第五单元课时3基因在染色体上伴性遗传

,2020新亮剑高考总复习,课时3基因在染色体上伴性遗传,第五单元,遗传的基本规律,目录CONTENTS,3,磨剑：课前自学,悟剑：课堂精讲,磨剑：课前自学,考点1基因在染色体上1.萨顿在研究蝗虫的精子和卵细胞形成过程时发现,同源染色体与孟德尔假说中的遗传因子也就是等位基因的分离非常相似,即基因和染色体存在平行关系;运用类比推理的方法,他提出了基因在染色体上的假说。2.摩尔根以果蝇为实验材料,观察果蝇眼色遗传的杂交实验,发现白眼性状与性别相关联的现象;继而运用假说演绎的方法,证明了萨顿的假说是正确的。3.基因与染色体的关系可以表述为:染色体是基因的主要载体,基因在染色体上呈线性排列。,假说演绎法与类比推理法的区别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;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。,考点2伴性遗传1.概念位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联的现象称作伴性遗传。2.性染色体人类等XY型性别决定的雌性个体的体细胞内含有两条同型性染色体,表示为XX,雄性个体的体细胞内含有两条异型性染色体,其中一条与雌性的性染色体相同,表示为XY。鸟类等ZW型性别决定的雄性个体的体细胞内含有两条同型性染色体,表示为ZZ,雌性个体的体细胞内含有两条异型性染色体,其中一条与雄性的性染色体相同,表示为ZW。,3.人类伴性遗传病的实例、类型及特点4.伴性遗传在实践中的应用(1)途径:设计杂交组合,依据子代表现型鉴别性别,以提高质量,促进生产。(2)典例:依据鸡的羽毛芦花和非芦花特征,区分雌性和雄性雏鸡,从而多养母鸡,多产蛋。,1.判断基因位置的依据和方法提醒(1)看清实验材料是植物还是动物,植物一般为雌雄同株无性别决定,其基因位置只有两种情况:细胞质基因和细胞核基因。但有些植物为XY型性别决定的雌雄异株植物,则基因位置分三种情况:细胞质基因、细胞核内常染色体上的基因和细胞核内性染色体上的基因。动物一般为雌雄异体,则基因位置也分上述三种情况(注意常考两种性别决定XY型和ZW型)。(2)质基因在叶绿体和线粒体中。不管正交还是反交,后代都表现为母本性状,即母系遗传。2.并不是所有生物的Y染色体都比X染色体大,人的Y染色体比X染色体小,但果蝇的Y染色体比X染色体大。,10,悟剑：课堂精讲,磨剑：课前自学,悟剑：课堂精讲,考点1基因在染色体上1.实验材料:果蝇(1)果蝇作为遗传实验材料的优点:体型小,体长不到半厘米;饲养管理容易,果蝇繁殖系数高,孵化快;果蝇的染色体数目少,仅有3对常染色体和1对性染色体,便于分析;有易于区分的相对性状。,(2)果蝇的染色体组成分析:,2.基因、DNA、染色体间的关系,解析,例1萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”,而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说,以下不属于他所依据的“平行”关系的是()。A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的,在配子中都只含有成对中的一个B.非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合C.作为遗传物质的DNA,是由两条脱氧核苷酸长链构成的D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性;染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构,答案,解析,C,解析基因与染色体的平行关系表现在:基因、染色体在杂交过程中的完整性、独立性;体细胞中的基因、染色体成对存在,配子中二者都是单一存在;成对的基因、染色体都是一个来自母方,一个来自父方;非等位基因、非同源染色体自由组合。,例2下列有关基因在染色体上的叙述,错误的是()。A.萨顿用类比推理法提出了“基因在染色体上”的假说B.自由组合定律的实质是“同源染色体上的非等位基因自由组合”C.摩尔根用假说演绎法证明了基因在染色体上D.一条染色体上有许多基因,基因在染色体上呈线性排列,答案,解析,B,解析萨顿通过类比推理法提出了基因在染色体上的假说,A项正确;自由组合定律的实质是“非同源染色体上的非等位基因自由组合”,B项错误;摩尔根采用假说演绎法证明了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,C项正确;一条染色体上有许多基因,基因在染色体上呈线性排列,D项正确。,考点2生物性别决定1.常见生物性别决定的类型,2.不是所有的生物都有性染色体(1)所有无性别之分的生物(如酵母菌等)均无性染色体。(2)虽有性别之分,但雌雄同株(或雌雄同体)的生物均无性染色体,如豌豆、玉米、水稻等。(3)虽有性别之分且为雌雄异体,但其雌雄性别并非取决于“染色体类型”而是取决于其他因素,如蜜蜂、蚂蚁。它们的性别取决于染色体组数(雄蜂、雄蚁只含1个染色体组),而龟等生物,其性别取决于环境温度。,例3Sxl基因的表达是果蝇胚胎向雌性方向发育的必要条件,Sxl基因仅在含两条X染色体的受精卵中表达。因而失去Y染色体的果蝇呈()。A.可育雌性B.不育雄性C.可育雄性D.不育雌性,答案,解析,B,解析失去Y染色体的果蝇,其体细胞中只含有1条X染色体,结合题中信息“Sxl基因的表达是果蝇胚胎向雌性方向发育的必要条件,Sxl基因仅在含两条X染色体的受精卵中表达”,可推知失去Y染色体的果蝇为不育雄性。,例4蜜蜂种群由蜂王、工蜂和雄蜂组成,如下图显示了蜜蜂的性别决定过程,据图判断,蜜蜂的性别取决于()。A.XY性染色体B.ZW性染色体C.性染色体数目D.染色体组数,答案,解析,D,解析从图中可看出,染色体数为32(2n)的都发育为雌蜂,而染色体数为16(n)的都发育为雄蜂,所以蜜蜂的性别取决于染色体组数。,考点3伴性遗传1.伴性遗传的概念的理解(1)概念:基因位于性染色体上,所以遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。(2)理解:和性别相关联不等于与性别决定有关,比如色盲基因位于X染色体上与性别决定无关;和性别相关联不代表伴性遗传杂交实验后代雌、雄的表现型就一定不同。伴性遗传的基因一定位于性染色体上,但不一定有等位基因,如伴X遗传的男性个体中无等位基因,女性个体中杂合子有等位基因;伴Y遗传男女个体中均无等位基因;伴XY同源区段男、女杂合个体中均有等位基因。,2.伴性遗传类型和遗传特点(1)伴性遗传类型及性染色体的传递规律XY型性别决定的生物雄性体内的一对异型性染色体X、Y(多数生物X染色体长于Y染色体,少数生物Y染色体长于X染色体,如:果蝇)构成了一对特殊的同源染色体,X和Y染色体都有一部分与对方不同源,但也有一部分是同源的。二者关系如图所示:伴性遗传中性染色体的传递存在交叉遗传,如:男性个体XY中的X一定来自母亲,Y一定来自父亲,向下一代传递时,X只能传给女儿,Y则只能传给儿子。,控制人类红绿色盲和抗维生素D佝偻病的基因只位于B区段,在Y染色体上无相应的等位基因或相同基因,B区段上基因的遗传称为伴X染色体遗传。控制人类外耳道多毛症的基因只位于D区段,在X染色体上无相应的等位基因或相同基因,D区段上基因的遗传称为伴Y染色体遗传。也可能有控制相对性状的等位基因位于X、Y的同源区段(A、C区段),即可能出现下列基因型:XAYA、XAYa、XaYA、XaYa,X、Y的同源区段上基因的遗传称为伴XY遗传。以上三种均为伴性遗传。,(2)X、Y染色体非同源区段的伴性遗传特点,1.伴性遗传与常染色体遗传的确定方法(1)雌雄性状分离比比较法:若雌雄性状分离比相同则一般为常染色体遗传;若雌雄性状分离比不相同则一般为伴性遗传。如:已知猩红眼和亮红眼为控制果蝇眼色的一对相对性状,由等位基因A、a控制,圆形眼和棒状眼为控制果蝇眼形的一对相对性状,由等位基因B、b控制。现有一对雌雄果蝇交配,得到的F1表现型及比例如下表:,据表分别分析这两对性状在雌雄个体中的性状分离比,雄性中猩红眼亮红眼=31雌性中猩红眼亮红眼=31得知,控制这对性状的基因位于常染色体上,且猩红眼对亮红眼完全显性。雄性中圆形眼棒状眼=11雌性中圆形眼棒状眼=01得知,控制这对性状的基因位于X染色体上。,(2)特殊情况分析:如雄性中猩红眼亮红眼=31,雌性中猩红眼亮红眼=21,雌雄个体中的性状分离比不等,但是在伴性遗传中雄性个体或雌性个体是无法生出31或21的分离比,故一定是常染色体遗传,但存在致死现象。雄性中猩红眼亮红眼=11,雌性中猩红眼亮红眼=11,无法确定遗传方式,可能是常染色体遗传中的测交,也可能是伴性遗传XAXa与XaY交配。若XY同源区段上存在如下杂交组合,则不能直接由子代表现型将其与常染色体上基因区别开来。如XAXaXaYaXAXa(显性性状)、XaXa(隐性性状)、XAYa(显性性状)、XaYa(隐性性状)。,2.利用遗传系谱图分析遗传方式3.依据遗传调查的结果分析遗传方式,例5某大学生物系学生通过杂交实验研究某种短腿青蛙腿形性状的遗传方式,得到下表结果。下列推断不合理的是()。A.长腿为隐性性状,短腿为显性性状B.组合1、2的亲本中有一方为纯合子C.控制短腿与长腿的基因位于常染色体或性染色体上D.短腿性状的遗传遵循孟德尔的两大遗传规律,答案,解析,D,解析根据组合4中短腿短腿,子代中长腿短腿13可推知,亲本为杂合子,短腿为显性性状,长腿为隐性性状,且青蛙腿形性状受一对等位基因控制,其遗传遵循孟德尔的基因分离定律,A项正确,D项错误;组合1、2都是具有相对性状的亲本杂交,子代的性状分离比约为11,相当于测交,其亲本都是一方为纯合子,另一方为杂合子,B项正确;由于题目中没有对子代雌雄个体进行分别统计,所以不能判断控制短腿与长腿的基因位于常染色体上还是位于性染色体上,C项正确。,例6人类色盲中有红绿色盲和蓝色盲之分。某地区正常居民中约有44%为蓝色盲基因携带者,下图为该地区某一家族遗传系谱图。下列有关说法正确的是()。A.蓝色盲属于伴X染色体隐性遗传病B.10号体内细胞最多有4个色盲基因C.11号和12号生一个两病兼患男孩的概率为1/12D.若13号与该地区一表现型正常的男性结婚,后代患蓝色盲的概率是11/200,答案,解析,C,解析由系谱图中3、4、8号的表现型可知,蓝色盲属于常染色体隐性遗传病,A项错误;设蓝色盲由基因a控制,红绿色盲由基因b控制,则10号个体的基因型为aaXbY,其体细胞有丝分裂时最多可含有6个色盲基因,B项错误;分析可知,11号的基因型为1/3AAXBXb、2/3AaXBXb,12号的基因型为aaXBY,他们生一个两病兼患男孩的概率为(2/3)(1/2)(1/4)=1/12,C项正确;已知该地区正常居民中约有44%为蓝色盲基因携带者,若13号(Aa)与该地区一表现型正常的男性结婚,后代患蓝色盲的概率是(1/2)(1/2)(44%)=11/100,D项错误。,考点4伴性遗传、基因的分离定律、自由组合定律的综合运用1.应用基因的自由组合定律处理基因型对性别的影响基本步骤:(1)根据题干信息,明确基因型与性别的关系。(2)跳出性别一定受性染色体上的基因控制的陷阱。(3)应用分离定律或自由组合定律解决此类问题。,2.遗传类实验设计与探究(1)实验法分析基因的位置在常染色体上还是在X染色体上a.已知性状的显隐性b.未知性状的显隐性,在X、Y染色体的同源区段还是只位于X染色体上a.适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。b.基本思路1:基本思路2:,基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段上设计思路:隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的F1全表现为显性性状,再选子代中的雌雄个体杂交获得F2,观察F2的表现型情况。即:,(2)实验法判断生物性别伴X染色体隐性遗传中,隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交,在子代中雌性个体都表现为显性性状,雄性个体都表现为隐性性状,图解如下:之所以选择隐性性状的雌性个体与显性性状的雄性个体杂交,是因为显性雄性个体(XAY)和隐性雌性个体(XaXa)都可以通过性状直接确定基因型。对于ZW型性别决定的生物,由于雄性个体含有ZZ染色体,雌性个体含有ZW染色体,故设计根据性状判断生物性别的实验时,应该选用显性的雌性个体(ZAW)和隐性的雄性个体(ZaZa)杂交。,例7玉米是一种雌雄同株植物,其顶部开雄花,下部开雌花。已知基因型为B_T_的是正常株,基因型为bbT_的植株因下部雌花序不能正常发育而成为雄株,基因型为B_tt的植株因顶部雄花序转变为雌花序而成为雌株,基因型为bbtt的植株因顶部长出的是雌花序而成为雌株。对下列杂交组合产生的后代的表现型的预测,错误的是()。A.BbTtBbTt正常株雌株雄株=943B.bbTTbbtt全为雄株C.bbTtbbtt雄株雌株=11D.BbTtbbtt正常株雌株雄株=211,答案,解析,D,解析据题干信息可知,基因型为B_T_的植株表现为雌雄同株,基因型为bbT_的植株表现为雄株,基因型为B_tt和bbtt的植株表现为雌株。根据基因的自由组合定律,BbTtBbTtB_T_bbT_B_ttbbtt=9331,可知正常株雌株雄株=943;bbTTbbttbbTt,全为雄株;bbTtbbttbbTtbbtt=11,故雄株雌株=11;BbTtbbttBbTtBbttbbttbbTt=1111,故正常株雌株雄株=121。,例8家蚕的雄蚕含有两个同型的性染色体ZZ,雌蚕含有两个异型的性染色体ZW,家蚕中D、d基因位于Z染色体上,d是隐性致死基因(即基因型为ZdW、ZdZd的个体不能存活,但Zd的配子有活性)。为使后代雌性雄性=11,选择下列哪组基因型的雌雄蚕杂交?()。A.ZdWZDZDB.ZDWZdZdC.ZDWZDZDD.ZDWZDZd,答案,解析,C,解析ZdW、ZdZd不能存活,不能产生后代,A、B项错误;ZDWZDZD的后代为ZDW(雌)ZDZD(雄)=11,C项正确;ZDWZDZd的后代为ZDW、ZDZD、ZDZd,雌性雄性=12,D项错误。,例9果蝇的灰身和黑身由一对等位基因(A/a)控制,灰身对黑身为显性。让一只纯合的灰身雌果蝇与一只黑身雄果蝇交配得到子一代,子一代的雌雄个体随机交配得到子二代。为了确定A/a是位于常染色体上,还是位于X染色体上,可观察和统计子二代的下列指标,其中不能达到目的的是()。A.雌蝇中灰身与黑身的比例B.黑身果蝇中雌性与雄性的比例C.雄蝇中灰身与黑身的比例D.灰身果蝇与黑身果蝇的比例,D,答案,解析,解析若A/a位于常染色体上,AAaaF1:Aa(灰身)F2:灰身黑身=31,灰身、黑身中雌雄比例均为11;若位于X染色体上,XAXAXaYF1:XAXa、XAY(灰身)F2:XAXA、XAXa、XAY、XaY,灰身黑身=31,但黑身全为雄性。A/a无论是在常染色体上还是X染色体上,F2中灰身与黑身的比例均为31,不能依据灰身果蝇与黑身果蝇的比例来判断基因的位置,D项错误,A、B、C项正确。,例10果蝇是遗传学研究中常用的实验材料。下图甲是某果蝇的一个体细胞中所含有的染色体情况,图乙是X、Y染色体。请回答下列问题:(1)分析图甲可知该果蝇的性别是。(2)果蝇的红眼对白眼为显性,控制该性状的基因位于X染色体上。当果蝇缺失图甲中的1条点状染色体时,仍能正常生存和繁殖,缺失2条点状染色体则不能发育成个体。现有一对都缺失1条点状染色体的杂合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,则后代中染色体数正常的红眼果蝇占,缺失1条点状染色体的红眼果蝇占。,答案,解析,雄性,1/6,1/3,解析(1)图中的两条性染色体形状和大小差异明显,表示X和Y染色体,因此该果蝇是雄果蝇。(2)假设点状染色体用A表示,无点状染色体用O表示,红眼基因用B表示,白眼基因用b表示。一对都缺失1条点状染色体的杂合红眼雌果蝇(AOXBXb)与白眼雄果蝇(AOXbY)杂交,后代中染色体数正常的红眼果蝇占1/3(AA)1/2(XBXb和XBY)=1/6,缺失1条点状染色体的红眼果蝇占2/3(AO)1/2(XBXb和XBY)=1/3。,(3)图乙是果蝇性染色体的结构模式简图,雌果蝇、雄果蝇在减数分裂中能发生联会的区段分别是、。(4)已知果蝇决定某一性状的基因只位于或-1区段上,现利用纯合的表现型为显性和隐性的雌雄个体为实验材料研究该基因的具体位置,请设计实验并预测实验结果和结论:设计实验:_。预测实验结果和结论:_。,答案,解析,、区段和-1、-1区段,、区段,用一只表现型为隐性的纯合雌果蝇与一只表现型为显性的纯合雄果蝇杂交,如果后代中雌性均表现为显性,雄性均表现为隐性,说明基因位于-1区段;如果后代中雌雄个体均表现为显性,说明基因位于区段,解析(3)雌果蝇有两条X染色体,在减数分裂中两条X染色体的和-1区段都能联会,雄果蝇的X和Y染色体之间只有区段能联会。(4)假设显性基因和隐性基因分别为H、h。可以用一只表现型为隐性的纯合雌果蝇与一只表现型为显性的纯合雄果蝇杂交,如果基因位于-1区段,则表现型为隐性的纯合雌果蝇(XhXh)与表现型为显性的纯合雄果蝇(XHY)杂交,后代中雌性均表现为显性,雄性均表现为隐性;如果基因位于区段,表现型为隐性的纯合雌果蝇(XhXh)与表现型为显性的纯合雄果蝇(XHYH)杂交,后代中雌雄个体均表现为显性。,1.(2018年全国卷)某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状,豁眼雌禽产蛋能力强。已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,且在W染色体上没有其等位基因。回答下列问题:(1)用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交,杂交亲本的基因型为_。理论上F1个体的基因型和表现型为_,F2雌禽中豁眼禽所占的比例为_。,答案,解析,ZAW、ZAZa,雌雄均为正常眼,ZAZA、ZaW,1/2,解析(1)由题干推知,亲本纯合体正常眼雄禽的基因型为ZAZA,亲本豁眼雌禽的基因型为ZaW,二者杂交所得F1的基因型为ZAZa、ZAW,F1的雌雄个体均为正常眼。F1的雌雄个体交配,所得F2的基因型及其比例为ZAZAZAZaZAWZaW=1111,可见,F2雌禽中豁眼禽(ZaW)所占的比例为1/2。,(2)为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽,请确定一个合适的杂交组合,使其子代中雌禽均为豁眼,雄禽均为正常眼。写出杂交组合和预期结果,要求标明亲本和子代的表现型、基因型。(3)假设M/m基因位于常染色体上,m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼,而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。以此推测,在考虑M/m基因的情况下,若两只表现型均为正常眼的亲本交配,其子代中出现豁眼雄禽,则亲本雌禽的基因型为,子代中豁眼雄禽可能的基因型包括。,杂交组合:豁眼雄禽(ZaZa)正常眼雌禽(ZAW)预期结果:子代雌禽为豁眼(ZaW),雄禽为正常眼(ZAZa),ZaZaMm,ZaZamm,ZaWmm,答案,解析,解析(2)雌性亲本将Z染色体遗传给子代的雄性,将W染色体遗传给子代的雌性,而子代的雌性的Z染色体则来自雄性亲本。可见,若使子代中的雌禽均为豁眼(ZaW),雄禽均为正常眼(ZAZ-),则亲本的杂交组合为:豁眼雄禽(ZaZa)正常眼雌禽(ZAW),子代的基因型为ZAZa、ZaW,表现型为:雌禽为豁眼(ZaW),雄禽为正常眼(ZAZa)。(3)据题意可知,两只表现型均为正常眼的亲本交配,其子代中出现豁眼雄禽,其基因型为ZaZa,亲本雌禽必然含有Za,则亲本雌禽的基因型为ZaWmm,亲本雄禽的基因型为ZAZamm、ZaZamm、ZAZaMM或ZAZaMm,子代豁眼雄禽可能的基因型包括ZaZaMm,ZaZamm。,2.(2017年全国高考)某种羊的性别决定为XY型,已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性。回答下列问题:(1)公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体