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第20讲基因在染色体上和伴性遗传,1.举例说明基因与性状的关系。 2.概述性染色体上的基因传递和性别相关联。,必备知识梳理,关键能力突破,基因位于染色体上的实验证据 1.萨顿的假说,必备知识梳理,关键能力突破,必备知识梳理,关键能力突破,2.基因位于染色体上的实验证据(实验者:摩尔根) (1)果蝇的杂交实验问题的提出,必备知识梳理,关键能力突破,(2)假设解释提出假设 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。 对杂交实验的解释(如下图),必备知识梳理,关键能力突破,(3)测交验证:亲本中的白眼雄果蝇和F1中的红眼雌果蝇交配子代中雌性红果蝇雌性白果蝇雄性红果蝇雄性白果蝇=1111。 (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。,必备知识梳理,关键能力突破,教材拾遗(必修2第31页“拓展题,1”改编)生物如果丢失或增加一条或几条染色体就会出现严重疾病甚至死亡。然而昆虫中的雄蜂、雄蚁等生物的体细胞中染色体数目虽然减少一半,但仍能正常生活。为什么? 答案这些生物的体细胞中的染色体虽然减少一半,但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因。,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对萨顿假说和摩尔根的实验分析,建立起基因在染色体上的观念。 2.科学思维运用类比推理的方法解释基因位于染色体上;理解摩尔根运用假说演绎的方法通过实验证实基因位于染色体上。 3.科学探究体会摩尔根果蝇杂交实验的设计思路。 4.社会责任尝试运用基因在染色体上的研究成果解释孟德尔遗传规律。,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学探究)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中灰体黄体灰体黄体为1111。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题。 (1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性? (2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求:每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。),必备知识梳理,关键能力突破,答案 (1)不能。 (2)实验1:杂交组合:灰体灰体 预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。 实验2:杂交组合:黄体灰体 预期结果:子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。,解析 (1)假设与体色相关的基因用A、a表示。灰体雌蝇与黄体雄蝇杂交,子代中出现了灰体和黄体,由此不能判断该相对性状的显隐性;而子代雌雄个体中灰体和黄体的比例均为11,基因在常染色体(如亲本基因型为Aaaa)或X染色体上(如亲本基因型为XAXaXaY)均可出现此比例,所以不能确定基因的位置。,必备知识梳理,关键能力突破,(2)若基因位于X染色体上,且黄体(用基因a表示)为隐性状性,则亲本基因型为XAXaXaY,子代基因型为XAXa(灰体)、XaXa(黄体)、XAY(灰体)、XaY(黄体)。伴性遗传后代的表现型往往与性别相关联,所以若要证明该基因位于X染色体上,则所选个体杂交子代表现型能表现出性别差异。分析同学甲得到的子代果蝇可得出两组杂交组合能独立证明同学乙的结论:黄体(XaXa)灰体(XAY)XAXa(灰体)、XaY(黄体),子代中所有雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体;灰体(XAXa)灰体(XAY)XAXA(灰体)、XAXa(灰体)、XAY(灰体)、XaY(黄体),子代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中灰体与黄体各占半。,必备知识梳理,关键能力突破,考向1基因和染色体的关系 1.(2018江西南昌调研)下列关于基因和染色体关系的叙述,正确的是( ) A.基因都位于染色体上,每条染色体上有许多个基因 B.在果蝇的细胞中基因和染色体都是成对存在的 C.萨顿运用类比推理法证明了基因在染色体上 D.摩尔根和他的学生们提出基因在染色体上呈线性排列,答案,解析,必备知识梳理,关键能力突破,考向2基因在染色体上的实验证据与应用 2.(2018湖北枣阳一中月考)在果蝇杂交实验中,下列杂交实验成立: 朱红眼(雄)暗红眼(雌)全为暗红眼 暗红眼(雄)暗红眼(雌)雌性全为暗红眼,雄性中朱红眼(1/2)、暗红眼(1/2)。 若让杂交的后代中的暗红眼果蝇交配,所得后代中朱红眼的比例应是( ) A.1/2B.1/4 C.1/8D.3/8,答案,解析,必备知识梳理,关键能力突破,类比推理和假说演绎法的比较 (1)类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同,从而推出它们的其他属性也相同的推理。并不是以实验为基础,推理与事实之间不具有必然性,结论不一定是正确的。 (2)假说演绎法是在观察基础上提出问题、作出假设、演绎推理、实验验证、得出结论,结论的得出以实验检验为依据,结果具有可靠性。,必备知识梳理,关键能力突破,伴性遗传的类型、特点与应用分析 1.伴性遗传的概念 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。,必备知识梳理,关键能力突破,2.伴性遗传的实例红绿色盲的遗传 (1)男性的色盲基因一定传给女儿,也一定来自母亲;表现为交叉遗传的特点。 (2)若女性为患者,则其父亲一定为患者,其儿子也一定为患者。 (3)若男性正常,则其母亲和女儿也一定正常。,必备知识梳理,关键能力突破,3.伴性遗传的实例、类型及特点(连一连),必备知识梳理,关键能力突破,4.伴性遗传在实践中的应用 (1)推测后代发病率,指导优生优育,必备知识梳理,关键能力突破,(2)根据性状推断后代性别,指导生产实践 控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于Z染色体上。 选育雌鸡的杂交设计:选择非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交。 选择:从F1中选择表现型为非芦花的个体保留。,必备知识梳理,关键能力突破,凝练核心素养 1.生命观念通过对人类红绿色盲的遗传规律的分析,建立起伴性遗传的观念。 2.科学思维运用归纳与概括的方法,总结出伴性遗传的特点。 3.社会责任将伴性遗传的原理应用于人类的优生和农业生产。,必备知识梳理,关键能力突破,(生命观念、科学思维)据图分析X、Y染色体同源区段与非同源区段。 (1)男性体细胞中的一对性染色体是XY,X染色体来自母亲,Y染色体来自父亲,向下一代传递时,X染 色体只能传给女儿,Y染色体只能传给儿子。,必备知识梳理,关键能力突破,(2)色盲基因和抗维生素D基因同样都是位于上图中的X的非同源区段,前者是“男性患者多于女性”,而后者是“女性患者多于男性”,因为色盲基因为隐性基因,女性体细胞内的两个X染色体上同时具备b基因时才会患病,而男性体细胞只有一条X染色体,只要具备一个b基因就表现为色盲,所以“男性患者多于女性”;而抗维生素D佝偻病基因为显性基因,女性体细胞内的两个X染色体上只有同时具备d基因时才会正常,而男性只要具备一个d基因就表现为正常,所以“女性患者多于男性”。 (3)请列出色盲遗传和抗维生素D佝偻病遗传中子代性状会表现出性别差异的婚配组合:XBXbXBY,XbXbXBY;XDXdXDY,XdXdXDY。 (4)若红绿色盲基因位于X、Y的同源区段,请列出子代性状表现出性别差异的婚配组合:XBXbXBYb,XbXbXBYb,XBXbXbYB,XbXbXbYB。,必备知识梳理,关键能力突破,考向1性染色体与性别决定 1.(2019江西五市八校联盟体一模)结合下表分析,相关叙述正确的是( ) A.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,子代中雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼 B.白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,子代中雌果蝇均为白眼,雄果蝇均为红眼 C.芦花公鸡与非芦花母鸡交配,子代中公鸡均为非芦花,母鸡均为芦花 D.芦花母鸡与非芦花公鸡交配,子代中公鸡均为芦花,母鸡均为非芦花,答案,解析,必备知识梳理,关键能力突破,XY型与ZW型性别决定的比较,注 (1)无性别分化的生物,无性染色体之说。 (2)性别并非均取决于性染色体,有些生物如蜜蜂、蚂蚁等,其性别取决于是否受精及食物营养等,而有些生物(如龟、鳄等)其性别与“环境温度”有关。,必备知识梳理,关键能力突破,考向2伴性遗传的遗传特点 2.(2018四川射洪月考)下列关于伴性遗传方式和特点的说明,不正确的是( ) A.伴X染色体显性遗传:女性发病率高;若男性发病,其母亲、女儿必发病 B.伴X染色体隐性遗传:男性发病率高;若女性发病,其父亲、儿子必发病 C.伴Y染色体遗传:父亲传给儿子,儿子传给孙子 D.伴Y染色体遗传:男女发病率相当;也有明显的显隐性关系,答案,解析,必备知识梳理,关键能力突破,3.(2018高考全国)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)用纯合子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。 (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。,必备知识梳理,关键能力突破,(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。,答案 (1)ZAZA、ZaWZAW、ZAZa,雌雄均为正常眼1/2 (2)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) (3)mmZaWMmZaZa,mmZaZa,必备知识梳理,关键能力突破,解析 据题意,某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状,正常眼对豁眼显性,其遗传方式与性别相关联,属于伴性遗传。家禽的性别决定方式是ZW型,豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制,正常眼性状由Z染色体上的显性基因A控制,在W染色体上没有其等位基因。 (1)雄禽体细胞中的一对性染色体是ZZ,纯合子正常眼雄禽的基因型是ZAZA,雌禽体细胞中的一对性染色体是ZW,豁眼雌禽的基因型是ZaW,纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交(ZAZAZaWZAW+ZAZa),理论上,F1个体的基因型是ZAW和ZAZa,F1个体均为正常眼。F1中的雌禽和雄禽交配,F2中雌禽的基因型及比例是:ZAWZaW=11,F2雌禽中豁眼所占比例为1/2。,必备知识梳理,关键能力突破,(2)豁眼雌禽产蛋能力强,基因型为ZaW,正常眼雄禽的基因型为ZAZA和ZAZa,豁眼雄禽的基因型是ZaZa。使子代中雌禽均为豁眼,雄禽均为正常眼的杂交组合为:ZaZaZAWZAZa+ZaW,预期结果见答案。 (3)由题意可知,位于常染色体上的m基因纯合时,影响雌禽Z染色体上a基因的表达,而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。若两只表现型均为正常眼的亲本交配,子代既有正常眼雄禽,又有豁眼雄禽,所以正常眼雌禽亲本的基因型是mmZaW,正常眼雄禽的基因型为MMZAZa、MmZAZa、mmZAZa、mmZaZa,子代中豁眼雄禽的基因型是MmZaZa和mmZaZa。,必备知识梳理,关键能力突破,人染色体的传递规律总结 (1)男性X、Y染色体的遗传规律:男性个体的X、Y染色体中,X染色体只能来自母亲,Y染色体则来自父亲;向下一代传递时,X染色体只能传给女儿,Y染色体只能传给儿子。 (2)女性X、X的遗传规律:女性个体的X、X染色体中,一条X染色体来自母亲,则另一条X染色体来自父亲;向下一代传递时,任何一条既可传给女儿,又可传给儿子。 (3)姐妹染色体组成分析:若一对夫妇生了两个女儿,则两个女儿中来自父亲的一条X染色体应是相同的,但来自母亲的一条X染色体不一定相同。,必备知识梳理,关键能力突破,考向3性染色体异常现象的分析 4.(2018陕西西安长安一中月考)果蝇是XY型性别决定的生物,正常雄性和雌性果蝇的体细胞中分别含有XY、XX性染色体。但果蝇种群中偶尔也会出现性染色体异常的种类,如表所示是性染色体异常果蝇的性别、育性情况。下列相关说法不正确的是(),A.表中结果显示果蝇性染色体的组成类型会影响果蝇的性别 B.XrXrY与XRY的个体杂交后代中最多出现3种可育基因型的个体 C.性染色体异常果蝇出现的原因是染色体数目的变异 D.果蝇种群中可育的雄果蝇的性染色体组成有两种类型,答案,解析,必备知识梳理,关键能力突破,染色体变异后,仍然符合基因的分离定律和自由组合定律,可用遗传图解解决。 (1)部分基因缺失:可用O代替缺失的基因,然后分析遗传图解,如XAXaXAY,若a基因缺失,则变成XAXOXAYXAXA、XAY、XOXA、XOY。 (2)染色体缺失:可用O代替缺失的染色体,然后分析遗传图解,如XAXaXAY,若Xa缺失,则变成XAOXAYXAXA、XAY、OXA、OY。,1,2,3,4,1.纯种果蝇中,有两种杂交组合:白眼红眼(正交),F1全为红眼;红眼白眼(反交),F1雌性全为红眼,雄性全为白眼。下列叙述错误的是() A.据上述实验可判断白眼为隐性性状 B.反交F1雌性个体的细胞内可能含有1、2或4条X染色体 C.正交和反交的子代中,雌性个体的基因型相同 D.正交子代中显性基因的基因频率为1/2,5,答案,解析,1,2,3,4,2.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述中,正确的是(),A.果蝇的眼色遗传遵循基因的自由组合定律 B.摩尔根的实验运用了类比推理的研究方法 C.摩尔根所作的唯一假设是控制白眼的基因只位于X染色体上,Y染色体上不含有它的等位基因 D.摩尔根发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法,并得出基因在染色体上呈线性排列的结论,5,答案,解析,1,2,3,4,3.某XY型的雌雄异株植物,其叶型有阔叶和窄叶两种类型,由一对等位基因控制。用纯种品系进行的杂交实验如下:,根据以上实验,下列分析错误的是() A.仅根据实验2无法判断两种叶型的显隐性关系 B.实验2结果说明控制叶型的基因在X染色体上 C.实验1、2子代中的雌性植株基因型相同 D.实验1子代雌雄植株杂交的后代不出现雌性窄叶植株,5,答案,解析,1,2,3,4,4.遗传性Menkes综合征是一种先天性铜代谢异常疾病,患者一般3岁前死亡,该病是由于编码跨膜铜离子转运蛋白的基因突变引起的,该基因编码的蛋白质主要分布在胃肠道上皮细胞,负责将铜从小肠运进血液。下列叙述不正确的是() A.该病最可能属于伴X染色体隐性遗传病 B.该家庭中表现正常的女性一定为杂合子 C.该病采用注射含铜药物的方法可在一定程度上缓解症状 D.高危家庭中建议对男性胎儿进行基因诊断以确定是否患病,5,答案,解析,1,2,3,4,5,5.果蝇的翅形有3种类型:长翅、小翅和残翅,其中长翅、小翅属于完整型翅(简称全翅)。控制全翅和残翅的基因位于常染色体上,且全翅对残翅为显性(用A、a表示);控制长翅、小翅的基因位于X染色体上,但显隐性未知(用B、b表示);若果蝇含aa,只能表现为残翅。现用纯种小翅雌果蝇与纯种残翅雄果蝇杂交,F1中雌蝇全为长翅,雄蝇全为小翅。回答下列问题。 (1)长翅、小翅中显性性状是,亲代雌雄果蝇的基因型分别为。 (2)让F1中的雌雄果蝇杂交,理论上,F2中长翅、小翅、残翅三种果蝇的数量比为。 (3)现有1只长翅雄果蝇,请从F2中选出一只果蝇与其进行杂交实验,以确定其是否为纯合子。请简要写出实验思路、预期实验结果及结论。,1,2,3,4,5,答案 (1)长翅AAXbXb、aaXBY (2)332 (3)将该长翅雄果蝇与F2的残翅雌果蝇进行杂交(记录分析子代的表现型)。如果后代没有出现残翅果蝇,则该雄果蝇为纯合子;如果后代出现残翅果蝇,则该雄果蝇为杂合子,1,2,3,4,5,解析 (1)根据杂交实验可知,由于后代中雌性表现为长翅,这是由于从父本遗传了一个显性基因,即长翅是显性性状,亲代雌雄果蝇的基因型分别为AAXbXb、aaXBY。(2)让F1中的雌雄果蝇杂交(AaXBXbAaXbY),F2中3/4(1/4A_XBXb、1/4A_XbXb、1/4A_XBY、1/4A_XbY)、1/4(aa_),即后代中长翅果蝇的比值为3/41/2=3/8,小翅果蝇的比值为3/41/2=3/8,残翅果蝇的比值为1/4,即长翅、小翅、残翅三种果蝇的数量比为332。(3)现有1只长翅雄果蝇,基因型可能为AAXBY或AaXBY,将该长翅雄果蝇与F2的残翅雌果蝇(aaXBXb或aaXbXb)进行杂交。如果后代没有出现残翅果蝇,则该雄果蝇为纯合子;如果后代出现残翅果蝇,则该雄果蝇为杂合子。,
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