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1、第16讲 基因在染色体上、伴性遗传 突破突破1 1 性别决定的方式性别决定的方式 突破突破2 2 X X、Y Y染色体上基因的传递规律染色体上基因的传递规律 总纲目录总纲目录 一、萨顿的假说 1.提出者: 萨顿 。 2.研究方法: 类比推理法 。 3.内容: 基因位于染色体上 。 4.依据:基因和染色体在行为上存在着明显的 平行 关系,具体如下表: 基因染色体 生殖过程中在杂交过程中保持完整性和 独立性 在配子形成和受精过程中,形态结构相对稳定 存 在 体细胞成对成对 配子成单成单 体细胞 中来源 成对基因一个来自 父方 ,一个来自 母方 一对同源染色体,一条来自父方,一条来自母方 形成配子时
2、非同源染色体上的 非等位基因 自由 组合 非同源染色体 自由组合 1.果蝇的杂交实验问题的提出 二、基因位于染色体上的实验证据(实验者:摩尔根) 2.假设与解释提出假设 (1)假设:控制果蝇红眼、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。 (2)对杂交实验的解释(如图) 3.测交验证:亲本中的白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配子代中红眼雌 蝇 白眼雌蝇 红眼雄蝇 白眼雄蝇= 1 1 1 1 。 4.结论:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 X 染色体上基因位 于染色体上。 5.研究方法假说演绎法 6.基因与染色体的关系:一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线 性排列。 1.概
3、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。 三、伴性遗传的类型与特点 2.将下列遗传病的类型和特点连线 (1)c (2)a (3)a (4)b 1.推测后代发病率,指导优生优育 婚配生育建议 男正常女色盲生 女 孩,原因:该夫妇所生男孩均患病 抗维生素D佝 偻病男正常女 生 男 孩,原因:该夫妇所生女孩全患病, 男孩正常 四、伴性遗传在实践中的应用 2.根据性状推断后代性别,指导生产实践 (2)控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于 Z 染色体上。 (3)杂交设计:选择 非芦花 雄鸡和 芦花 雌鸡杂交 (4)选择:从F1中选择表现型为 非芦花 的个体保留,从而做
4、到多养 母鸡,多得鸡蛋。 1.类比推理得到的结论都是正确的。 ( ) 2.基因和染色体行为存在明显的平行关系,所以基因全部位于染色体 上。 ( ) 4.非同源染色体一定自由组合。 ( ) 3.非等位基因都位于非同源染色体上。 ( ) 6.位于X或Y染色体上的所有基因,控制的性状表现总会与性别相关联。 ( ) 5.性染色体上的基因都与性别决定有关。 ( ) 8.白眼残翅雌果蝇(bbXrXr)能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞。( ) 7.生殖细胞中只表达性染色体上的基因。 ( ) 突破突破1 1 性别决定的方式 性别决定的方式 1.性染色体决定性别 (1)染色体种类 类型 项目 XY型性别决定
5、ZW型性别决定 雄性个体XYZZ 雄配子X、Y两种,比例为1 1一种,含Z 雌性个体XXZW 雌配子一种,含XZ、W两种,比例为1 1 (2)XY型与ZW型性别决定的比较 知能拓展知能拓展 性染色体与不同生物的基因组测序 生物种类人类果蝇水稻玉米 体细胞染色体数4682420 基因组测序 染色体数 24 (22常+X、Y) 5 (3常+X、Y) 1210 原因X、Y染色体非同 源区段基因不同 雌雄同株,无性染色体 2.染色体组数决定性别 3.环境因子决定性别:有些生物性别完全由环境决定。 1.伴性遗传与分离定律关系的分析 (1)伴性遗传遵循基因的分离定律。伴性遗传是由性染色体上基因所控 制的遗
6、传,若就一对相对性状而言,则为一对等位基因控制一对相对性 状的遗传。 (2)伴性遗传有其特殊性 雌雄个体的性染色体组成不同,有同型和异型两种形式。 对伴性遗传与遗传定律之间关系的分析方法 有些基因只存在于X或Z染色体上,Y或W上无相应的等位基因,因而 出现XbY或ZdW单个隐性基因控制的性状,如XbY为男性色盲。 Y或W染色体上携带的基因,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,如人类外耳道多毛症只在男性中传递。 性状的遗传与性别相联系。在写基因型和统计后代比例时一定要与 性别相联系,如XBY或XBXb。 2.伴性遗传与基因自由组合定律关系的分析 在分析既有性染色体
7、又有常染色体上的基因控制的两对或两对以上的 相对性状遗传时,位于性染色体上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;整体上则按自 由组合定律处理。 考向考向1 以基础判断的形式 以基础判断的形式,考查基因与染色体的关系考查基因与染色体的关系 1.在探索遗传本质的过程中,下列科学发现与研究方法相一致的是 ( ) 孟德尔进行豌豆杂交实验,提出遗传规律 萨顿研究蝗虫的减数分 裂,提出假说“基因在染色体上” 摩尔根进行果蝇杂交实验,证明 基因位于染色体上 A.假说演绎法 假说演绎法 类比推理法 B.假说演绎法 类比推理法 类比推理法 C.假说演绎法 类比推理法
8、 假说演绎法 D.类比推理法 假说演绎法 类比推理法 C 答案答案 C 孟德尔通过豌豆杂交实验提出遗传规律和摩尔根通过实验 证明基因位于染色体上都运用了假说演绎法,萨顿利用类比推理法提 出“基因在染色体上”的假说。 考向考向2 以案例分析的形式 以案例分析的形式,考查基因伴性遗传的特点考查基因伴性遗传的特点 2.(2017课标全国)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染 色体上;长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。现有一只 红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1雄蝇中有1/8为白眼残翅。 下列叙述错误的是( ) A.亲本雌蝇的基因型是BbXRXr B.F1中出
9、现长翅雄蝇的概率为3/16 C.雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同 D.白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体 B 答案答案 B 本题主要考查伴性遗传的遗传规律。首先判断亲本中雌、 雄长翅果蝇控制长、残翅相关的基因型均为Bb,所以F1雄蝇中残翅的概 率为1/4,而F1雄蝇中有1/8为白眼残翅,故F1雄蝇中白眼的概率为1/2,可知 F1雄蝇从母本得到白眼基因Xr的概率是1/2,由此可判断亲本中雌果蝇控 制眼色相关的基因型为XRXr(红眼),亲本雄果蝇(白眼)的基因型为XrY,A 正确;F1中出现长翅(B_)雄蝇的概率=3/41/2=3/8,B错误;雌、雄亲本产 生含Xr配子的比例均为1/2,C正
10、确;白眼残翅雌蝇(bbXrXr)可产生基因型 为bXr的极体和卵细胞,D正确。 3.(2016课标全国)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制,且对于 这对性状的表现型而言,G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某 个特定基因时会致死。用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一 代果蝇中雌 雄=2 1,且雌蝇有两种表现型。据此可推测:雌蝇中 ( ) A.这对等位基因位于常染色体上,G基因纯合时致死 B.这对等位基因位于常染色体上,g基因纯合时致死 C.这对等位基因位于X染色体上,g基因纯合时致死 D.这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死 D 答案答案 D 因为子一代果蝇中雌 雄=2
11、1,可推测该性状可能为伴X遗 传。又据题干可知,亲本用一对表现型不同的果蝇进行交配,可推测亲 本杂交组合为XGXg、XgY,理论上,其子代基因型有XGXg、XgXg、XGY、 XgY,又因为受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死,可推测 基因型为XGY的个体致死,从而出现子一代中雌 雄=2 1的结果。由 此可推测XGXG雌性个体致死。 突破突破2 2 X X、Y Y染色体上基因的传递规律染色体上基因的传递规律 一、X、Y染色体上基因的传递 1.X、Y染色体同源区段的基因的遗传 (1)在X、Y的同源区段,基因是成对的,存在等位基因,而非同源区段则 相互不存在等位基因。 (2)X、Y染色体同
12、源区段基因的遗传与常染色体上基因的遗传相似,但 也有差别,如: XaXa XaYA XaYA XaXa (全为显性) (全为隐性) XaXa XAYa XAXa XaYa (全为显性) (全为隐性) 2.X、Y染色体非同源区段的基因的遗传 基因的位置Y染色体非同源区 段基因的传递规律 X染色体非同源区段基因的传递规律 隐性基因显性基因 模型图解 判断依据父传子、子传孙,具有世代连续 性 双亲正常子病;母病子必病, 女病父必病 子正常双亲病;父病女必病,子 病母必病 规律没有显隐性之分,患者全为男性 ,女性全部正常 男性患者多于女性患者;具 有隔代交叉遗传现象 女性患者多于男性患者;具有 连续遗
13、传现象 举例人类外耳道多毛症人类红绿色盲症、血友病抗维生素D佝偻病 1.配子致死:某些致死基因可使雄配子死亡,从而使后代只出现某一性别 的子代,所以若后代出现单一性别的问题,则考虑“雄配子致死”的问 题。 二、性状遗传中的致死情况 举例:剪秋罗植物叶形的遗传 现象宽叶XBXB窄叶XbY只有雄性宽叶XBY 宽叶XBXb窄叶XbY只有雄性宽、窄叶 原因X染色体上隐性基因只使雄配子(花粉)致死 2.个体致死:指致死基因在胚胎时期或幼体阶段发生作用,从而使含致死 基因的受精卵不能形成活的幼体或即使能形成也会出现个体早夭的现 象。通常会导致后代异常分离比。 (1)基因在常染色体上 这种致死情况与性别无关
14、,后代雌雄个体数为1 1,一般常见的是显性 纯合致死。一对等位基因的杂合子自交,后代的表现型及比例为2 1; 两对等位基因的杂合子自交,后代的表现型及比例为6 3 2 1。 (2)致死基因位于X染色体上 这种情况一般后代雌雄比例是2 1,而不是1 1,但不会出现只有一种 性别的情况。 1.基因位置的判断方法 (1)在常染色体上还是在X染色体上 已知性状的显隐性 未知性状的显隐性 (2)在X、Y染色体的同源区段还是只位于X染色体上 2.根据性状判断生物性别的实验设计 (1)对于XY型性别决定的生物,在伴X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
15、个 体都表现为隐性性状,图解如下: 亲本:XaXa XAY 子代:XAXa XaY (显性) (隐性) (2)对于ZW型性别决定的生物,在伴Z遗传中,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和隐性的雄性个体杂交。 考向考向1 以案例分析的形式 以案例分析的形式,考查考查X、Y染色体的特殊性及其上基因的遗染色体的特殊性及其上基因的遗 传特点传特点 1.(2016北京海淀期末)果蝇的性别决定方式为XY型,其性染色体如下图 所示。X和Y染色体有一部分是同源区(片段),另一部分是非同源区 (、片段)。下列叙述不正确的是 ( )
16、A.X、Y的大小、形状不同仍是一对同源染色体 B.交叉互换导致的基因重组只能发生在片段 C.片段上的基因控制的性状在雌蝇中表现的概率高 D.片段上的基因控制的性状只在雄蝇中表现 答案答案 C X、Y的大小、形状虽然不同,但仍是一对同源染色体,A正 确;交叉互换是指同源染色体上非姐妹染色单体间的片段互换,B正确; 若片段上的基因控制的性状是隐性性状,则该性状在雄蝇中表现的概 率高,C错误;片段上的基因只存在于Y染色体上,因此其控制的性状只 在雄蝇中表现,D正确。 考向考向2 以实例分析的形式 以实例分析的形式,考查基因位置的判断方法考查基因位置的判断方法 2.果蝇的X、Y染色体(如图)有同源区段
17、(片段)和非同源区段(-1、 -2片段)。有关杂交实验结果如表。下列对结果的分析错误的是 ( ) 杂交组合一P:刚毛()截毛()F1全刚毛 杂交组合二P:截毛()刚毛()F1刚毛() 截毛()=1 1 杂交组合三P:截毛()刚毛()F1截毛() 刚毛()=1 1 A.通过杂交组合一,直接判断刚毛为显性性状 B.通过杂交组合二,可以判断控制该性状的基因位于-1片段 C.片段的基因控制的性状在子代中也可能出现性别差异 D.减数分裂中,X、Y染色体能通过交叉互换发生基因重组的是片段 答案答案 B 根据杂交组合一中刚毛和截毛杂交,后代都是刚毛,可知刚毛 是显性性状,A正确;根据杂交组合二不能确定基因在
18、-1片段,如XbXb和 XBYb杂交,后代雌性都是刚毛,雄性都是截毛,且比例为1 1,B错误;雄果 蝇的X染色体只能传给子代的雌性个体,Y染色体只能传给子代雄性个 体,故X、Y染色体片段上的基因控制的性状在子代中可能出现性别 差异,C正确;X和Y染色体的区段是同源区段,在减数分裂过程中可以 发生交叉互换,D正确。 3.(2017课标全国)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
19、角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则 理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为 ;公羊的表现型及其比例为 。 (2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多 对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛 白毛=3 1,我们 认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染 色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若 ,则说明M/m是位于X染色体上;若 , 则说明M/m是位于常染色体上。 (如A/a)位于常染色体上时,基因型有 种;当其仅位于X染色体上时, 基因型有 种;当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示),基 因型有 种
20、。 (3)一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因 答案答案 (1)有角 无角=1 3 有角 无角=3 1 (2)白毛个体全为雄性 白毛个体中雄性 雌性=1 1 (3)3 5 7 解析解析 本题主要考查基因的分离定律及伴性遗传的相关知识。(1)多对 杂合体公羊(基因型为Nn)与杂合体母羊(基因型为Nn)杂交,理论上,子一 代母羊为1NN(有角)、2Nn(无角)、1nn(无角),即有角 无角=1 3;子一 代公羊为1NN(有角)、2Nn(有角)、1nn(无角),即有角 无角=3 1。(2) 若M/m位于X染色体上,纯合黑毛母羊(XMXM)与纯合白毛公羊(XmY)杂 交,子一代
21、为XMXm和XMY,子二代为XMXM、XMXm、XMY和XmY,所以子二 代中白毛个体全为雄性。若M/m 位于常染色体上时,遗传与性别无关, 所以子二代白毛个体中雌性 雄性=1 1。(3)当一对等位基因(A/a)位 于常染色体上,基因型有AA、Aa、aa 3种;当其仅位于X染色体上时,基 因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY和XaY,共5种;当其位于X和Y染色体的 同源区段时,雌性个体的基因型有XAXA、XAXa、XaXa 3种,雄性个体的 基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa 4种,共有7种基因型。 考向考向3 伴性遗传中的致死类考查 伴性遗传中的致死类考查 4.果蝇经射线辐
22、射处理后,其X染色体上可发生隐性突变,基因纯合时可 以引起胚胎致死(根据隐性纯合子的死亡率,隐性致死突变分为完全致 死突变和不完全致死突变)。将经射线辐射后的一只雄果蝇与野生型 纯合雌果蝇交配得到F1,将F1单对交配,分别饲养,根据F2的表现型及比例 推测待测果蝇的变异情况(如图所示)。下列说法不正确的是 ( ) A.若不发生突变,则F2中雄蝇无隐性突变体 B.若发生隐性突变,则F2中显性性状 隐性性状=3 1 C.若发生隐性完全致死突变,则F2中雌 雄=2 1 D.若发生隐性不完全致死突变,则F2中雌 雄介于1 1和2 1之间 答案答案 B 若不发生突变,待测果蝇的基因型为XBY,则F2中雄
23、蝇的基因 型均为XBY,无隐性突变体,A正确。若发生隐性突变,待测果蝇的基因型 为XbY,则F1的基因型为XBXb、XBY,F2的基因型为XBXB、XBXb、XBY、 XbY,其中XbY可引起胚胎致死。若为完全致死突变,则F2中雌 雄=2 1,若为不完全致死突变,则F2中雌 雄介于1 1和2 1之间,无论哪一种 隐性致死突变,F2中显性性状与隐性性状的比例都不可能为3 1,B错误, C、D正确。 5.某植物为XY型性别决定的雌雄异株植物,含有一对等位基因A和a,其 中一个基因在纯合时可导致合子死亡(aa、XAXA、XaY、XAYA等均为纯 合子)。现将两植株杂交得到F1,F1中雌株有121株,
24、雄株有247株,F1雌雄 个体间相互交配得到F2。下列说法正确的是 ( ) A.该对基因仅位于X染色体上,其中a纯合致死 B.F2的性别比例为 =3 4 C.F2群体中所有A和a基因中A基因所占的比例为5/7 D.F2群体中所有A和a基因中a基因所占的比例为2/7 B 答案答案 B 若该对基因位于常染色体上,无论哪一个基因纯合致死,F1的 雌株与雄株比例不会出现1 2;同样,若该对基因仅位于X染色体上,无 论哪一个基因纯合致死,F1的雌株与雄株比例也不会出现1 2;由此可 知该对基因位于X、Y染色体的同源区段。无论哪个基因纯合致死,F2 的性别比例均为 =3 4。若A纯合致死,F2群体中所有A和a基因 中A基因所占的比例为2/7,a基因所占的比例为5/7。 核心构建核心构建