2023-2024学年 苏教版 必修二 遗传系谱图遗传方式的判断和基因位于染色体实验设计 学案

提能点(一)遗传系谱图中遗传方式的判断遗传系谱图中遗传方式的判断方法及步骤第一步：排除或确定是否为伴Y染色体遗传现象及结论图谱特征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染色体遗传；若系谱图中患者有男有女，则不是伴Y染色体遗传第二步：确定图谱中遗传方式是显性遗传还是隐性遗传现象及结论图谱特征“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)，则为显性遗传第三步：确定致病基因位于常染色体上还是X染色体上现象及结论图谱特征①父亲有病儿子正常②父病女必病，子病母必病①双亲有病女儿正常②父病女不病或子病母不病①父亲正常儿子有病②母病子必病，女病父必病①父亲正常女儿有病②母病子不病或女病父不病第四步：若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小方面推测[典例][多选]如图为有甲、乙两种遗传病(相关基因用A、a和B、b表示)的某家族系谱图，已知Ⅱ－6个体不携带乙病的致病基因。下列有关叙述正确的是()A．乙病致病基因位于X染色体上B．Ⅲ－7携带甲病致病基因的概率为2/3C．Ⅱ－5与Ⅱ－6的后代中乙病的再发概率为1/4D．Ⅲ－10的乙病基因可能来自Ⅰ－1或Ⅰ－2[解析]只考虑乙病，Ⅱ－5与Ⅱ－6表现都正常，生出患病的Ⅲ－10，符合“无中生有为隐性”，已知Ⅱ－6个体不携带乙病的致病基因，因此乙病为伴X染色体隐性遗传病，A正确；Ⅱ－3与Ⅱ－4表现都正常，生出患病的Ⅲ－8，因此甲病为常染色体隐性遗传病，且Ⅱ－3与Ⅱ－4基因型都是Aa，又Ⅲ－7表现正常，其基因型为1/3AA、2/3Aa，因此Ⅲ－7携带甲病致病基因的概率为2/3，B正确；分析可知Ⅱ－5与Ⅱ－6基因型为XBXb、XBY，后代中乙病(XbY)的再发概率为1/4，C正确；只考虑乙病，由系谱图可知Ⅲ－10的基因型为XbY，Ⅱ－5为XBXb，Ⅱ－6为XBY，Ⅰ－1为XbY，Ⅱ－5基因型XBXb中XB只能来自Ⅰ－2，因此Ⅲ－10的乙病基因只能来自Ⅰ－1，D错误。[答案]ABC[方法规律]遗传系谱图的判定口诀伴Y遗传特点明，父子相传为伴Y。无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子无病非伴性。有中生无为显性，显性遗传看男病，母女无病非伴性。[针对训练]1．如图为某家族进行性肌营养不良症(设相关基因为B、b)的遗传系谱图，其中Ⅱ3不携带该病的致病基因。据图分析，下列叙述正确的是()A．该病是常染色体隐性遗传病B．Ⅱ5的致病基因来自Ⅰ1和Ⅰ2C．Ⅲ7个体的基因型是XBXB或XBXbD．Ⅱ3和Ⅱ4再生一个男孩患病的概率为1/4解析：选CⅡ3、Ⅱ4正常，且Ⅱ3不携带该病的致病基因，Ⅲ8患病，说明该病为伴X染色体隐性遗传病，则Ⅱ5的基因型为XbY，致病基因来自其母亲Ⅰ1，A、B错误；Ⅱ3、Ⅱ4正常，基因型分别为XBY、XBXb，故Ⅲ7个体的基因型是1/2XBXB、1/2XBXb，C正确；由C项分析可知，Ⅱ3和Ⅱ4再生一个男孩患病的概率为1×1/2＝1/2，D错误。2．下图为甲病(A、a)和乙病(B、b)的遗传系谱图，其中Ⅰ2不携带乙病致病基因。下列叙述正确的是()A．乙病是伴X染色体隐性遗传病B．Ⅲ12的基因型为AaXBXbC．假如Ⅲ11和一个与Ⅲ12基因型相同的女性结婚，生育一患病男孩的概率是1/8D．甲病的遗传方式与抗维生素D佝偻病相同解析：选AⅠ1和Ⅰ2都不患乙病，且Ⅰ2不携带乙病致病基因，却生出患乙病的儿子Ⅱ7，故乙病为伴X染色体隐性遗传病，A正确；Ⅱ3和Ⅱ4患甲病，生出正常的女儿Ⅲ9，故甲病为常染色体显性遗传病。结合A项分析可知，Ⅱ7的基因型为aaXbY，其女儿Ⅲ12正常，基因型为aaXBXb，B错误；正常男性Ⅲ11的基因型为aaXBY，和一个与Ⅲ12(aaXBXb)基因型相同的女性结婚，生育一患病男孩(aaXbY)的概率是1/4，C错误；据图判断甲病为常染色体显性遗传病，而抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病，D错误。3．下图是关于甲、乙两病的某家族系谱图，其中Ⅰ1不携带乙病致病基因。下列有关分析错误的是()A．Ⅱ4、Ⅲ2、Ⅲ4一定不携带乙病致病基因B．Ⅲ2、Ⅲ4基因型相同的概率为2/3C．Ⅰ1和Ⅰ2生一个同时患两种病孩子的概率是1/16D．如果Ⅰ1和Ⅰ2的孩子足够多，那么患病孩子的基因型有5种解析：选D由Ⅰ1与Ⅰ2正常，Ⅱ2患乙病，Ⅱ3患甲病，且Ⅰ1不携带乙病致病基因可知，乙病为伴X染色体隐性遗传病，甲病为常染色体隐性遗传病。Ⅱ4、Ⅲ2、Ⅲ4不患乙病，就一定不携带乙病致病基因，A正确；设甲病相关基因用A、a表示，乙病相关基因用B、b表示，Ⅲ4表型正常，其母亲患甲病，Ⅲ4的基因型为AaXBY，Ⅲ1患甲病，故Ⅱ1、Ⅱ2都是甲病致病基因携带者，Ⅲ2表型正常，则Ⅲ2的基因型为AaXBY的概率是2/3，故Ⅲ2、Ⅲ4基因型相同的概率为2/3，B正确；分析可知，Ⅰ1的基因型为AaXBY，Ⅰ2的基因型为AaXBXb，则Ⅰ1和Ⅰ2所生孩子同时患两种病的概率为1/4×1/4＝1/16，C正确；如果Ⅰ1和Ⅰ2的孩子足够多，那么患病孩子的基因型有：aaXBY、AAXbY、AaXbY、aaXbY、aaXBXB、aaXBXb，共6种，D错误。4．(2023·盐城期中)某家族中患有甲、乙两种单基因遗传病，其遗传系谱图如下图所示，经基因检测确定Ⅱ4不携带甲病基因，图中甲病基因用A、a表示，乙病基因用B、b表示，已知人群中乙病致病基因的频率约为10%，回答下列问题：(1)甲病的遗传方式是____________________，乙病的遗传方式是________________，这两种病的遗传遵循__________定律。(2)图中Ⅱ4的基因型是________，Ⅱ2与Ⅲ5基因型相同的概率是______。(3)若Ⅲ1与正常男性婚配，建议他们最好生______(填“男”或“女”)孩，理由是________________________________________________________________。(4)若Ⅲ4与正常男性婚配，所生孩子两病兼患的概率为________；若他们已生一个只患乙病的孩子，则该夫妇再生一个男孩不患病的概率为________。解析：(4)Ⅲ4正常，基因型为XAX－B_，就甲病而言，Ⅲ5患甲病(XaY)，故Ⅱ3基因型为XAXa，Ⅱ4基因型为XAY，则Ⅲ4基因型及概率为1/2XAXA、1/2XAXa，正常男性关于甲病的基因型为XAY，Ⅲ4与正常男性婚配所生孩子患甲病的概率为1/2×1/2×1/2＝1/8。就乙病而言，Ⅲ4不患病而Ⅱ4患病(bb)，则Ⅲ4基因型为Bb，人群中乙病致病基因的频率约为10%，则人群中乙病的基因型及比例为AA∶Aa∶aa＝(1－10%)2∶2×10%×(1－10%)∶(10%)2＝81∶18∶1，正常男性的基因型及概率为9/11AA、2/11Aa，与Ⅲ4婚配，所生孩子患乙病的概率为1/2×2/11×1/2＝1/22，两病兼患的概率为1/8×1/22＝1/176。已生一个只患乙病的孩子(bb)，则可确定该正常男性的基因型为XAYBb，与Ⅲ4(1/2XAXABb、1/2XAXaBb)再生一个男孩不患病的概率为3/4×3/4＝9/16。答案：(1)伴X染色体隐性遗传常染色体隐性遗传自由组合(2)bbXAY100%(3)女由于Ⅲ1患有甲病，基因型为XaXa，与正常男性(XAY)婚配，生女孩不会患甲病，生男孩均患甲病(4)1/1769/16提能点(二)基因在染色体上位置的实验设计1．判断基因是位于常染色体上还是位于X染色体上的方法(1)已知性状的显隐性(2)未知性状的显隐性2．判断基因是位于X、Y染色体的同源区段上还是仅位于X染色体上的方法方法一：方法二：上述方法的适用条件是已知性状的显隐性和控制性状的基因位于性染色体上。3．判断基因是位于常染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上的方法[典例](2023·镇江模拟)已知果蝇的性别决定方式为XY型，有正常眼和粗糙眼、长翅和残翅等多种性状，请回答下列问题。(1)果蝇作为遗传学材料的优点是_______________________________________________________________________________________________________________(答两点)。(2)某科学家发现一只纯种雌果蝇的一条染色体上某基因发生了突变，由正常眼突变为粗糙眼，则显性性状是________，用上述果蝇与正常眼果蝇杂交，F1雌雄果蝇中均有正常眼，也有粗糙眼，据此______(填“能”或“不能”)确定控制眼型的基因在X染色体上还是在常染色体上。(3)已知果蝇的长翅、残翅由另一对等位基因控制，请设计实验探究这对等位基因是位于常染色体上还是X染色体上。(注：纯种雌、雄果蝇长翅、残翅若干)实验思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。预期实验结果及结论：①若______________________________________，则该等位基因位于常染色体上；②若______________________________________，则该等位基因位于X染色体上。[解析](1)果蝇是良好的遗传学材料，是因为果蝇易培养，繁殖快；易于遗传操作；体细胞中只有四对染色体。(2)纯种雌果蝇的一条染色体上某基因发生了突变，由正常眼突变成为粗糙眼，若正常眼是显性性状，则一条染色体上某基因突变后性状不改变；若正常眼是隐性性状，则突变后表型会改变即表现为粗糙眼，即说明粗糙眼是显性性状。控制眼型的基因位于X染色体或常染色体上，都会出现题中所述结果。(3)已知果蝇的长翅、残翅由一对等位基因控制，由于显隐性未知，需要进行正反交，即取长翅的雌雄果蝇与残翅的雌雄果蝇进行正交和反交，观察后代的性状表现。若正反交后代性状表现一致，说明该等位基因位于常染色体上；若正反交后代性状表现不一致，说明该等位基因位于X染色体上。[答案](1)易培养，繁殖快；易于遗传操作；体细胞中只有四对染色体(答出两点即可)(2)粗糙眼不能(3)取长翅的雌雄果蝇与残翅的雌雄果蝇，进行正交和反交(即长翅♀×残翅♂，残翅♀×长翅♂)，观察后代的表型①正反交后代表型一致②正反交后代表型不一致[针对训练]1．小家鼠的某个基因发生突变，正常尾变成弯曲尾。现有两个杂交实验，结果如下表。下列相关叙述错误的是()杂交组合PF1雌雄雌雄①弯曲尾正常尾1/2弯曲尾，1/2正常尾1/2弯曲尾，1/2正常尾②弯曲尾弯曲尾全部弯曲尾1/2弯曲尾，1/2正常尾A．该小家鼠发生的基因突变可能为隐性突变B．由杂交组合②可以判断弯曲尾对正常尾为显性C．控制正常尾与弯曲尾的等位基因可能位于X染色体上D．两个杂交组合中的亲代雌性弯曲尾基因型相同解析：选A由杂交组合②可以判断弯曲尾对正常尾为显性，因此该小家鼠发生的基因突变为显性突变，A错误，B正确；由杂交组合②可以判断控制尾形的基因位于X染色体上或X、Y染色体的同源区段，C正确；假设相关基因用A、a表示，分析可知，两个杂交组合中亲代雌性弯曲尾的基因型都是XAXa，D正确。2．鸡的性别决定方式是ZW型，鸡的毛色芦花和非芦花是由一对等位基因控制的相对性状。现有一群多代混合饲养的鸡(公鸡和母鸡中都有芦花、非芦花个体)，要通过一代杂交实验确定这对等位基因的显隐性关系，并确定该对等位基因位于Z染色体上还是常染色体上，应选用的实验思路是()A．选一对芦花♀和非芦花♂杂交B．选多对芦花♀和非芦花♂杂交C．选多对毛色相同的个体进行杂交，即：芦花♀×芦花♂、非芦花♀×非芦花♂D．选多对纯合的公鸡和母鸡进行正反交，即：芦花♀×非芦花♂、非芦花♀×芦花♂解析：选D要通过一代杂交实验确定这对等位基因的显隐性关系，并确定该对等位基因位于Z染色体上还是常染色体上，则应选择多对纯合的公鸡和母鸡进行正反交实验，即芦花♀×非芦花♂、非芦花♀×芦花♂：①若正反交结果中雌雄个体表现无差异，证明相关基因位于常染色体上，若正反交结果中雌雄个体表现有差异，证明相关基因位于Z染色体上；②若位于Z染色体上，且芦花为显性，则正交结果为子代雄性全为芦花，雌性均为非芦花，反交结果为雌雄均为芦花。3．(2023·扬州调研)某种雌雄异株的植物，其性别决定方式为XY型(本题不考虑基因在X、Y染色体同源区段)，已知植物花色由常染色体上的两对等位基因A、a和B、b共同控制，当个体的基因型同时出现A和B时，植株开红花，否则开白花；控制宽叶和窄叶的叶形基因用D、d表示。选取两株植株作为亲本进行杂交，结果见下表：PF1(单位/株)雌株白花窄叶红花宽叶∶白花宽叶＝49∶151雄株白花宽叶红花窄叶∶白花窄叶＝51∶152下列叙述错误的是()A．控制宽叶和窄叶的基因D、d位于X染色体上，且其中宽叶为显性性状B．A、a和B、b这两对基因可能位于一对同源染色体上，也可能位于两对同源染色体上C．选取F1中的红花宽叶雌株和红花窄叶雄株进行杂交，理论上F2中红花宽叶的比例占1/36D．若只考虑花色遗传，则存在某种基因型白花植株，与各种白花品系杂交，子代均为白花解析：选C不考虑基因在X、Y染色体同源区段，子一代雌株全为宽叶，雄株全为窄叶，说明控制叶形的基因D、d位于X染色体上，且宽叶为显性性状，A正确；分析题意可知，亲本关于花色的基因型为Aabb和aaBb，无论两对基因是否在一对同源染色体上，双亲产生配子的种类和比例都分别是Ab∶ab＝1∶1、aB∶ab＝1∶1，杂交后代中红花与白花的比值都为1∶3，故A、a和B、b这两对基因可能位于一对同源染色体上，也可能位于两对同源染色体上，B正确；两亲本的基因型为AabbXdXd、aaBbXDY(或aaBbXdXd、AabbXDY)，F1中的红花宽叶雌株的基因型为AaBbXDXd，红花窄叶雄株的基因型为AaBbXdY，两者杂交，理论上，若A、a和B、b位于两对同源染色体上时，F2中红花的比例占3/4×3/4＝9/16，宽叶的比例为1/2，故红花宽叶的比例占9/16×1/2＝9/32，C错误；白花植株的基因型为A_bb、aaB_、aabb，所以白色纯合子有3种基因型，即AAbb、aaBB、aabb，其中基因型为aabb的白花植株，与其他各种基因型不同的白花品系杂交，子代均为白花，D正确。4．果蝇因为具有多种优点常作为遗传学研究的实验材料。某生物兴趣小组用黑腹果蝇进行实验研究性状遗传，请回答下列问题。(1)已知果蝇的长翅和残翅由常染色体上的一对等位基因控制，用长翅果蝇与残翅果蝇作亲本进行杂交，F1均为长翅，由此可判断________是显性性状。(2)果蝇的细眼和粗眼也是一对相对性状且细眼为显性，相关基因用B、b表示，现有纯种的细眼果蝇和粗眼果蝇雌雄若干，选择__________________进行一次杂交实验，若F1______________，则可判断B、b位于常染色体上或X、Y同源区段，而不在X、Y非同源区段。继续通过一次杂交实验，探究B、b是位于X、Y同源区段还是常染色体上，预测子代的结果并得出结论。实验方案：______________________________________________________________________________________________________________________________________。预测结果及结论：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)若要证明B、b是位于常染色体上或X、Y同源区段，还是在X、Y非同源区段，一般选择同型的隐性个体(粗眼雌蝇)与异型的显性纯合个体(细眼雄蝇)杂交，若B、b位于常染色体上，则为BB与bb杂交，后代均为细眼果蝇(Bb)；若B、b位于X、Y同源区段，则为XbXb与XBYB杂交，后代均为细眼果蝇(XBXb、XbYB)；若B、b位于X、Y非同源区段，则为XbXb与XBY杂交，后代雄性个体均为粗眼果蝇(XbY)、雌性个体均为细眼果蝇(XBXb)；若继续通过一次杂交实验，探究B、b是位于X、Y同源区段还是常染色体上，可让F1雌、雄果蝇自由交配(或F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交)，若B、b位于常染色体上，则为Bb与Bb杂交(或Bb与bb杂交)，后代雌雄均有细眼、粗眼；若B、b位于X、Y同源区段，则为XbYB与XBXb杂交(或XbYB与XbXb杂交)，后代雌果蝇出现细眼(XBXb)和粗眼(XbXb)(或后代雌果蝇均为粗眼)，雄果蝇均为细眼(XbYB、XBYB)(或XbYB)。答案：(1)长翅(2)粗眼雌蝇与细眼雄蝇均为细眼果蝇F1雌、雄果蝇自由交配(或F1雄果蝇和粗眼雌果蝇杂交)若后代雌雄均有细眼、粗眼，则B、b位于常染色体上；若后代雌果蝇出现细眼和粗眼(或后代雌果蝇均为粗眼)，雄果蝇均为细眼，则B、b位于X、Y同源区段/课堂小结与随堂训练/一、知识体系构建二、素养好题训练1．一个家庭中，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．该孩子的红绿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1/2C．这对夫妇再生一个正常女儿的概率是1/4D．父亲的精子不携带致病基因的概率是1/3解析：选C该孩子的红绿色盲基因来自母亲，母亲的红绿色盲基因可能来自外祖母，也可能来自外祖父，A错误；这对夫妇再生一个男孩，其只患红绿色盲的概率＝1/2×1/2＝1/4，B错误；这对夫妇再生一个正常女儿的概率＝1/2×1/2＝1/4，C正确；假设相关基因用A/a、B/b表示，则父亲的基因型为AaXBY(或BbXAY)，父亲的精子不携带致病基因的概率＝1/2，D错误。2．下图为某一单基因遗传病的家系图，现已查明Ⅱ3不携带该病的致病基因，且Ⅲ1正在孕育中(不考虑X、Y同源区段)。下列分析正确的是()A．Ⅰ2的基因型一定是杂合的B．Ⅱ2的致病基因一定来自Ⅰ1和Ⅰ2C．图中正常男性的基因型都相同D．Ⅲ1不论是男是女一定携带致病基因解析：选A据题意可知，该病为隐性遗传病，Ⅰ2表现正常却有一个患病的儿子，则无论是常染色体遗传还是伴X染色体遗传，其基因型一定是杂合的，A正确；如果该病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅱ2的致病基因来自Ⅰ2，如果该病为常染色体隐性遗传病，Ⅱ2的致病基因来自Ⅰ1和Ⅰ2，B错误；如果该病为伴X染色体隐性遗传病，图中正常男性的基因型都相同，但如果该病为常染色体隐性遗传病，图中正常男性的基因型不一定都相同，C错误；如果该病为伴X染色体隐性遗传病，由于Ⅱ3不携带该病的致病基因，则如果Ⅲ1是男孩，一定不携带致病基因，D错误。3．(2023·南京四校联考)如图为某家族遗传系谱图，甲病和乙病分别受一对等位基因控制，其中一种为红绿色盲。下列叙述错误的是()A．甲病为常染色体隐性遗传病，乙病为红绿色盲B．若Ⅱ3与Ⅱ4生一个正常孩子，其同时携带两种致病基因的概率是2/9C．Ⅱ7与Ⅲ9的乙病致病基因可能都来自亲代的Ⅰ1D．若Ⅲ9与一个基因型和Ⅲ11相同的女性结婚后生一男孩，则该男孩患两种病概率为1/9解析：选D根据Ⅱ3与Ⅱ4结婚生出患甲病的女儿可知，甲病为常染色体隐性遗传病，结合题干信息“甲病和乙病分别受一对等位基因控制，其中一种为红绿色盲”可知，乙病应为红绿色盲，A正确；若甲、乙相关基因分别用A/a、B/b表示，分析可知，Ⅱ3与Ⅱ4的基因型分别为AaXBY、AaXBXb，则二人结婚后生出的正常孩子同时携带两种致病基因(AaXBXb)的概率为2/3×1/3＝2/9，B正确；据系谱图分析，Ⅲ9的乙病致病基因来自Ⅱ4，Ⅱ4的乙病致病基因来自Ⅰ1，而Ⅱ7的乙病致病基因也来自Ⅰ1，C正确；若Ⅲ9与一个基因型和Ⅲ11相同的女性结婚后生一男孩，则该男孩患甲病(aa)的概率为1/4×2/3(Aa)×2/3(Aa)＝1/9，患乙病(XbY)的概率为1/2，故该男孩患两种病的概率为1/9×1/2＝1/18，D错误。4．果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但不知道这对性