必修2第二单元第二讲基因在染色体上与伴性遗传

明考向 第二单元基因和染色体的关系 研考点 提能力 高考随堂体验 课时活页作业 第二讲基因在染色体上与伴性遗传 一 萨顿的假说 判断正误 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 3 所有的基因都位于染色体上 4 一对等位基因位于一对同源染色体上 5 非等位基因在形成配子时都是自由组合的 想一想 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据 填空 1 实验过程及现象P红眼 白眼 F1红眼 F1 交配F2比例3 41 4 红眼 白眼 2 对实验现象的解释 XWXW XWY XWXw 3 基因与染色体的关系基因在染色体上呈排列 每条染色体上有许多个基因 线性 悟一悟 生物的基因都位于染色体上吗 提示 不是 因为 真核生物的细胞核基因都位于染色体上 而细胞质中的基因位于细胞的线粒体和叶绿体的DNA上 原核生物细胞中无染色体 原核生物细胞的基因在拟核DNA或者细胞质的质粒DNA上 三 伴性遗传 连线 1 染色体分类 巧记萨顿假说萨顿学说 类比推理 结论正误 实验验证 果蝇杂交 假说演绎 基因染 色 体 线性排列 1 性染色体决定性别的类型 2 性别分化及影响因素性别决定后的分化发育过程 受环境的影响 如 1 温度影响性别分化 如蛙的发育 XX的蝌蚪 温度为20 时发育为雌蛙 温度为30 时发育为雄蛙 2 日照长短对性别分化的影响 如大麻 在短日照 温室内 雌性逐渐转化为雄性 特别提醒 由性染色体决定性别的生物才有性染色体 雌雄同株的植物无性染色体 性染色体决定型是性别决定的主要方式 此外还有其他方式 如蜜蜂是由染色体数目决定性别的 性别决定后的分化发育只影响表现型 基因型不变 性别相当于一对相对性状 其传递遵循分离定律 1 2012 皖南八校联考 下列关于基因和染色体关系的叙述 错误的是 A 萨顿利用类比推理的方法提出了基因在染色体上的假说B 摩尔根等人首次通过实验证明了基因在染色体上C 抗VD佝偻病的基因位于常染色体上D 基因在染色体上呈线性排列 每条染色体上都有若干个基因 解析 萨顿根据基因与染色体行为的一致性 运用类比推理法 提出 基因在染色体上 的假说 摩尔根等人则通过假说 演绎法用实验证明基因在染色体上 抗VD佝偻病的基因位于X染色体上 每条染色体上都有若干个基因 基因在染色体上呈线性排列 答案 C 2 关于性染色体及其基因遗传方式的叙述中 不正确的是 A 性染色体上基因的遗传与性别相联系B XY型生物的体细胞内一定含有两条异型的性染色体C 体细胞内的两条性染色体是一对同源染色体D XY染色体上也可存在成对的等位基因 解析 基因在性染色体上的性状遗传总是与性别相关 属于伴性遗传 XY型生物中只有雄性个体的体细胞内含有两条异型的性染色体 雌性生物的体细胞内是两条同型的性染色体 在XY染色体的同源区段上存在成对的等位基因 答案 B 1 X Y染色体同源区段的基因的遗传下图为X Y染色体的结构模式图 为X Y染色体的同源区段 2 X Y染色体非同源区段的基因的遗传 巧记遗传方式的判断无中生有为隐性 隐性伴性看女病 父子都病是伴性 有中生无为显性 显性伴性看男病 母女都病是伴性 系谱图中单基因遗传病类型的判断与分析1 首先确定是否是伴Y染色体遗传病所有患者均为男性 无女性患者 则为伴Y染色体遗传 2 其次判断显隐性 1 双亲正常 子代有患者 为隐性 即无中生有见图1 2 双亲患病 子代有正常 为显性 即有中生无见图2 3 亲子代都有患者 无法准确判断 可先假设 再推断 见图3 3 再次确定是否是伴X染色体遗传病 1 隐性遗传病 女性患者 其父或其子有正常 一定是常染色体遗传 图4 5 女性患者 其父和其子都患病 可能是伴X染色体遗传 图6 7 2 显性遗传病 男性患者 其母或其女有正常 一定是常染色体遗传 图8 9 男性患者 其母和其女都患病 可能是伴X染色体遗传 图10 11 特别提醒 分析隐性遗传病 如果女性患者的父亲和她的儿子全是患者 只能说明可能是伴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全是患者 说明可能是伴X染色体遗传 但也可能是常染色体遗传 有关伴性遗传的几个易混点辨析 1 生物的性别并非只由性染色体决定 有些生物体细胞中没有明显的性染色体 其性别与染色体数目有关 如蜜蜂等 此外 环境因子也可决定性别 如温度 2 X Y染色体上也存在等位基因 如上图所示 在X Y染色体的同源区段 基因是成对的 存在等位基因 而非同源区段则不存在等位基因 3 性染色体并非只存在于生殖细胞中 其上的基因并非只控制生物性别 性染色体存在生物所有正常体细胞中 其上的基因有些与生物性别有关 有些基因控制着性别以外的一些生物性状 如色盲 血友病等 3 2012 南昌模拟 已知果蝇红眼对白眼完全显性 其控制基因位于X染色体的I区段 刚毛对截毛完全显性 其控制基因位于X染色体和Y染色体的 区段上 两种突变型都是隐性性状 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 解析 设控制眼色的基因为A a 控制刚毛与截毛的基因为B b 纯种野生型雌雄果蝇的基因型分别是XABXAB XABYB 突变型雌雄果蝇的基因型分别是XabXab XabYb 野生型雌果蝇 XABXAB 与突变型雄果蝇 XabYb 杂交 F1的基因型为XABXab XABYb 不会出现截毛和白眼 野生型雄果蝇 XABYB 与突变型雌果蝇 XabXab 杂交 则F1的基因型为XABXab XabYB 不会出现截毛 但会出现白眼 答案 C 4 双选 右图为某遗传病图谱 阴影个体表示患病女性 甲与患该病的女子结婚 该女子的父亲正常 下列分析正确的是 A 该病可能是常染色体显性遗传病 甲夫妇生正常男孩的概率是1 4B 该病可能是X染色体显性遗传病 甲夫妇生正常男孩子的概率是1 4C 该病可能是常染色体隐性遗传病 甲夫妇生正常男孩的概率是1 2D 该病可能是X染色体隐性遗传病 甲夫妇生正常男孩的概率是0 解析 首先确定该病不可能为X染色体隐性遗传病 如果是常染色体显性遗传病 甲夫妇的基因型为aa Aa 生正常男孩的概率是1 2 1 2 1 4 如果是X染色体显性遗传病 甲夫妇的基因型为XaY XAXa 生正常男孩的概率是1 4 如果是常染色体隐性遗传病 甲夫妇的基因型为Aa aa 生正常男孩的概率是1 2 1 2 1 4 答案 AB 例1 2012 广州模拟 有两种罕见的家族遗传病 致病基因分别位于常染色体和性染色体上 一种是先天代谢病称为黑尿病 A a 病人的尿在空气中一段时间后 就会变黑 另一种因缺少珐琅质而牙齿为棕色 B b 下图为一家族遗传图谱 1 棕色牙齿是由位于 染色体上的 性基因决定的 2 写出3号个体的基因型 7号个体基因型可能有 种 3 若10号个体和14号个体结婚 生育一个棕色牙齿的女儿的几率是 4 假设某地区人群中每10000人当中有1个黑尿病患者 每1000个男性中有3个是棕色牙齿 若10号个体与该地一表现正常的男子结婚 则他们生育一个棕色牙齿并患有黑尿病的孩子的几率为 解析 1 根据3号和4号个体不患黑尿病 而女儿6号患病 因此该病为常染色体隐性遗传病 根据题意得出棕色牙齿的控制基因位于性染色体上 又由于6号患病而11号正常 所以棕色牙齿是由位于X染色体上的显性基因决定的 2 由于3号个体患棕色牙齿病 XBY 不患黑尿病 但是女儿患黑尿病 所以为Aa 7号个体基因型可能有2种 即AAXBXb或AaXBXb 答案 1 X显 2 AaXBY2 3 1 4 4 1 404 判定相对性状的显隐性 确定基因所在的染色体类型 确定研究对象 确定相关个体的基因型 定量计算相关个体概率 例2 2012 长沙模拟 在鸽子 ZW型性别决定方式 中有一伴Z染色体的复等位基因系列 B1 灰红色 对B 蓝色 显性 B对b 巧克力色 显性 现有一只灰红色鸽子和一只蓝色鸽子交配 它们的后代中出现了一只巧克力色的个体 据此可以判断出 A 该灰红色鸽子的基因型一定是ZB1ZbB 该蓝色鸽子的基因型一定是ZBWC 该巧克力色的个体一定是雄性D 该巧克力色个体的基因型为ZbW 解析 假设一 灰红色鸽子为雄性 蓝色鸽子为雌性 则有 P ZB1Z 灰红色 ZBW 蓝色 F Z 巧克力色 由子代的表现型可知 亲本中灰红色鸽子的基因型必然为ZB1Zb 所以子代鸽子的基因型必然为ZbW 为雌性 假设二 灰红色鸽子为雌性 蓝色鸽子为雄性 则有 P ZB1W 灰红色 ZBZ 蓝色 F Z 巧克力色 由子代的表现型可知 亲本中蓝色鸽子的基因型必然为ZBZb 所以子代鸽子的基因型必然为ZbW 为雌性 答案 D 据美国 每日科学 网站报道 美国两位科学家发现Y染色体比X染色体的演化速度快得多 这将导致Y染色体上的基因急剧丢失 照此继续 Y染色体将会完全消失 人类的传宗接代将受威胁 在男性中Y染色体只有一份拷贝 在女性中X染色体有两份拷贝 当Y染色体发生基因突变时 由于缺少同源基因 突变的基因不能通过重组交换而淘汰 因而在Y染色体上保留了大量的突变基因 这正是Y染色体之所以退化的原因 X染色体包含有1100种基因 或大约5 的人类基因组 女性的一条X染色体上的大部分基因都处于 沉默 状态 没有任何作用 这些不活跃的X染色体基因有可能解释男女之间一些差异 例3 人类的X Y性染色体是一对同源染色体 存在同源区段和非同源区段 位于不同区段上的基因表现出不同的遗传特点 根据所学知识 回答下列问题 1 已知抗VitD佝偻病是由X染色体上的显性基因控制的遗传病 一对夫妇 丈夫患抗VitD佝偻病 妻子表现正常 该夫妇打算生一小孩 前来咨询 从优生角度考虑 你将给他们怎样的建议 并说明理由 2 在产前诊断时 医生诊断该妇女怀有一女性胎儿 但患有特纳氏综合征 如果你是医生 你将对该夫妇提出怎样的正确建议 3 果蝇的性别决定与人类一样也是XY型 黑腹果蝇的刚毛基因 B 对截刚毛基因 b 完全显性 若该对等位基因位于X Y染色体的同源区段上 则刚毛雄性果蝇的基因型有 种 可表示为 若该对等位基因仅位于X染色体上 则刚毛雄性果蝇的基因型有 种 可表示为 已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状 红眼A 白眼a 且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型 若用一次杂交实验即可确定这一对基因位于常染色体还是性染色体上 选择的亲本应为雌果蝇表现型 雄果蝇表现型 实验预期及相应结论为 a b c 解析 1 抗VitD佝偻病是X染色体上的显性基因控制的遗传病 个体中只要存在该显性基因就会患病 如果丈夫患病 妻子正常 其女儿都患病 儿子都正常 所以从遗传学的角度考虑 应该选择生育男孩 2 特纳氏综合征也叫性腺发育不良 是女性中最常见的一种性染色体病 形成原因是配子中少了一条X染色体 是减数分裂过程中出现差错所致 患者表现为性腺发育不良 没有生育能力 大约有30 伴有先天性心脏病 应建议终止妊娠 3 雄性果蝇的性染色体组成是XY 若该对等位基因位于X Y染色体的同源区段上 则刚毛雄果蝇基因型有XBYB XBYb XbYB三种 若该对等位基因仅位于X染色体上 即Y染色体上没有该基因及其等位基因 则刚毛雄果蝇的基因型只有XBY一种 位于X染色体上的基因控制的生物性状的遗传 有其特殊性 因为雄性个体只有一条X染色体 其上只要存在隐性基因 隐性性状就会表现出来 而雌性个体内有两条X染色体 只有两条染色体上都存在隐性基因时才会表现隐性性状 因此用一次交配实验确定基因位置时选用隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交即可 答案 1 应选择生男孩 因抗VitD佝偻病是由X染色体上的显性基因控制的 丈夫为患者 XDY 妻子正常 XdXd 其女儿一定患病 儿子正常 2 终止妊娠 3 三种XBYB XBYb XbYB 一种XBY 白眼红眼a 子代中雌果蝇全为红眼 雄果蝇全为白眼 则这对基因位于X染色体上b 子代中雌 雄果蝇全部为红眼 则这对基因位于常染色体上c 子代中雌 雄果蝇均既有红眼又有白眼 则这对基因位于常染色体上 高考随堂体验 1 2011 福建高考 火鸡的性别决定方式是ZW型 ZW ZZ 曾有人发现少数雌火鸡 ZW 的卵细胞未与精子结合 也可以发育成二倍体后代 遗传学家推测 该现象产生的原因可能是 卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合 形成二倍体后代 WW的胚胎不能存活 若该推测成立 理论上这种方式产生后代的雌雄比例是 A 雌 雄 1 1B 雌 雄 1 2C 雌 雄 3 1D 雌 雄 4 1 解析 ZW型的雌火鸡产生的卵细胞的基因型是Z或W 如果卵细胞的基因型是Z 那么与卵细胞同时形成的3个极体的基因型是 Z W W 此时卵细胞与极体结合形成的细胞的基因型是1 3ZZ 2 3ZW 如果卵细胞的基因型是W 那么与卵细胞同时形成的3个极体的基因型是 W Z Z 此时卵细胞与极体结合形成的细胞的基因型是1 3WW 2 3ZW 由于WW的胚胎不能存活 因此卵细胞与极体结合形成的二倍体后代的基因型是1 3ZZ 4 3ZW 所以若推测成立 理论上这种方式产生后代的雌雄比例是4 1 答案 D 2 2011 天津高考 某致病基因h位于X染色体上 该基因和正常基因H中的某一特定序列经Bcl 酶切后 可产生大小不同的片段 如下图1 bp表示碱基对 据此可进行基因诊断 图2为某家庭该病的遗传系谱 下列叙述错误的是 A h基因特定序列中Bcl 酶切位点的消失是碱基序列改变的结果B 1的基因诊断中只出现142bp片段 其致病基因来自母亲C 2的基因诊断中出现142bp 99bp和43bp三个片段 其基因型为XHXhD 3的丈夫表现型正常 其儿子的基因诊断中出现142bp片段的概率为1 2 解析 限制酶能识别DNA上的特定序列 H突变成h后 限制酶Bcl 的酶切位点消失 说明碱基序列发生了改变 由系谱图可以推出 1和 2的基因组成分别为XHY和XHXh 1的隐性基因只能来自其母亲 h基因经酶切后出现142bp片段 H基因经酶切后出现99bp和43bp片段 则 2的基因组成是XHXh 3的基因组成为1 2XHXh 1 2XHXH 其与表现型正常的丈夫 XHY 所生的儿子的基因组成为XhY的概率为1 2 1 2 1 4 答案 D 3 2011 江苏高考 多选 某家系中有甲 乙两种单基因遗传病 如下图 其中一种是伴性遗传病 相关分析正确的是 A 甲病是常染色体显性遗传 乙病是伴X染色体隐性遗传B 3的致病基因均来自于 2C 2有一种基因型 8基因型有四种可能D 若 4与 5结婚 生育一患两种病孩子的概率是5 12 解析 由 4 5均患甲病 却生下正常的 7 女儿 可判断甲病为常染色体显性遗传病 由 4 5均不患乙病 却生下患乙病的 5 6 推知乙病为隐性遗传病 由于甲 乙两病中有一种是伴性遗传病 所以故乙病是伴X染色体隐性遗传病 3的甲病基因来自 2 而乙病基因来自 1 因为男性的X染色体只能来自其母亲 设甲病由A a基因控制 乙病由B b基因控制 则 2的基因型为aaXBXb 4 5的基因型分别为AaXBXb AaXBY 则 8的基因型有四种可 能 AAXBXB AAXBXb AaXBXB AaXBXb 4的基因型为AaXBXb 5的基因型为1 3AAXbY 2 3AaXbY 则其后代中患甲病的概率是5 6 患乙病的概率是1 2 故生一患两种病孩子的概率是5 12 答案 ACD 4 2011 海南高考 下列叙述中 不能说明 核基因和染色体行为存在平行关系 的是 A 基因发生突变而染色体没有发生变化B 非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合C 二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半D Aa杂合体发生染色体缺失后 可表现出a基因的性状 解析 基因突变是基因内部个别碱基对的变化 它不影响染色体的结构和数目 所以A项不能说明核基因和染色体行为存在平行关系 答案 A 5 2011 上海高考 某同学养了一只黄底黑斑猫 宠物医生告诉他 猫的性别决定方式为XY型 XX为雌性 XY为雄性 猫的毛色基因B b位于X染色体上 B控制黑毛性状 b控制黄毛性状 B和b同时存在时毛色表现为黄底黑斑 若该同学选择一只黄猫与自己养的黄底黑斑猫配种 产下的小猫毛色和性别可能是 A 黄底黑斑雌猫 黄色雌猫或雄猫 黑色雄猫B 黑色雌猫 黄色雌猫或雄猫C 黄底黑斑雌猫或雄猫 黄色雄猫D 黄底黑斑雌猫或雄猫 解析 因猫为XY型性别决定方式 控制毛色的基因B b位于X染色体上 且基因B与b为共显性关系 则黄猫 XbY 与黄底黑斑猫 XBXb 交配 子代应为黄底黑斑雌猫 XBXb 黄色雌猫 XbXb 黑色雄猫 XBY 黄色雄猫 XbY 1 1 1 1 答案 A 6 2011 安徽高考 雄家蚕的性染色体为ZZ 雌家蚕为ZW 已知幼蚕体色正常基因 T 与油质透明基因 t 是位于Z染色体上的一对等位基因 结天然绿色茧基因 G 与白色茧基因 g 是位于常染色体上的一对等位基因 T对t G对g为显性 1 现有一杂交组合 ggZTZT GGZtW F1中结天然绿色茧的雄性个体所占比例为 F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色茧的雌性个体所占比例为 2 雄蚕产丝多 天然绿色蚕丝销路好 现有下列基因型的雌 雄亲本 GGZtW GgZtW ggZtW GGZTW GGZTZt ggZTZt ggZtZt GgZtZt 请设计一个杂交组合 利用幼蚕体色油质透明易区别的特点 从F1中选择结天然绿色茧的雄蚕用于生产 用遗传图解和必要的文字表述 解析 1 ggZTZT GGZtW F1的表现型为 1 2结天然绿色茧体色正常雄蚕 GgZTZt 1 2结天然绿色茧体色正常雌蚕 GgZTW F2中幼蚕体色油质透明且结天然绿色茧的雌性个体占3 4 1 4 3 16 2 依题意 要获得结天然绿色茧的雄蚕个体 且要结合幼蚕体色油质透明的特点来分色 故选择的亲本的基因型为GGZTW ggZtZt 或GgZtZt 若后代幼蚕为正常体色 则其一定是结天然绿色茧的雄蚕 若后代幼蚕为油质透明体色 则其一定是结天然绿色茧的雌蚕 在写遗传图解时 要注意书写基因型 表现型及符号 2 P 基因型 ggZtZt GGZTW F1 基因型GgZTZtGgZtW从孵化出的F1幼蚕中 淘汰体色油质透明的雌家蚕 保留体色正常的雄家蚕用于生产 或 P 基因型 GgZtZt GGZTW F1 基因型GGZTZtGgZTZtGGZtWGgZtW 从孵化出的F1幼蚕中 淘汰体色油质透明的雌家蚕 保留体色正常的雄家蚕用于生产 7 2011 浙江高考 下图为某家族甲病 设基因为B b 和乙病 设基因为D d 的遗传家系图 其中 1不携带乙病的致病基因 请