2017-2018学年高中生物 第2章 基因和染色体的关系 第3节 伴性遗传学案 新人教版必修2

第3节 伴性遗传1.XY型性别决定的生物，雌性的性染色体组成为XX，雄性为XY。2ZW型性别决定的生物，雄性的性染色体组成为ZZ，雌性为ZW。3伴X染色体隐性遗传病的遗传特点：男性患者多于女性患者。女性患者的父亲和儿子一定是患者。交叉遗传。4伴X染色体显性遗传病的遗传特点：女性患者多于男性患者。男性患者的母亲和女儿一定是患者。连续遗传。人类红绿色盲症自读教材夯基础1伴性遗传(1)概念：性染色体上的基因控制的性状遗传，与性别相关联。(2)常见实例：人类的红绿色盲、抗维生素D佝偻病和果蝇的眼色遗传等。2人类红绿色盲症(1)基因的位置：在X染色体上。(2)人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型：性别女性男性表现型完全正常携带者色盲正常色盲基因型XBXBXBXbXbXbXBYXbY(3)人类红绿色盲遗传的主要婚配方式：女性正常与男性色盲：女性携带者与男性正常：女性色盲与男性正常：女性携带者与男性色盲：1是否只有X染色体上的基因控制的遗传病才属于伴性遗传病？提示：Y染色体上的基因控制的遗传病也属于伴性遗传病。2色盲调查结果显示，人群中男性色盲患病率(7%)远远高于女性(0.49%)，试探讨出现这么大的差异的原因。提示：女性体细胞内两条X染色体上同时有b基因(XbXb)时，才会表现为色盲；男性体细胞中只有一条X染色体，只要有色盲基因b，就表现为色盲。所以，色盲患者总是男性多于女性。3有一色盲男孩，其父母色觉正常，外祖父是色盲，试探究该男孩的色盲基因是通过什么途径由长辈遗传来的。从致病基因遗传的角度，总结这一过程体现了伴X染色体隐性遗传病的什么特点。提示：色盲男孩的基因型为XbY，其父母色觉正常，基因型分别为XBY和XBXb，外祖父是色盲，基因型为XbY，所以该色盲基因的遗传途径为外祖父母亲男孩。由于致病基因由“男女男”，外祖父患病，母亲正常，男孩患病，因此体现了伴X染色体隐性遗传病的隔代遗传和交叉遗传的特点。4某男学生在体检时被发现是红绿色盲患者，医生在询问家属病史时得悉，该生的母亲既是色盲又是血友病患者，而父亲性状正常，医生在未对该生做任何检查的情况下，就在体检单上记录了患有血友病。这是为什么？提示：血友病为X染色体上隐性基因控制的遗传病。母亲患病，儿子一定是患者。跟随名师解疑难伴X染色体隐性遗传分析(1)实例：人类红绿色盲症、血友病。(2)典型图谱(见右图)：(3)特点分析(以人类红绿色盲症为例)：男性色盲患者多于女性。色盲基因的传递表现为隔代交叉遗传。a男性色盲患者的色盲基因一定来自于母亲，传递给女儿。b正常男性的母亲和女儿一定不是色盲患者。c女性色盲患者的父亲和儿子一定是色盲患者。伴X染色体显性遗传自读教材夯基础伴X染色体显性遗传(以抗维生素D佝偻病为例)(1)基因位置：位于X染色体上。(2)基因型和表现型：在基因型为XDXD，XdY，XDXd，XdXd，XDY的个体中，表现为正常的是，表现为患者的是。(填序号)(3)遗传特点判断：男女患病比例基本相当。()具有世代连续遗传现象。()女性患者的父亲和儿子一定患病。()1为什么伴X染色体显性遗传病的女患者多于男患者？提示：因为女性只有XdXd才表现正常，而男性只要X染色体上有一个隐性基因d就表现正常。2为什么伴X染色体显性遗传病中男患者的母亲和女儿一定是患者？提示：男性只有一条X染色体，且来自于母亲，传给其女儿，所以伴X染色体显性遗传病中男患者的母亲和女儿一定是患者。跟随名师解疑难1伴X染色体显性遗传(1)典型图谱(见右图)：(2)特点：具有连续遗传现象。女性患者多于男性患者。男性患者的母亲和女儿一定都是患者，正常女性的父亲和儿子一定都正常。2伴Y染色体遗传(1)实例：人类外耳道多毛症。(2)典型图谱(见右图)：(3)特点：患者全为男性，女性全正常。因为致病基因只位于Y染色体上，无显、隐性之分。具有世代连续现象。致病基因由父亲传给儿子，儿子传给孙子，也称为限雄遗传。伴性遗传的应用自读教材夯基础1鸡的性别决定(1)雌性个体的两条性染色体是异型的，表示为ZW。(2)雄性个体的两条性染色体是同型的，表示为ZZ。2根据雏鸡的羽毛特征来区分雌性和雄性1是否所有生物都有性染色体，都存在伴性遗传现象？提示：不是，有的生物无染色体(原核生物)，有的生物无性染色体(如玉米)。2在伴性遗传现象中，请总结如何设计合理的杂交实验，使子代性状与性别相联系，即根据性状就可判断子代性别？提示：同型性染色体个体选用隐性亲本，异型性染色体个体选用显性亲本杂交，表示如下：跟随名师解疑难遗传系谱图中遗传病的判断(图中分别表示男、女患者)(1)首先确定是否为伴Y染色体遗传。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染色体遗传。如下图。若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y染色体遗传。(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，如图1。“有中生无”是显性遗传病，如图2。(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：a若女患者的父亲和儿子都患病，则最大可能为伴X染色体隐性遗传，如下图1。b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，如下图2。在已确定是显性遗传的系谱中：a若男患者的母亲和女儿都患病，则最大可能为伴X染色体显性遗传，如下图1。b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，如下图2。(4)不能直接确定的类型。若系谱图中无上述特征，就只作不确定判断，只能从可能性大小方面推断，通常的原则是：显隐性遗传方式：特别提醒遗传系谱图的判定口诀母女正常父子病，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。系谱图中遗传方式的判断例1以下家系图中最可能属于常染色体隐性遗传病、Y染色体遗传病、X染色体上显性遗传病、X染色体上隐性遗传病的依次是()ABC D思路点拨解析中出现“无中生有”，为隐性遗传病；中女性患者的父亲表现正常，属于常染色体隐性遗传病；中女性患者后代中男性全部患病，女性正常，女性患者的父亲患病，所以最可能为伴X染色体隐性遗传病；中患者全部为男性，所以最可能为伴Y染色体遗传病；中男性患者的女儿全部为患者，所以最可能为伴X染色体显性遗传病。答案C下图为某遗传病的家系图，据图可以作出的判断是()A母亲肯定是纯合子，子女是杂合子B这种遗传病女性发病率高于男性C该遗传病不可能是X染色体上的隐性遗传病D子女中的致病基因不可能来自父亲解析：选C据图知正常的父亲有一个患病的女儿，可排除伴X染色体隐性遗传。该病若为伴X染色体显性遗传，母亲可为杂合子。若为常染色体上显性遗传病，发病率与性别无关。若为常染色体隐性遗传，子女中的致病基因有一半来自父亲。伴性遗传与概率计算例2右图为红绿色盲患者的遗传系谱图，以下说法正确的是()A3与正常男性婚配，后代都不患病B3与正常男性婚配，生育患病男孩的概率是1/8C4与正常女性婚配，后代都不患病D4与正常女性婚配，生育患病男孩的概率是1/8思路点拨解析设红绿色盲基因用a表示，据图可知3的基因型为1/2XAXa或1/2XAXA，正常男性的基因型为XAY，则婚配后生育患病男孩的概率为1/8；人群中正常女性可能是携带者，因此与4婚配后代可能患病，但不知道正常女性为携带者的概率，无法计算后代患病概率。答案B易错提醒 “患病男孩”与“男孩患病”遗传概率的计算 (1)常染色体遗传中，后代“男孩患病”和“患病男孩”的概率：“男孩患病”已确定所生孩子为男孩，只求出子代中患病概率即可。“患病男孩”不确定所生孩子性别，求出子代患病概率再乘男孩概率1/2即可。(2)伴性染色体遗传中，后代“男孩患病”和“患病男孩”的概率：男孩患病：PXBXbXBYF1XYXY已确定为男孩，则其为XBY和XbY的可能性各为1/2，因此出现(男孩患病)的概率是1/2。患病男孩：PXBXbXBYF1？在F1性别不确定时，其为XbY(患病男孩)的可能性为1/4，因此出现(患病男孩)的概率是1/4。1设计合理的杂交组合，据子代性状判断性别。2遗传方式判断的实验设计。典例剖析女娄菜是一种雌雄异株的植物，其叶形有披针叶和狭披针叶两种类型，受一对等位基因(B、b)控制。某校生物研究小组用两个披针形叶的亲本进行杂交实验，后代出现了一定数量的狭披针形叶。请完成下列问题：(1)狭披针形叶是_性状。(2)其实，女娄菜的叶形遗传属于伴性遗传。该研究小组打算利用杂交实验对此加以验证，那么，他们应选择何种表现型的杂交组合？父本：_，母本：_。请你预测并简要分析实验结果。_(3)另一个研究小组试图研究玉米的叶形遗传是否为伴性遗传，你认为他们的研究是否有意义？为什么？_。解析(1)由披针形叶亲本杂交，后代出现狭披针形叶，可说明狭披针形叶为隐性性状。(2)要判断基因的位置或性状的遗传方式，可用表现隐性性状的雌株与表现显性性状的雄株杂交，若后代雌株全表现显性性状，雄株表现隐性性状，即可说明该性状的遗传为伴性遗传。(3)伴性遗传与性别相关联，雌雄同株的植物不存在性染色体。答案(1)隐性(2)披针形叶狭披针形叶当后代中雄株都为狭披针形叶、雌株都为披针形叶时，说明女娄菜的叶形遗传为伴性遗传，可表示为XBYXbXbXBXb、XbY。(3)无意义。因为玉米为雌雄同株植物，不存在性染色体归纳拓展判断遗传方式的实验方案设计(1)探究基因位于常染色体上还是X染色体上。在已知显隐性性状的条件下，可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交。在未知显隐性性状(或已知)的条件下，可设置正反交杂交实验。a若正反交结果相同，则基因位于常染色体上。b若正反交结果不同，则基因位于X染色体上。(2)探究基因位于X、Y的同源区段，还是只位于X染色体上。X、Y染色体结构分析：a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。b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。c也可能有控制相对性状的等位基因位于A、C区段，即可能出现下列基因型：XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。实验设计方案：随堂基础巩固1下列关于X染色体上显性基因(B)决定的人类遗传病的说法，正确的是()A男性患者的后代中，子女各有1/2患病B女性患者的后代中，女儿都患病，儿子都正常C表现正常的夫妇，性染色体上也可能携带致病基因D患者双亲必有一方是患者，人群中的患者女性多于男性解析：选D男患者(XBY)的女儿必然继承父亲的XB，女儿必患病；女患者基因型有XBXB、XBXb两种，前者的儿女均患病，后者的儿女不一定患病；表现正常的夫妇，性染色体上不可能携带致病基因。2(2015全国卷)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病，短指为常染色体显性遗传病，红绿色盲为X染色体隐性遗传病，白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述，正确的是()A短指的发病率男性高于女性B红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者C抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性D白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现解析：选B常染色体遗传病的男性与女性发病率相等。X染色体隐性遗传病的女性患者，其父亲和儿子一定是患者。X染色体显性遗传病的女性发病率大于男性发病率。白化病属于常染色体隐性遗传病，不会在一个家系的几代人中连续出现。3男性的性染色体不可能来自()A外祖母 B外祖父C祖母 D祖父解析：选C男性的性染色体中，Y染色体来自父亲，X染色体来自母亲。因此，男性的性染色体不可能来自祖母。4如果让小眼睛的雄果蝇与正常眼睛的雌果蝇交配，其后代中有77只眼睛全部正常的雄果蝇，78只全为小眼睛的雌果蝇。小眼睛这一性状属于()A常染色体显性 B常染色体隐性CX染色体显性 DX染色体隐性解析：选C子代中雄果蝇全部正常，雌果蝇全为小眼睛，该性状与性别相关联，故为伴性遗传。如果小眼睛为伴X染色体显性遗传，则子代中雌果蝇全为小眼睛，雄果蝇全为正常眼睛，与题意相符合。如果小眼睛为伴X染色体隐性遗传，则子代中雌果蝇不全为小眼睛，与题意不符合。5在下面的家族系谱图中，1号的祖父不携带致病基因。若个体1与2婚配，其子女中携带者的概率是()A1/4 B1/8C1/9 D1/16解析：选B从图中可知1号的祖父母没有病，但生下患病的儿子，说明该病是一种隐性遗传病，另外根据祖父不携带致病基因，判断出致病基因位于X染色体上(A、a表示相关基因)，那么1号个体的基因型为XAY，而2号个体母亲的基因型为XAXa，则2号个体的基因型为1/2XAXA或1/2XAXa，则1号与2号生下的子女中为携带者XAXa的概率是1/8。 6下面是色盲的遗传系谱图，致病基因用B或b表示，请分析回答：(1)写出该家族中下列成员的基因型：4_；6_；11_。(2)14号成员是色盲患者，致病基因是由第一代中的某个个体传递来的。用成员编号和“”写出色盲基因的传递途径：_。(3)若成员7和8再生一个孩子，是色盲男孩的概率为_，是色盲女孩的概率为_。解析：4和10均为色盲男性，基因型均为XbY。5和6正常，生出色盲儿子10，则基因型分别为XBY和XBXb,11为女孩，其基因型为XBXB或XBXb。14的色盲基因来自其母亲8号，8号色盲基因来自她的父亲4号，而4号的色盲基因来自他的母亲1号。7和8的基因型为XBY和XBXb，生出色盲男孩的概率为1/21/21/4，其后代中不会出现色盲女孩(XbXb)。答案：(1)XbYXBXbXBXb或XBXB(2)14814(3)1/40课时跟踪检测(满分50分时间25分钟)一、选择题(每小题3分，共21分)1下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是()A性染色体上的基因都与性别决定有关B性染色体上的基因在生殖细胞中都表达C性染色体上的基因都随所在的染色体遗传D初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体解析：选C性染色体上的基因并不都与性别决定有关，也不一定在生殖细胞中都表达，例如人的红绿色盲基因；基因和染色体的行为存在平行关系，性染色体上的基因都随所在的染色体遗传；含有X、Y同源染色体的初级精母细胞，在减后期，同源染色体分离分别进入不同的子细胞中去，因此所形成的次级精母细胞1/2含有Y染色体、1/2含有X染色体。2下图表示某人类遗传病的系谱图，如果母亲是纯合子，则该病的致病基因可能是()AX染色体上的隐性基因BX染色体上的显性基因C常染色体上的隐性基因D常染色体上的显性基因解析：选D若该病的致病基因是X染色体上的隐性基因，由于母亲是纯合子，则儿子应全正常。若该病的致病基因是X染色体上的显性基因，其女儿应为患者。若该病的致病基因是常染色体上的隐性基因，由于母亲是纯合子，其子代应全部正常。3下图为患红绿色盲的某家族系谱图，该病为伴X隐性遗传病，其中7号个体的致病基因来自()A1号 B2号C3号 D4号解析：选B红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病，7号个体为患者，则7号个体的基因型为XbY，其Xb染色体只能来自母亲5号个体。5号个体的父亲1号个体正常，则1号个体不含Xb染色体，所以5号个体的Xb染色体只能来自其母亲2号个体。4家蚕的性别决定为ZW型(雄性的性染色体为ZZ，雌性的性染色体为ZW)。正常家蚕幼虫的皮肤不透明，由显性基因A控制，“油蚕”幼虫的皮肤透明，由隐性基因a控制，A对a是显性，位于Z染色体上。以下杂交组合方案中，能在幼虫时期根据皮肤特征，区分其后代幼虫雌雄的是()AZAZAZAW BZAZAZaWCZAZaZAW DZaZaZAW解析：选DZaZa(雄性油蚕)与ZAW(雌性正常蚕)交配，子代幼虫中皮肤不透明的为雄性(ZAZa)，皮肤透明的为雌性(ZaW)。5Y(黄色)和y(白色)是位于某种蝴蝶常染色体上的一对等位基因，雄性有黄色和白色，雌性只有白色。下列杂交组合中，可以从其子代表现型判断出性别的是()AYyyy ByyYYCyyyy DYyYy解析：选BB选项组合的后代的基因组成全为Yy，雄性均表现为黄色。A、C、D选项组合的后代的基因组成为yy的个体中，既有雄性，又有雌性。6在果蝇中，长翅(B)对残翅(b)是显性，位于常染色体上；红眼(A)对白眼(a)是显性，位于X染色体上。现有两只雄果蝇甲、乙和两只雌果蝇丙、丁，这四只果蝇的表现型全是长翅红眼，用它们分别交配，后代的表现型如下：对这四只果蝇基因型的推断正确的是()A甲为BbXAY B乙为BbXaYC丙为BBXAXA D丁为bbXAXa解析：选C乙、丁后代中出现残翅白眼果蝇(bbXaY)，由此确定乙的基因型为BbXAY，丁的基因型为BbXAXa；甲、丁杂交后代中出现白眼果蝇，没有残翅果蝇(bb)，说明甲的基因型必为BBXAY；乙、丙后代中只有长翅红眼果蝇，说明丙为纯合子，基因型为BBXAXA。7马凡氏综合征是人类的一种遗传病，受一对等位基因控制。下图为该病的家族系谱图，有关分析正确的是()A1和5的表现型相同，其基因型也一定是相同的B若2与4结婚，后代患该遗传病的概率将大大增加C5与正常男性结婚，生一个患该病男孩的概率是1/4D6与患病男性结婚，生一个患该病男孩的概率是1/2解析：选C由2(女性)正常，但其父母患有该病可知，马凡氏综合征是一种常染色体显性遗传病。1的基因型可能是AA或Aa，5的基因型一定是Aa，故1和5的基因型不一定相同。2与4表现正常，基因型都是aa，所生孩子不会患该病。5(Aa)与正常男性(aa)结婚，生一个患该病男孩(AaXY)的概率是1/4。6正常(aa)与患病男性(AA或Aa)结婚，无法推算他们所生孩子的患病概率。二、非选择题(共29分)8(12分)下面为某家族系谱图，图中斜线阴影表示的是甲种遗传病(A、a)患者，黑色表示为红绿色盲(B、b)患者。请据图回答：(1)甲种遗传病其致病基因位于_染色体上，是_性遗传。(2)图中2表现型正常，且与3为双胞胎，则3不患甲病的可能性为_。(3)图中4的基因型是_，3的基因型是_。(只写与色盲有关的基因型)(4)若图中4为纯合子，则1两病兼患的概率是_。解析：(1)通过1和2有一个正常的女儿2可推出甲病为常染色体显性遗传病。(2)2为正常个体，可推出3为杂合子，由图可知4为隐性纯合子，所以3为杂合子的概率是1/2，即不患甲病的可能性为1/2。(3)4的基因型为XbXb，其中一个Xb来自6。6个体中的Xb来自其父母，但因其父4表现正常，基因型为XBY，所以6个体中的Xb来自其母3，其母表现正常，所以其基因型为XBXb。(4)4的基因型为aaXBXB，3个体的基因型为1/2aaXBY或1/2AaXBY，4个体的基因型为aaXbXb，1个体患甲病的概率是1/21/21/4，1为男性，患色盲的概率是100%，所以同时患两种病的概率是1/411/4。答案：(1)常显(2)1/2(3)XBYXBXb(4)1/49(17分)野生型果蝇(纯合子)的眼形是圆眼，某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇，他想探究果蝇眼形的遗传方式，设计了如图甲实验。雄果蝇染色体的模式图及性染色体放大图如图乙所示。据图分析回答下列问题：(1)由图甲中F1可知，果蝇眼形的_是显性性状。(2)若F2中 圆眼棒眼31，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于_染色体上。(3)若F2中圆眼棒眼31，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因可能位于_，也可能位于_。(4)请从野生型、F1、F2中选择合适的个体，设计方案，对上述(3)中的问题作出进一步判断。实验步骤：用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，得到_；用_与_交配，观察子代中有没有_个体出现。预期结果与结论：若只有雄果蝇中出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于_；若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于_。解析：(1)据图甲可知，双亲中一方是圆眼，一方是棒眼，而F1中全是圆眼，说明圆眼是显性性状，棒眼是隐性性状。(2)若F2中圆眼棒眼31，且雌、雄果蝇个体中均有圆眼、棒眼，则眼形的遗传不符合伴性遗传规律，因此控制圆眼、棒眼的基因只能位于常染色体上。(3)若F2中圆眼棒眼31，但仅在雄果蝇中有棒眼，则控制圆眼、棒眼的基因位于X染色体的区段以及X和Y染色体的区段均符合题意。(4)用F2中棒眼雄果蝇与F1中雌果蝇交配，选取后代中棒眼雌果蝇与野生型雄果蝇交配，若子代出现棒眼个体，则圆、棒眼基因位于X染色体的特有区段；若子代中没有棒眼果蝇出现，则圆、棒眼基因位于X、Y染色体的同源区段。答案：(1)圆眼(2)常(3)X染色体的区段X和Y染色体的区段(顺序可颠倒)(4)实验步骤：棒眼雌果蝇棒眼雌果蝇野生型雄果蝇棒眼预期结果与结论：X染色体的特有区段X、Y染色体的同源区段- 15 -