 D d 位于 片段时 雌性不抗病个体的基因型为 XdXd 雄性抗病个体的 基因型为 XDY 其子代中雌性全为抗病 雄性全为不抗病 当 D d 位于 片段时 雌性 不抗病个体的基因型为 XdXd 雄性抗病个体的基因型为 XDYD XDYd XdYD 其子代 情况为全抗病 雌性全抗病 雄性全不抗病 雌性全不抗病 雄性全抗病 3 当 D d 位 于 片段时 亲本中雌性不抗病个体的基因型为 XdXd 雄性抗病个体的基因型为 XDY 书写遗传图解时 注意标出亲代 子代 基因型 表现型及相关的比例 技法提炼 探究基因位于 X Y 的同源区段 还是只位于 X 染色体上 纯合隐性雌性个体 纯合显性雄性个体 F1 1 若子代雌雄全为显性 则基因位于同源区段 2 若子代雌性个体为显性 雄性个体为隐性 则基因只位于 X 染色体上 序号错因分析正确答案序号错因分析正确答案 忽视了研究伴 性遗传要观察 相对性状在性 别上的差异 b 与 a 或 b 与 c 或 b 与 d 或 b 与 e 或 b 与 f 忽视了自由组 合定律发生的 细胞学基础 d 和 e 审题不准 题 目并没有告诉 直毛与分叉毛 的显隐性 应 通过正交和反 交的结果来判 断 取直毛雌果蝇 与分叉毛雄果 蝇进行正交和 反交 或直毛雄 果蝇与分叉毛 雌果蝇进行正 交和反交 若 正 反交后代 性状表现一致 则该等位基因 位于常染色体 上 否则 该 等位基因位于 X 染色体上 教师备课资源 1 伴性遗传 常染色体遗传比较 遗传方 式 比较项目 伴性遗传常染色体遗传 基因位置与属性核基因 位于性染色体 X Y 上 核基因 位于常 染色体上 基因传递特点 随机传向儿子与 女儿 正反交结果正反交结果一般不同 往往与性别相联系正反交结果相同 性状表现与 性别的关系 性状表现与性别相关 在男女两性中表现不 平衡 性状表现与性别 无关 在男女 两性中表现概率 相当 举例类型伴 X 隐性伴 X 显性遗传伴 Y 遗传基因位于常染色 遗传体上 实例 人类红绿 色盲 果蝇白眼 抗维生素 D 佝 偻病 外耳道多毛症白化病 多指症 遗传 特点 女性患 者的父亲 和儿子一 定是患者 男性患 者多于女 性患者 具有交 叉遗传现 象 如红绿 色盲基因 Xb 往往 是由男性 通过他的 女儿传给 他的外孙 男性患者的 母亲和女儿一定 是患者 女性患者多 于男性患者 具有世代连 续性 即代代都 有患者的现象 患者全为男 性 遗传规律是 父传子 子传孙 患者将基因 传向儿子与传向 女儿的概率相等 患病概率与 性别无关 联系 性染色体与常染色体上的基因各自均遵循孟德尔基因分离定律 彼此间均遵循自由组合定律 2 遗传系谱图的分析与判断 1 分析遗传系谱图的思路 先判断是否为伴 Y 染色体遗传 若不是 再判断遗传性状的显 隐性 最后定位致病基因的位置是在常染色体上 还是在性染色体上 具体分析步骤见下表 步骤口诀图谱特征判断依据 伴 Y 染色体遗传为