内容正文:
第2章 基因和染色体的关系
目 录
第一节 减数分裂和受精作用
考点1 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较
考点2 同源染色体和染色单体
考点3 减数分裂过程中染色体数目和核DNA数目变化(以体细胞染色体数为
2N的生物为例)
考点4 有丝分裂和减数分裂比较
考点5 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
考点6 精子、卵细胞的形成过程比较
考点7 减数分裂产生配子的种类
考点8 二倍体生物细胞分裂图像的判断
考点9 精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞以及次级精(卵)母细胞
考点10 受精作用:受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程
考点11 遗传的稳定性和多样性
第二节 基因在染色体上
考点1 基因与染色体的关系
考点2 类比推理和假说演绎的科学方法
考点3 基因在染色体上的实验证据
考点4 生物的性别决定
第三节 伴性遗传
考点1 X、Y染色体的形态特点及基因分布
考点2 伴性遗传病的类型和特点
考点3 人类的红绿色盲遗传
考点4 位于X、Y染色体同源区段基因的遗传
考点5 免伴性遗传与分离定律的关系
考点6 伴性遗传与自由组合定律的关系
考点7 判断基因在染色体上的位置
考点8 遗传图谱中遗传病类型的判断
第一节 减数分裂和受精作用
考点1 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较
2.减减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较
间期
前期
中期
后期
末期
减数分裂Ⅰ
时间长,有染色体复制
有联会、四分体、四分体时期非姐妹染色体单体交叉等现象
同源染色体排列于赤道板两侧
同源染色体分离,分别移向细胞两极
初级精母细胞分裂形成次级精母细胞,子细胞染色体数目减半
减II
时间短暂,无染色体复制
不存在同源染色体
染色体排列于赤道板位置
着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,分别移向细胞两极
次级精母细胞形成精细胞,子细胞染色体数目不减半
特别提醒:①减数分裂Ⅰ同源染色体成对存在,着丝粒不分裂,染色体数目减半。
②减数分裂Ⅱ无同源染色体,着丝粒分裂,染色体数目不变。
【例1】某种植物进行减数分裂的过程中,下列叙述正确的是( )
A.减I前期,细胞的同源染色体发生两两配对
B.减I后期,移向细胞两极的染色体完全相同
C.减II间期,染色体复制染色体数目暂时加倍
D.减II后期,同源染色体分离染色体数目减半
考点2 同源染色体和染色单体
同源染色体指减数分裂过程中两两配对的染色体。具有三个方面的特点:
①形态大小一般相同,即着丝点所处的位置和染色体臂的长短一般相同,用“一般”来描述,表明存在特例,如X染色体和Y染色体,虽然构成一对同源染色体,但形态大小不同,并且就其遗传组成而言有着同源区段和非同源区段的差别;
②对于有性生殖产生的个体,细胞中的同源染色体一个来自父方、一个来自母方;
③在减数第一次分裂前期,能两两配对(联会)并形成四分体。四分体指减数分裂中联会的一对同源染色体的四条染色单体,有丝分裂过程中无四分体出现。
姐妹染色单体则指一条染色体上的两条染色单体,即由一个着丝粒连接的两条染色单体,两条姐妹染色单体在形态大小上完全相同。由不同着丝粒连接的染色单体是非同源染色体。
特别提醒:一个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条姐妹染色单体;四分体数=同源染色体对数。
【例2】如图是染色体在细胞分裂中的几种形态。以下有关这些染色体在减数分裂中的变化的描述不准确的是
A.图①染色体经间期复制,成为图②含2个DNA分子的染色体
B.图③所示的是一个四分体,非姐妹染色单体间可发生交叉互换
C.—个细胞中的图③和图④染色体,在减数分裂中不可以自由组合
D.图⑤为动物的初级精母细胞,非同源染色体之间可自由组合
考点3 减数分裂过程中染色体数目和核DNA数目变化(以体细胞染色体数为2N的生物为例)
由于减数第一次分裂过程中有染色体复制、着丝粒不分离、同源染色体彼此分离,导致减数第一次分裂中染色体数目减半、核DNA数目先加倍后减半;由于减数第二次分裂过程中不发生染色体复制、有着丝粒分裂,导致染色体数目先暂时加倍后减半,核DNA减半。曲线如下图所示:
特别提醒:
①细胞内染色体数和DNA分子数的减半点为均为减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ末期结束时。
②实际上减数分裂的起点是初级精(卵)母细胞,终点是精(卵)细胞。
③DNA分子数关系是:有染色单体存在时,染色体数:DNA分子数:染色单体数=1:2:2;无染色单体存在时,染色体数:DNA分子数:染色单体数=1:1:0。
【例3】如图是某二倍体动物的细胞分裂时期与同源染色体对数的关系曲线图,以下对图示的理解错误的是( )
A.A~E段细胞完成有丝分裂过程
B.F~H段内发生同源染色体的分离
C.B点和H点都发生染色体的着丝粒分裂
D.H~I段细胞中有可能含有大小、形态相同的染色体
考点4 有丝分裂和减数分裂比较
有丝分裂与减数分裂都属于真核生物的细胞增殖方式,两者有相似之处,也有差异。
有丝分裂
减数分裂
发生时期
有性生殖和无性生殖
有性生殖产生成熟生殖细胞过程中
是否出现纺锤体
出现
出现
有无细胞周期
有
无
染色体复制次数
一次
一次
细胞分裂次数
一次
连续两次
子细胞个数目
2个
4个
子细胞染色体数目
与亲细胞染色体数目相同
是亲细胞染色体数目的一半
有无同源染色体
分裂各时期都存在同源染色体
减数分裂Ⅰ有,减数分裂Ⅱ没有
有无联会和交叉等现象
无
减数分裂Ⅰ有,减数分裂Ⅱ没有
子细胞与亲细胞,子细胞间核遗传物质是否相同
相同,相同
不相同,不相同
特别提醒:减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂,其特殊之处体现在以下几个方面:
①发生时间--生物进行有性生殖时会出现减数分裂,如处于性成熟期的动物、青春期的人及处于花蕾期的高等植物。
②发生场所—减数分裂发生在被子植物尚未成熟的胚囊和雄蕊的花药以及人和动物的精巢和卵巢中。
③分裂结果—生物进行减数分裂会产生有性生殖细胞,如高等植物的大、小孢子以及动物的精、卵细胞。
【例4】下列有关细胞分裂的叙述,正确的是( )
A.减数分裂是一种特殊的有丝分裂,不同生物减数分裂的细胞周期也是不同的
B.动物的红细胞都没有细胞核,所以无分裂能力
C.无丝分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化
D.动物细胞在有丝分裂过程中凹陷缢裂,所以不出现纺锤体
考点5 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞,再通过变形形成精子。在此过程中,细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化,因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2.实验材料的选择
宜选用雄性个体的生殖器官。
3.实验步骤
4.实验现象
在减数分裂Ⅰ中期,可以看到同源染色体有序地排列在赤道板两侧(不是着丝粒在赤道板上,这是与有丝分裂相区别的地方);在减数分裂Ⅱ过程中,着丝粒将会排列在赤道板上,次级精母细胞(减数分裂Ⅱ后期除外)中的染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半,且次级精母细胞中没有同源染色体。
5.注意事项
(1)判断各时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。
(2)可通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点,来推测一个精母细胞在不同分裂时期染色体的连续变化。
(3)画图时较暗的地方不能用铅笔涂黑,而要用细点来表示。
【例5】下图是某种生物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中,细胞中的同源染色体之间可能会发生交叉互换
B. 图乙中,移向细胞两极的染色体种类相同
C. 图丙中,染色体的复制正在进行,着丝粒尚未分裂
D. 图丁中,细胞中的同源染色体分离,染色体数目减半
考点6 精子、卵细胞的形成过程比较
特别提醒:精子和卵细胞形成的不同点
不同点
精子形成
卵细胞形成
场所
睾丸
卵巢
过程
均等分裂,有变形期
不均等分裂无变形期
结果
一个精原细胞分裂形成四个(两种)精子。
一个卵原细胞分裂形成一个卵细胞和三个(两种)极体(退化消失)。
【例6】卵细胞形成特点不同于精子形成特点的是( )
①卵细胞的形成过程中存在细胞质不均等分裂
②卵细胞形成过程中有联会现象
③一个初级卵母细胞只形成一个卵细胞
④卵细胞形成过程中不出现四分体
A.①② B.①④ C.①③ D.③④
考点7 减数分裂产生配子的种类
分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
①若是一个个体,则可产生2n种配子,n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。
②若是一个性原细胞,则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞,而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。
规律总结:例如YyRr基因型的个体产生配子情况如下:
项目
可能产生配
子的种类
实际能产生
配子的种类
一个精原细胞
4种
2种(YR、yr或Yr、yR)
一个雄性个体
4种
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个卵原细胞
4种
1种(YR或yr或Yr或yR)
一个雌性个体
4种
4种(YR、yr、Yr、yR)
【例7】基因型为AaBb(两对等位基因位于两对同源染色体上)的一个精原细胞经减数分裂形成的精细胞种类有( )
A.1种 B.2种 C.4种 D.8种
考点8 二倍体生物细胞分裂图像的判断
一般来讲,鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂时期,最关键的是看染色体的行为。
(1)前期图的判断:
①判断步骤:看是否出现联会和四分体。有联会和四分体出现的是减数第一次分裂前期;若无联会和四分体出现,进一步看是否存在同源染色体,有同源染色体存在的是有丝分裂前期,无同源染色体存在的是减数第二次分裂前期。
②结果:A为有丝分裂前期,B为减数第一次分裂前期,C为减数第二次分裂前期。
(2)中期图的判断:
①判断步骤:看着丝粒在赤道板的排列位置。有同源染色体着丝粒排列在赤道板两侧的是减数第一次分裂中期;若着丝粒排列在赤道板上,进一步看是否存在同源染色体,有同源染色体存在的是有丝分裂中期,无同源染色体存在的是减数第二次分裂中期。
②结果:A为有丝分裂中期,B为减数第二次分裂中期,C为减数第一次分裂中期。
(3)后期图的判断:
①判断步骤:看染色体是否存在染色单体。染色体存在染色单体,同源染色体彼此分离的是减数第一次分裂后期;若染色体不存在染色单体,进一步看是否存在同源染色体,有同源染色体存在的是有丝分裂后期,无同源染色体存在的是减数第二次分裂后期。
②结果:A为有丝分裂后期,B为减数第二次分裂后期,C为减数第一次分裂后期。
(4)根据细胞质分配方式判断精卵细胞分裂
特别提醒:
①无同源染色体但属于有丝分裂的特例:二倍体的单倍体的有丝分裂。
②有同源染色体但属于减数第二次分裂的特例:可能是四倍体的减数第二次分裂。
【例8】假定某动物体细胞染色体数目2N=4,图中对②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述,正确的是( )
A.图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥
B.②③④为减数分裂,分别为减数第一次分裂的前、中、后期
C.④⑥分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期
D.②为减数第一次分裂四分体时期,④⑤染色体数目暂时加倍
考点9 精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞以及次级精(卵)母细胞
精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞以及次级精(卵)母细胞都是与减数分裂过程相关联的重要概念,可将它们的关系用图解表示如下:
特别提醒:①精(卵)原细胞:有同源染色体,但没有联会现象,没有姐妹染色单体。
②初级精(卵)母细胞:有同源染色体,有姐妹染色单体。
③次级精(卵)母细胞和第一极体:没有同源染色体,减Ⅱ后期前有姐妹染色单体,减Ⅱ后期和减Ⅱ后期后无姐妹染色单体。
④配子(精子和卵细胞)和第二极体:没有同源染色,没有姐妹染色单体 ,没有姐妹染色单体。
【例9】下图为某二倍体生物细胞分裂图,有关说法正确的是( )
A.该细胞处于有丝分裂后期
B.该细胞正在发生等位基因的分离
C.该生物的体细胞中含有8条染色体
D.该细胞产生的子细胞名称为卵细胞和极体
考点10 受精作用:受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程
①受精作用过程中:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面;卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应,阻止其他精子再进入;受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合,使彼此的染色体会合在一起。
②受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方),受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目,保证了物种染色体数目的稳定。
③在有性生殖过程中,减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
特别提醒:减数分裂和受精作用保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性,对于生物的遗传和变异都具有重要意义。
【例10】下列有关受精卵和受精作用的叙述,错误的是( )
A.受精卵形成后会进行有丝分裂
B.受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的
C.精子和卵细胞的结合依赖于细胞膜的流动性
D.受精卵的DNA一半来自精子,一半来自卵细胞
考点11 遗传的稳定性和多样性
每一种生物在繁衍过程中,既保持遗传的稳定性,又表现出遗传的多样性。
(1)遗传的稳定性:
①从配子形成的角度看:减数分裂形成的配子中的染色体数目减半,而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合。
②从受精作用的角度看:卵细胞和精子的结合,使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,生物体的性状主要是由染色体上的遗传物质控制的,因此,染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性。
(2)遗传的多样性:
①从配子形成的角度看:在减数分裂过程中,联会时同源染色体非姐妹染色单体间的互换,减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合,都导致了配子中染色体组合的多样性。
②从受精作用的角度看:卵细胞和精子的随机结合,进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性,因而增加了遗传的多样性。
【例11】人类的生育过程中,常常出现多胞胎现象,若要形成异卵四胞胎,在双亲体内至少有多少个卵原细胞和精原细胞同时参与减数分裂( )
A.4个,1个 B.4个,2个
C.4个,4个 D.1个,4个
第二节 基因在染色体上
考点1 基因与染色体的关系
1.萨顿通过通过对减数分裂形成配子时染色体分配行为的分析,并与孟德尔杂交实验银川因的分配行为的类比,作出基因在染色体上的推论。
2.摩尔根通过红眼果蝇和白眼果蝇的杂交实验,证明了基因在染色体上。并通过特定的方法会出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图,同时说明了基因在染色体上呈线性排列。
【例1】萨顿依据“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”,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,下列不属于他所依据的“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是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的
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
考点2 类比推理和假说演绎的科学方法
项目
假说—演绎法
类比推理
原理
在提出问题、作出假设的基础上演绎推理并设计实验得出结论
将未知的和已知的做比较,根据惊人的一致性推理并得到结论
结论
具有逻辑必然性,是科学结论,一定正确
不具有逻辑必然性,仅是假说,不一定正确
实例
孟德尔发现两大定律;摩尔根通过果蝇杂交实验证明“基因在染色体上”
萨顿假说:根据基因和染色体存在着明显的平行关系推出基因在染色体上
【例2】科学的研究方法是取得成功的关键,假说—演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法,人类在探索基因神秘踪迹的历程中,进行了如下研究:
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验:提出了生物的性状由遗传因子控制
②1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程,提出假说基因在染色体上
③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验:找到基因在染色体上的实验证据
他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为( )
A.①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理
B.①假说—演绎法 ②类比推理 ③类比推理
C.①假说—演绎法 ②类比推理 ③假说—演绎法
D.①类比推理 ②假说—演绎法 ③类比推理
考点3 基因在染色体上的实验证据
1.摩尔根偶尔从一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。摩尔根将该果蝇和红眼雌果蝇交配,F1全为红眼。从这一实验他们推断,白眼基因是隐性的,亲代白眼雄果蝇是隐性纯合子,红眼雌果蝇是显性纯合子。F1代的红眼果蝇相互交配产生F2代,F2代中红眼和白眼的比例是3:1,符合孟德尔的基因分离定律。所不同的是白眼性状的表现总是与性别相联系。于是,摩尔根等推论,眼色基因是位于X染色体的,红眼是W,白眼是w。(其实摩尔根当时还不知道果蝇有Y染色体,Y染色体上没有眼色的等位基因。因而Y染色体的有无不影响摩尔根的推论。)雄果蝇只有一条X染色体,因而只要这一条染色体上有w,白眼就能表现出来,所以白眼雄果蝇(XwY)与红眼雌果蝇(XWXW)交配,F1代都含有W,因而都是红眼,但雄果蝇是纯合子(XWY),雌果蝇是杂合子红眼(XWXw),所以F1代杂交,F2代只有雄果蝇才能表现白眼。
遗传图解如下:
2.为了进一步验证这些解释,摩尔根等人又通过了测交等方法。具体做法是把白眼雄果蝇(XwY)和父亲是白眼的红眼雌果蝇(XWXw)杂交,就有可能获得白眼雄果蝇。实验的结果证实了他的推测:雌果蝇中有一半是白眼的,可见白眼基因w是位于X染色体上的。遗传图解如下:
【例3-1】摩尔根通过果蝇眼色的杂交实验,证明了萨顿的假说。如图为果蝇眼色杂交图解,下列相关叙述错误的是( )
A.萨顿通过观察蝗虫细胞的染色体变化规律,推论出基因在染色体上的假说
B.根据图中信息可推断,控制果蝇的红眼和白眼的一对等位基因遵循分离定律
C.若让红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交,则可通过子代的眼色来辨别性别
D.果蝇白眼性状的遗传具有隔代遗传和白眼雄果蝇少于白眼雌果蝇的特点
【例3-2】果蝇中,正常翅(A)对短翅(a)为显性,此对等位基因位于常染色体上;红眼(B)对白眼(b)为显性,此对等位基因位于X染色体上。现有一只纯合红眼短翅的雌果蝇和一只纯合白眼正常翅雄果蝇杂交,你认为杂交结果正确的是( )
A.F1代中雌雄不都是红眼正常翅
B.F2代雄果蝇的红眼基因来自F1代的父方
C.F2代雄果蝇中纯合子与杂合子的比例相等
D.F2代雌果蝇中正常翅个体与短翅个体的数目相等
考点4 生物的性别决定
生物的性别决定
类型
XY型
ZW型
性别
♀
♂
♀
♂
染色体组型
XX(同型)
XY(异型)
ZW(异型)
ZZ(同型)
举例
人、哺乳类、果蝇、菠菜等
蛾蝶类、鸟类等
特别提醒:①并不是所有的生物都有性别之分,如大部分的雌雄同株植物,没有性染色体,没有性别之分。②性染色体决定型是性别决定的主要方式,此外还有其它方式,如蜜蜂是由染色体数目决定性别的。
规律总结:
①性染色体决定性别
类型
项目
XY型性别决定
ZW型性别决定
雄性个体
两条异型性染色体X、Y
两条同型性
染色体Z、Z
雄配子
两种,分别含X或Y,比例为1∶1
一种,含Z
雌性个体
两条同型性染色体X、X
两条异型性
染色体Z、W
后代性别
决定于父方
决定于母方
典型分布
哺乳动物、双翅目和直翅目昆虫、某些鱼类和两栖类、菠菜、大麻等
鸟类、鳞翅目昆虫、爬行类、鱼类、两栖类
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,如龟、鳄等生物的性别。
【例4】鸡的性别决定方式是ZW型(♀ZW,♂ZZ)。曾有人发现少数雌火鸡ZW的卵细胞未与精子结合,也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测,该现象产生的原因可能是:卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合,形成二倍体(WW后代的胚胎不能存活)。若该推测成立,理论上这种方式产生后代的雌雄比例是( )
A.雌:雄=1:1 B.雌:雄=1:2 C.雌:雄=3:1 D.雌:雄=4:1
第三节 伴性遗传
考点1 X、Y染色体的形态特点及基因分布
高等生物如人类的Y染色体比X染色体小得多,大部分不是同源区段。下图为X、Y染色体的结构模式图:
据模式图可知:
①在X、Y染色体上的同源区段中,X和Y染色体都有等位基因,在遗传上与基因的分离定律一样,X与Y的分离的同时,等位基因也分离;
②在非同源区段中,基因可能只存在于X染色体上的非同源区段或Y染色体上的非同源区段,如只在Y上,则遗传为伴Y遗传(限雄遗传),如只在X染色体上,则伴X遗传。不同区段上分布的基因遗传都与性别相联系,都是伴性遗传。
特别提醒:①在基因型的书写中,常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上,性染色体上的基因则需将性染色体及其上基因一同写出,如XBY和XAYa。一般常染色体上的基因写在前,性染色体体及其上基因写在后,如DdXBXb。②在表现型的书写中,对于常染色的遗传不需要带入性别;对于伴性遗传既要描述性状的显隐性,又要将性别一同带入。
【例1】人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ),如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病,男性患病率高于女性
B.Ⅱ片段上基因控制的遗传病,男性患病率可能不等于女性
C.Ⅲ片段上基因控制的遗传病,患病者全为男性
D.由于X、Y染色体互为非同源染色体,故人类基因组计划要分别测定
考点2 伴性遗传病的类型和特点
类型
传递规律
遗传特点
举例
伴X隐性遗传
①女性患者的父亲和儿子一定是患者;②正常男性的母亲和女儿一定正常
①男性患者多于女性患者;②交叉遗传;③隔代遗传
人类的红绿色盲、血友病和果蝇的白眼
伴X显性遗传
①男性患者的母亲和女儿一定是患者;②正常女性的父亲和儿子一定正常
①女性患者多于男性患者;②具有世代连续性
抗维生素D佝偻病。
伴Y遗传
患者的父亲和儿子一定患病
致病基因表现为父传子、子传孙
外耳道多毛症
特别提醒:性染色体上基因的传递具有性别差异,父亲的X染色体及其上的基因只能传给他的女儿,母亲的两个X染色体及其上的基因,随机地把一个传给她的儿子或女儿。
【例2】下列关于人类红绿色盲遗传的分析,正确的是( )
A.在随机被调查人群中男性和女性发病率相差不大
B.患病家系的系谱图中一定能观察到隔代遗传现象
C.该病不符合孟德尔遗传规律且发病率存在种族差异
D.患病家系中女性患者的父亲和儿子一定是患者
考点3 人类的红绿色盲遗传
1.红绿色盲基因位于X染色体上,Y染色体上没有等位基因,即位于X的非同源区段。
2.正常色觉和红绿色盲患者的基因型与表型
3.红绿色盲的主要遗传方式
①方式一
由图解分析可知:男性的色盲基因只能传给女儿,不能传给儿子。
②方式二
由图解分析可知:男孩的色盲基因只能来自于母亲。
③方式三
由图解分析可知:女儿色盲,父亲一定色盲。
④方式四
由图解分析可知:父亲正常,女儿一定正常;母亲色盲,儿子一定色盲。
【例3】一对夫妇所生女儿全正常,所生儿子全为色盲,则这对夫妇的基因型为( )
A.XBXB与XBY B.XbXb和XBY
C.XBXb和XbY D.XBXB和XbY
考点4 位于X、Y染色体同源区段基因的遗传
1.XY型性别决定的生物雄性体内的一对异型性染色体——X、Y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:
如控制人类红绿色盲和抗维生素D佝偻病的基因位于B区段,控制人类外耳道多毛症的基因位于D区段。
2.一对等位基因(A、a)在X、Y染色体的同源区段,那么相关的基因型有七种:XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。这对基因的遗传与性别有关联。
【例4】人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区段(Ⅱ)和非同源区段(Ⅰ、Ⅲ)(如图所示)。由此可以推测( )
A.Ⅱ区段上有控制男性性别决定的基因
B.Ⅱ区段上某基因控制的遗传病,患病率与性别有关
C.Ⅲ区段上某基因控制的遗传病,患者全为女性
D.Ⅰ区段上某隐性基因控制的遗传病,女性患病率高于男性
考点5 伴性遗传与分离定律的关系
伴性遗传是由性染色体上基因所控制的遗传,若就一对相对性状而言,则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传,因此伴性遗传遵循分离定律。但由于性染色体X、Y在形态上存在着差异,其上的基因也存在着差异,故伴性遗传有其特殊性,即其性状的遗传表现出与性别相联系,所以在判断基因型、表现型和计算概率时,也要和性别联系起来。
【例5】人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因(R)位于X染色体上。已知没有X染色体的胚胎是致死的。如果褐色的雌兔(染色体组成为XO)与正常灰色(r)雄兔交配,预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为( )
A.3/4、1∶1 B.2/3、2∶1
C.1/2、1∶2 D.1/3、1∶1
考点6 伴性遗传与自由组合定律的关系
在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对相对性状的遗传时,由性染色体上基因控制的性状遗传按伴性遗传处理,由常染色体上基因控制的性状遗传按基因分离定律处理,整体上则按基因的自由组合定律处理。
【例6】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代的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr
B.亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
C.F1代出现长翅雄果蝇的概率为3/16
D.白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞
考点7 判断基因在染色体上的位置
1.判断基因是位于常染色体还是位于X染色体非同源区段
控制某对相对性状的基因用Aa表示,选择的杂交组合为:隐性雌性×显性雄性,基因的遗传情况分析如下:①基因位于常染色体上:aa(雌)×AA(雄)→Aa(雌、雄)或者aa(雌)×Aa(雄)→Aa(雌、雄)、aa(雌、雄)。
②基因位于X染色体非同源区段上:XaXa×XAY→XAXa、XaY。
判断方法为:若子代中雄性全为隐性,雌性全为显性,则基因位于X染色体上;若子代中雌雄个体既有显性又有隐性,则基因位于常染色体上;若子代中雌雄个体均表现显性,则基因位于常染色体上。
2.判断基因是位于X染色体非同源区段还是位于XY染色体同源区段
控制某对相对性状的基因用Aa表示,选择的杂交组合为:隐性雌性×显性纯合雄性,基因的遗传情况分析如下:
①基因位于X染色体非同源区段上:XaXa×XAY→XAXa、XaY。
②基因位于XY染色体同源区段:XaXa×XAYA→XAXa×XaYA。
判断方法为:若子代中的个体全表现为显性性状,则基因位于X、Y的同源区段。若子代中雌性全表现为显性性状,雄性全表现为隐性性状,则基因仅位于X染色体上。
【例7】人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区段(Ⅱ)和非同源区段(I、III),如图所示。下列有关叙述中错误的是
A.若某病是由位于非同源区段III上的致病基因控制的,则患者均为男性
B.若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的显性基因控制的,则男性患者的儿子一定患病
C.若X、Y染色体上存在一对等位基因,则该对等位基因位于同源区段Ⅱ上
D.若某病是由位于非同源区段I上的隐性基因控制的,则患病女性的儿子一定是患者
考点8 遗传图谱中遗传病类型的判断
第一步:确认或排除伴Y遗传
①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,则最可能为伴Y遗传。
②若系谱图中,患者有男有女,则不是伴Y遗传。
第二步:判断显隐性
①“无中生有”是隐性遗传病,即双亲都正常,其子代有患者则一定是隐性遗传病。
②“有中生无”是显性遗传病,即双亲都表现患病,其子代有表现正常者,则一定是显性遗传病。
第三步:确认或排除伴X染色体遗传
在已确定是隐性遗传的系谱图中
①女性患者,其父或其子有正常的,一定是常染色体遗传。
②女性患者,其父和其子都患病,最可能是伴X染色体遗传。
在已确定是显性遗传的系谱中
①男性患者,其母或其女有正常的,一定是常染色体遗传。
②男性患者,其母和其女都患病,最可能是伴X染色体遗传。
第四步:若系谱图中无上述特征,只能从可能性大小推测
若该病在代与代之间呈连续遗传,则最可能为显性遗传病;再根据患者性别比例进一步确定,相关规律总结如下:
【例8】如下图所示的四个遗传系谱图,则下列有关的叙述中正确的是( )
A.肯定不是红绿色盲遗传的家系是甲、丙、丁
B.家系乙中患病男孩的父亲一定是该病基因携带者
C.四图都可能是白化病遗传的家系图
D.家系丁中这对夫妇若再生个正常女儿的几率是1/4
[方法规律]
辨析男孩患病与患病男孩的概率计算
(1)常染色体遗传时
若控制遗传病的基因位于常染色体上,该对常染色体与性染色体自由组合,男女性别及整个人群的发病概率相等。
①男(女)孩患病概率=患病孩子的概率。
②患病男(女)孩的概率=患病孩子的概率×1/2。
(2)X性染色体遗传
若控制遗传病的基因位于X染色体上,该性状与性别连锁在一起。
①计算男(女)孩患病概率时,不需考虑性别出现概率,则直接在该性别中计算即可。男(女)孩患病概率=后代中男(女)孩中患病概率
②计算“患病男(女)孩”的概率时,则需在整个后代中计算,即患病男(女)孩的概率=患病男(女)孩在全部后代中的概率。
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第2章 基因和染色体的关系
目 录
第一节 减数分裂和受精作用
考点1 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较
考点2 同源染色体和染色单体
考点3 减数分裂过程中染色体数目和核DNA数目变化(以体细胞染色体数为
2N的生物为例)
考点4 有丝分裂和减数分裂比较
考点5 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
考点6 精子、卵细胞的形成过程比较
考点7 减数分裂产生配子的种类
考点8 二倍体生物细胞分裂图像的判断
考点9 精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞以及次级精(卵)母细胞
考点10 受精作用:受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程
考点11 遗传的稳定性和多样性
第二节 基因在染色体上
考点1 基因与染色体的关系
考点2 类比推理和假说演绎的科学方法
考点3 基因在染色体上的实验证据
考点4 生物的性别决定
第三节 伴性遗传
考点1 X、Y染色体的形态特点及基因分布
考点2 伴性遗传病的类型和特点
考点3 人类的红绿色盲遗传
考点4 位于X、Y染色体同源区段基因的遗传
考点5 免伴性遗传与分离定律的关系
考点6 伴性遗传与自由组合定律的关系
考点7 判断基因在染色体上的位置
考点8 遗传图谱中遗传病类型的判断
第一节 减数分裂和受精作用
考点1 减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较
2.减减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ比较
间期
前期
中期
后期
末期
减数分裂Ⅰ
时间长,有染色体复制
有联会、四分体、四分体时期非姐妹染色体单体交叉等现象
同源染色体排列于赤道板两侧
同源染色体分离,分别移向细胞两极
初级精母细胞分裂形成次级精母细胞,子细胞染色体数目减半
减II
时间短暂,无染色体复制
不存在同源染色体
染色体排列于赤道板位置
着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,分别移向细胞两极
次级精母细胞形成精细胞,子细胞染色体数目不减半
特别提醒:①减数分裂Ⅰ同源染色体成对存在,着丝粒不分裂,染色体数目减半。
②减数分裂Ⅱ无同源染色体,着丝粒分裂,染色体数目不变。
【例1】某种植物进行减数分裂的过程中,下列叙述正确的是( )
A.减I前期,细胞的同源染色体发生两两配对
B.减I后期,移向细胞两极的染色体完全相同
C.减II间期,染色体复制染色体数目暂时加倍
D.减II后期,同源染色体分离染色体数目减半
【答案】A
【解析】减数分裂Ⅰ的前期,同源染色体两两配对,A正确;减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体彼此分离,非同源染色体自由组合,移向细胞两极的染色体不完全相同,B不正确;减数分裂Ⅱ的间期时间短暂,无染色体复制,C不正确;减数分裂Ⅱ的后期无同源染色体存在,着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,分别移向细胞两极,子细胞染色体数目不减半,D不正确。
考点2 同源染色体和染色单体
同源染色体指减数分裂过程中两两配对的染色体。具有三个方面的特点:
①形态大小一般相同,即着丝点所处的位置和染色体臂的长短一般相同,用“一般”来描述,表明存在特例,如X染色体和Y染色体,虽然构成一对同源染色体,但形态大小不同,并且就其遗传组成而言有着同源区段和非同源区段的差别;
②对于有性生殖产生的个体,细胞中的同源染色体一个来自父方、一个来自母方;
③在减数第一次分裂前期,能两两配对(联会)并形成四分体。四分体指减数分裂中联会的一对同源染色体的四条染色单体,有丝分裂过程中无四分体出现。
姐妹染色单体则指一条染色体上的两条染色单体,即由一个着丝粒连接的两条染色单体,两条姐妹染色单体在形态大小上完全相同。由不同着丝粒连接的染色单体是非同源染色体。
特别提醒:一个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条姐妹染色单体;四分体数=同源染色体对数。
【例2】如图是染色体在细胞分裂中的几种形态。以下有关这些染色体在减数分裂中的变化的描述不准确的是( )
A.图①染色体经间期复制,成为图②含2个DNA分子的染色体
B.图③所示的是一个四分体,非姐妹染色单体间可发生交叉互换
C.—个细胞中的图③和图④染色体,在减数分裂中不可以自由组合
D.图⑤为动物的初级精母细胞,非同源染色体之间可自由组合
【答案】C
【解析】分析题图:图①:一个含一个DNA分子的染色体;图②:一个经DNA复制后含两个DNA分子的染色体;图③:一对DNA复制后的同源染色体,可以看作一个四分体。构成四分体的同源染色体联会,同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换;图④与图③可以看作两对非同源染色体,在减数第一次分裂后期,会发生同源染色体分离,非同源染色体自由组合。图⑤中有中心体,细胞缢裂,为动物细胞。同时,其中同源染色体分别移向了细胞两极。图①染色体经间期复制,相关蛋白质合成,成为图②含2个DNA分子的染色体,A正确。图③所示的是一个四分体,两条同源染色体的非姐妹染色单体间可发生交叉互换,B正确。一个细胞中的图③和图④染色体,表示两对非同源染色体,在减数第一次分裂后期可自由组合,C不正确。图⑤为动物的初级精母细胞,非同源染色体之间可自由组合,D正确。
考点3 减数分裂过程中染色体数目和核DNA数目变化(以体细胞染色体数为2N的生物为例)
由于减数第一次分裂过程中有染色体复制、着丝粒不分离、同源染色体彼此分离,导致减数第一次分裂中染色体数目减半、核DNA数目先加倍后减半;由于减数第二次分裂过程中不发生染色体复制、有着丝粒分裂,导致染色体数目先暂时加倍后减半,核DNA减半。曲线如下图所示:
特别提醒:
①细胞内染色体数和DNA分子数的减半点为均为减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ末期结束时。
②实际上减数分裂的起点是初级精(卵)母细胞,终点是精(卵)细胞。
③DNA分子数关系是:有染色单体存在时,染色体数:DNA分子数:染色单体数=1:2:2;无染色单体存在时,染色体数:DNA分子数:染色单体数=1:1:0。
【例3】如图是某二倍体动物的细胞分裂时期与同源染色体对数的关系曲线图,以下对图示的理解错误的是( )
A.A~E段细胞完成有丝分裂过程
B.F~H段内发生同源染色体的分离
C.B点和H点都发生染色体的着丝粒分裂
D.H~I段细胞中有可能含有大小、形态相同的染色体
【答案】C
【解析】图中C~D段染色体数目是体细胞的两倍,所以A~E段细胞完成有丝分裂过程,A正确;同源染色体分离发生在减数第一次分裂,属于F~H段,B正确;G~H表示减数第一次分裂同源染色体分离后平均分配到两个子细胞,未发生着丝点断裂,C错误;H~I段表示减数第二次分裂,二倍体动物减数第二次分裂后期、末期细胞中含有大小、形态相同的染色体,D正确。
考点4 有丝分裂和减数分裂比较
有丝分裂与减数分裂都属于真核生物的细胞增殖方式,两者有相似之处,也有差异。
有丝分裂
减数分裂
发生时期
有性生殖和无性生殖
有性生殖产生成熟生殖细胞过程中
是否出现纺锤体
出现
出现
有无细胞周期
有
无
染色体复制次数
一次
一次
细胞分裂次数
一次
连续两次
子细胞个数目
2个
4个
子细胞染色体数目
与亲细胞染色体数目相同
是亲细胞染色体数目的一半
有无同源染色体
分裂各时期都存在同源染色体
减数分裂Ⅰ有,减数分裂Ⅱ没有
有无联会和交叉等现象
无
减数分裂Ⅰ有,减数分裂Ⅱ没有
子细胞与亲细胞,子细胞间核遗传物质是否相同
相同,相同
不相同,不相同
特别提醒:减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂,其特殊之处体现在以下几个方面:
①发生时间--生物进行有性生殖时会出现减数分裂,如处于性成熟期的动物、青春期的人及处于花蕾期的高等植物。
②发生场所—减数分裂发生在被子植物尚未成熟的胚囊和雄蕊的花药以及人和动物的精巢和卵巢中。
③分裂结果—生物进行减数分裂会产生有性生殖细胞,如高等植物的大、小孢子以及动物的精、卵细胞。
【例4】下列有关细胞分裂的叙述,正确的是( )
A.减数分裂是一种特殊的有丝分裂,不同生物减数分裂的细胞周期也是不同的
B.动物的红细胞都没有细胞核,所以无分裂能力
C.无丝分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化
D.动物细胞在有丝分裂过程中凹陷缢裂,所以不出现纺锤体
【答案】C
【解析】减数分裂是一种特殊的有丝分裂,但由于产生的生殖细胞不能继续分裂,所以不具有周期性;无丝分裂过程中,细胞核先延长,核的中部向内凹进,缢裂成两个细胞核,最后整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞,整个过程中不出现纺锤丝和染色体的变化。减数分裂无细胞周期,A不正确;蛙的红细胞有细胞核,可以进行无丝分裂,B不正确;无丝分裂过程中不出现纺锤丝和染色体的变化,C正确;动物细胞有丝分裂时由中心体发出星射线,构成纺锤体,D不正确。
考点5 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片
1.实验原理
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞,再通过变形形成精子。在此过程中,细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化,因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2.实验材料的选择
宜选用雄性个体的生殖器官。
3.实验步骤
4.实验现象
在减数分裂Ⅰ中期,可以看到同源染色体有序地排列在赤道板两侧(不是着丝粒在赤道板上,这是与有丝分裂相区别的地方);在减数分裂Ⅱ过程中,着丝粒将会排列在赤道板上,次级精母细胞(减数分裂Ⅱ后期除外)中的染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半,且次级精母细胞中没有同源染色体。
5.注意事项
(1)判断各时期细胞的依据是减数分裂过程中各个时期染色体变化的特点。
(2)可通过比较同一时刻不同细胞的染色体特点,来推测一个精母细胞在不同分裂时期染色体的连续变化。
(3)画图时较暗的地方不能用铅笔涂黑,而要用细点来表示。
【例5】下图是某种生物细胞减数分裂过程中几个特定时期的显微照片。下列叙述正确的是( )
A. 图甲中,细胞中的同源染色体之间可能会发生交叉互换
B. 图乙中,移向细胞两极的染色体种类相同
C. 图丙中,染色体的复制正在进行,着丝粒尚未分裂
D. 图丁中,细胞中的同源染色体分离,染色体数目减半
【答案】A
【解析】A、图甲发生联会,细胞中的同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换,A正确; B、图乙中,染色体移向细胞两极,且两极均有同源染色体,移向细胞两极的染色体种类不相同,B错误;.C、 图丙中,染色体变为染色质,形成新的核膜,产生两个子细胞,不进行染色体复制,C错误;
D、图丁中,细胞不含同源染色体,D错误。
考点6 精子、卵细胞的形成过程比较
特别提醒:精子和卵细胞形成的不同点
不同点
精子形成
卵细胞形成
场所
睾丸
卵巢
过程
均等分裂,有变形期
不均等分裂无变形期
结果
一个精原细胞分裂形成四个(两种)精子。
一个卵原细胞分裂形成一个卵细胞和三个(两种)极体(退化消失)。
【例6】卵细胞形成特点不同于精子形成特点的是( )
①卵细胞的形成过程中存在细胞质不均等分裂
②卵细胞形成过程中有联会现象
③一个初级卵母细胞只形成一个卵细胞
④卵细胞形成过程中不出现四分体
A.①② B.①④ C.①③ D.③④
【答案】C
【解析】精子形成过程的两次分裂都是细胞质均等分裂,分裂的结果是一个初级精母细胞形成四个(两种)精子;卵细胞形成过程的两次分裂都是细胞质不均等分裂,分裂的结果是一个初级卵母细胞形成一个卵细胞和三个(两种)极体(退化消失);精子和卵细胞都通过减数分裂形成,形成过程都有联会现象、都出现四分体。
考点7 减数分裂产生配子的种类
分析正常情况下产生配子种类时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
①若是一个个体,则可产生2n种配子,n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。
②若是一个性原细胞,则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞,而一个精原细胞可产生4个(2种)精细胞。
规律总结:例如YyRr基因型的个体产生配子情况如下:
项目
可能产生配
子的种类
实际能产生
配子的种类
一个精原细胞
4种
2种(YR、yr或Yr、yR)
一个雄性个体
4种
4种(YR、yr、Yr、yR)
一个卵原细胞
4种
1种(YR或yr或Yr或yR)
一个雌性个体
4种
4种(YR、yr、Yr、yR)
【例7】基因型为AaBb(两对等位基因位于两对同源染色体上)的一个精原细胞经减数分裂形成的精细胞种类有( )
A.1种 B.2种 C.4种 D.8种
【答案】B
【解析】正常情况下,一个基因型为AaBb的精原细胞通过减数分裂只能形成4个两两相同的精细胞。但若一个基因型为AaBb的个体产生的精细胞种类是4种。
考点8 二倍体生物细胞分裂图像的判断
一般来讲,鉴别某一细胞图像属于哪种细胞分裂时期,最关键的是看染色体的行为。
(1)前期图的判断:
①判断步骤:看是否出现联会和四分体。有联会和四分体出现的是减数第一次分裂前期;若无联会和四分体出现,进一步看是否存在同源染色体,有同源染色体存在的是有丝分裂前期,无同源染色体存在的是减数第二次分裂前期。
②结果:A为有丝分裂前期,B为减数第一次分裂前期,C为减数第二次分裂前期。
(2)中期图的判断:
①判断步骤:看着丝粒在赤道板的排列位置。有同源染色体着丝粒排列在赤道板两侧的是减数第一次分裂中期;若着丝粒排列在赤道板上,进一步看是否存在同源染色体,有同源染色体存在的是有丝分裂中期,无同源染色体存在的是减数第二次分裂中期。
②结果:A为有丝分裂中期,B为减数第二次分裂中期,C为减数第一次分裂中期。
(3)后期图的判断:
①判断步骤:看染色体是否存在染色单体。染色体存在染色单体,同源染色体彼此分离的是减数第一次分裂后期;若染色体不存在染色单体,进一步看是否存在同源染色体,有同源染色体存在的是有丝分裂后期,无同源染色体存在的是减数第二次分裂后期。
②结果:A为有丝分裂后期,B为减数第二次分裂后期,C为减数第一次分裂后期。
(4)根据细胞质分配方式判断精卵细胞分裂
特别提醒:
①无同源染色体但属于有丝分裂的特例:二倍体的单倍体的有丝分裂。
②有同源染色体但属于减数第二次分裂的特例:可能是四倍体的减数第二次分裂。
【例8】假定某动物体细胞染色体数目2N=4,图中对②③④⑤⑥细胞所处时期的叙述,正确的是( )
A.图中不含同源染色体的细胞为③⑤⑥
B.②③④为减数分裂,分别为减数第一次分裂的前、中、后期
C.④⑥分别为减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期
D.②为减数第一次分裂四分体时期,④⑤染色体数目暂时加倍
【答案】C
【解析】图②中同源染色体联会形成四分体,处于减数第一次分裂前期;图③中着丝点排列在赤道板上,有同源染色体处于有丝分裂中期;图④同源染色体分离,分别移向两极,处于减数第一次分裂后期;图⑤中着丝点分裂,姐妹染色单体分开并移向两极,染色体数目暂时加倍,每极中含同源染色体,处于有丝分裂后期;图⑥中着丝点分裂、姐妹染色单体分开并移向两极,染色体数目暂时加倍,每极中不含同源染色体,处于减数第二次分裂后期。
考点9 精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞以及次级精(卵)母细胞
精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞以及次级精(卵)母细胞都是与减数分裂过程相关联的重要概念,可将它们的关系用图解表示如下:
特别提醒:①精(卵)原细胞:有同源染色体,但没有联会现象,没有姐妹染色单体。
②初级精(卵)母细胞:有同源染色体,有姐妹染色单体。
③次级精(卵)母细胞和第一极体:没有同源染色体,减Ⅱ后期前有姐妹染色单体,减Ⅱ后期和减Ⅱ后期后无姐妹染色单体。
④配子(精子和卵细胞)和第二极体:没有同源染色,没有姐妹染色单体 ,没有姐妹染色单体。
【例9】下图为某二倍体生物细胞分裂图,有关说法正确的是( )
A.该细胞处于有丝分裂后期
B.该细胞正在发生等位基因的分离
C.该生物的体细胞中含有8条染色体
D.该细胞产生的子细胞名称为卵细胞和极体
【答案】D
【解析】分析题图:图示细胞不含同源染色体,且着丝点分裂,处于减数第二次分裂后期,该细胞的细胞质不均等分裂,称为次级卵母细胞。图示细胞为次级卵母细胞,A错误;该细胞处于减数第二次分裂后期,B错误;该细胞中着丝点分裂,不含染色单体,C错误;该细胞为次级卵母细胞,其分裂产生的子细胞为卵细胞和极体,D正确。
考点10 受精作用:受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程
①受精作用过程中:精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面;卵细胞的细胞膜发生复杂的生理反应,阻止其他精子再进入;受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核融合,使彼此的染色体会合在一起。
②受精卵中的染色体一半来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方),受精卵中的染色体数目恢复到体细胞中染色体的数目,保证了物种染色体数目的稳定。
③在有性生殖过程中,减数分裂形成的配子,其染色体组合具有多样性,导致不同配子遗传物质的差异,加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性,同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境,有利于生物在自然选择中进化,体现了有性生殖的优越性。
特别提醒:减数分裂和受精作用保证了每种生物(有性生殖的生物)前后代染色体数目的恒定,维持了生物遗传的稳定性,对于生物的遗传和变异都具有重要意义。
【例10】下列有关受精卵和受精作用的叙述,错误的是( )
A.受精卵形成后会进行有丝分裂
B.受精过程中精子和卵细胞的结合是随机的
C.精子和卵细胞的结合依赖于细胞膜的流动性
D.受精卵的DNA一半来自精子,一半来自卵细胞
【答案】D
【解析】受精卵的细胞核中的DNA一半来自精子,一半来自卵细胞,而细胞质中的DNA几乎都来自卵细胞,D项错误。
考点11 遗传的稳定性和多样性
每一种生物在繁衍过程中,既保持遗传的稳定性,又表现出遗传的多样性。
(1)遗传的稳定性:
①从配子形成的角度看:减数分裂形成的配子中的染色体数目减半,而且每个配子中的染色体是一整套非同源染色体的组合。
②从受精作用的角度看:卵细胞和精子的结合,使受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,生物体的性状主要是由染色体上的遗传物质控制的,因此,染色体数目的恒定维持了遗传的稳定性。
(2)遗传的多样性:
①从配子形成的角度看:在减数分裂过程中,联会时同源染色体非姐妹染色单体间的互换,减数分裂Ⅰ时非同源染色体的自由组合,都导致了配子中染色体组合的多样性。
②从受精作用的角度看:卵细胞和精子的随机结合,进一步增加了受精卵中染色体组合的多样性,因而增加了遗传的多样性。
【例11】人类的生育过程中,常常出现多胞胎现象,若要形成异卵四胞胎,在双亲体内至少有多少个卵原细胞和精原细胞同时参与减数分裂( )
A.4个,1个 B.4个,2个
C.4个,4个 D.1个,4个
【答案】A
【解析】异卵四胞胎是由4个卵细胞同时或相继与4个不同的精子结合发育而成的。1个卵原细胞经减数分裂只能形成1个卵细胞,而1个精原细胞经减数分裂可形成4个精子,因此要形成异卵四胞胎,在双亲体内至少有4个卵原细胞和1个精原细胞同时参与减数分裂。
第二节 基因在染色体上
考点1 基因与染色体的关系
1.萨顿通过通过对减数分裂形成配子时染色体分配行为的分析,并与孟德尔杂交实验银川因的分配行为的类比,作出基因在染色体上的推论。
2.摩尔根通过红眼果蝇和白眼果蝇的杂交实验,证明了基因在染色体上。并通过特定的方法会出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图,同时说明了基因在染色体上呈线性排列。
【例1】萨顿依据“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”,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,下列不属于他所依据的“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是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的
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】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都保持完整性、独立性;基因、染色体在体细胞中都成对存在,在配子中都单一存在;成对的基因和同源染色体都是一个来自母方,一个来自父方;非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。
考点2 类比推理和假说演绎的科学方法
项目
假说—演绎法
类比推理
原理
在提出问题、作出假设的基础上演绎推理并设计实验得出结论
将未知的和已知的做比较,根据惊人的一致性推理并得到结论
结论
具有逻辑必然性,是科学结论,一定正确
不具有逻辑必然性,仅是假说,不一定正确
实例
孟德尔发现两大定律;摩尔根通过果蝇杂交实验证明“基因在染色体上”
萨顿假说:根据基因和染色体存在着明显的平行关系推出基因在染色体上
【例2】科学的研究方法是取得成功的关键,假说—演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法,人类在探索基因神秘踪迹的历程中,进行了如下研究:
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验:提出了生物的性状由遗传因子控制
②1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程,提出假说基因在染色体上
③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验:找到基因在染色体上的实验证据
他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为( )
A.①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理
B.①假说—演绎法 ②类比推理 ③类比推理
C.①假说—演绎法 ②类比推理 ③假说—演绎法
D.①类比推理 ②假说—演绎法 ③类比推理
【答案】C
【解析】孟德尔提出生物的性状由遗传因子控制和摩尔根找到基因在染色体上的实验证据运用的都是假说—演绎法。萨顿提出基因在染色体上的假说运用的是类比推理。
考点3 基因在染色体上的实验证据
1.摩尔根偶尔从一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。摩尔根将该果蝇和红眼雌果蝇交配,F1全为红眼。从这一实验他们推断,白眼基因是隐性的,亲代白眼雄果蝇是隐性纯合子,红眼雌果蝇是显性纯合子。F1代的红眼果蝇相互交配产生F2代,F2代中红眼和白眼的比例是3:1,符合孟德尔的基因分离定律。所不同的是白眼性状的表现总是与性别相联系。于是,摩尔根等推论,眼色基因是位于X染色体的,红眼是W,白眼是w。(其实摩尔根当时还不知道果蝇有Y染色体,Y染色体上没有眼色的等位基因。因而Y染色体的有无不影响摩尔根的推论。)雄果蝇只有一条X染色体,因而只要这一条染色体上有w,白眼就能表现出来,所以白眼雄果蝇(XwY)与红眼雌果蝇(XWXW)交配,F1代都含有W,因而都是红眼,但雄果蝇是纯合子(XWY),雌果蝇是杂合子红眼(XWXw),所以F1代杂交,F2代只有雄果蝇才能表现白眼。
遗传图解如下:
2.为了进一步验证这些解释,摩尔根等人又通过了测交等方法。具体做法是把白眼雄果蝇(XwY)和父亲是白眼的红眼雌果蝇(XWXw)杂交,就有可能获得白眼雄果蝇。实验的结果证实了他的推测:雌果蝇中有一半是白眼的,可见白眼基因w是位于X染色体上的。遗传图解如下:
【例3-1】摩尔根通过果蝇眼色的杂交实验,证明了萨顿的假说。如图为果蝇眼色杂交图解,下列相关叙述错误的是( )
A.萨顿通过观察蝗虫细胞的染色体变化规律,推论出基因在染色体上的假说
B.根据图中信息可推断,控制果蝇的红眼和白眼的一对等位基因遵循分离定律
C.若让红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交,则可通过子代的眼色来辨别性别
D.果蝇白眼性状的遗传具有隔代遗传和白眼雄果蝇少于白眼雌果蝇的特点
【答案】D
【解析】假设控制红眼和白眼的基因分别为W、w。若让红眼雄果蝇(XWY)与白眼雌果蝇(XwXw)杂交,后代为XwY和XWXw,所以可通过子代的眼色来辨别性别,C正确;由于白眼是X染色体上的隐性基因控制的,所以果蝇白眼性状的遗传具有隔代遗传和白眼雄果蝇多于白眼雌果蝇的特点,D错误。
【例3-2】果蝇中,正常翅(A)对短翅(a)为显性,此对等位基因位于常染色体上;红眼(B)对白眼(b)为显性,此对等位基因位于X染色体上。现有一只纯合红眼短翅的雌果蝇和一只纯合白眼正常翅雄果蝇杂交,你认为杂交结果正确的是( )
A.F1代中雌雄不都是红眼正常翅
B.F2代雄果蝇的红眼基因来自F1代的父方
C.F2代雄果蝇中纯合子与杂合子的比例相等
D.F2代雌果蝇中正常翅个体与短翅个体的数目相等
【答案】C
【解析】据题意推出亲本雌果蝇、雄果蝇的基因型分别为aaXBXB、AAXbY,子代F1的基因型分别为AaXBXb、AaXBY,因此F1中雌雄果蝇都为红眼正常翅,A错误;F1中雌雄果蝇之间自由交配,由此推出F2的雌果蝇的基因型为1AAXBXB∶2AaXBXB∶1aaXBXB∶1AAXBXb∶2AaXBXb∶1aaXBXb,其中正常翅与短翅的比例为3∶1,D错误;F2的雄果蝇的基因型为1AAXBY∶2AaXBY∶1aaXBY∶1AAXbY∶2AaXbY∶1aaXbY,故雄果蝇中纯合子与杂合子之比为1∶1,C正确;由于红眼基因、白眼基因位于X染色体上,所以所有雄果蝇中的红眼基因或白眼基因只能来自母方,B错误。
考点4 生物的性别决定
生物的性别决定
类型
XY型
ZW型
性别
♀
♂
♀
♂
染色体组型
XX(同型)
XY(异型)
ZW(异型)
ZZ(同型)
举例
人、哺乳类、果蝇、菠菜等
蛾蝶类、鸟类等
特别提醒:①并不是所有的生物都有性别之分,如大部分的雌雄同株植物,没有性染色体,没有性别之分。②性染色体决定型是性别决定的主要方式,此外还有其它方式,如蜜蜂是由染色体数目决定性别的。
规律总结:
①性染色体决定性别
类型
项目
XY型性别决定
ZW型性别决定
雄性个体
两条异型性染色体X、Y
两条同型性
染色体Z、Z
雄配子
两种,分别含X或Y,比例为1∶1
一种,含Z
雌性个体
两条同型性染色体X、X
两条异型性
染色体Z、W
后代性别
决定于父方
决定于母方
典型分布
哺乳动物、双翅目和直翅目昆虫、某些鱼类和两栖类、菠菜、大麻等
鸟类、鳞翅目昆虫、爬行类、鱼类、两栖类
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,如龟、鳄等生物的性别。
【例4】鸡的性别决定方式是ZW型(♀ZW,♂ZZ)。曾有人发现少数雌火鸡ZW的卵细胞未与精子结合,也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测,该现象产生的原因可能是:卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合,形成二倍体(WW后代的胚胎不能存活)。若该推测成立,理论上这种方式产生后代的雌雄比例是( )
A.雌:雄=1:1 B.雌:雄=1:2 C.雌:雄=3:1 D.雌:雄=4:1
【答案】D
【解析】火鸡♀ZW个体产生的卵细胞有两种,分别是Z与W,产生的卵细胞与相应的极体比是1:3,如果卵细胞与极体之一结合,产生染色体组合是1ZZ:4ZW:1WW,由于WW后代的胚胎不能存活,理论上这种方式产生后代的雌雄比例是4:1。
第三节 伴性遗传
考点1 X、Y染色体的形态特点及基因分布
高等生物如人类的Y染色体比X染色体小得多,大部分不是同源区段。下图为X、Y染色体的结构模式图:
据模式图可知:
①在X、Y染色体上的同源区段中,X和Y染色体都有等位基因,在遗传上与基因的分离定律一样,X与Y的分离的同时,等位基因也分离;
②在非同源区段中,基因可能只存在于X染色体上的非同源区段或Y染色体上的非同源区段,如只在Y上,则遗传为伴Y遗传(限雄遗传),如只在X染色体上,则伴X遗传。不同区段上分布的基因遗传都与性别相联系,都是伴性遗传。
特别提醒:①在基因型的书写中,常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上,性染色体上的基因则需将性染色体及其上基因一同写出,如XBY和XAYa。一般常染色体上的基因写在前,性染色体体及其上基因写在后,如DdXBXb。②在表现型的书写中,对于常染色的遗传不需要带入性别;对于伴性遗传既要描述性状的显隐性,又要将性别一同带入。
【例1】人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区(Ⅱ)和非同源区(Ⅰ、Ⅲ),如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病,男性患病率高于女性
B.Ⅱ片段上基因控制的遗传病,男性患病率可能不等于女性
C.Ⅲ片段上基因控制的遗传病,患病者全为男性
D.由于X、Y染色体互为非同源染色体,故人类基因组计划要分别测定
【答案】D
【解析】Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病属于伴X的隐性遗传病,Ⅱ片段上基因控制的遗传病在X、Y染色体上都有相应的基因,当亲代女性为XX,男性为XY时,子代男女患病率不等;Ⅲ片段上基因控制的遗传病属于伴Y染色体的遗传病;X、Y虽然形态大小不同,但有同源染色体的行为,认为属于同源染色体。
考点2 伴性遗传病的类型和特点
类型
传递规律
遗传特点
举例
伴X隐性遗传
①女性患者的父亲和儿子一定是患者;②正常男性的母亲和女儿一定正常
①男性患者多于女性患者;②交叉遗传;③隔代遗传
人类的红绿色盲、血友病和果蝇的白眼
伴X显性遗传
①男性患者的母亲和女儿一定是患者;②正常女性的父亲和儿子一定正常
①女性患者多于男性患者;②具有世代连续性
抗维生素D佝偻病。
伴Y遗传
患者的父亲和儿子一定患病
致病基因表现为父传子、子传孙
外耳道多毛症
特别提醒:性染色体上基因的传递具有性别差异,父亲的X染色体及其上的基因只能传给他的女儿,母亲的两个X染色体及其上的基因,随机地把一个传给她的儿子或女儿。
【例2】下列关于人类红绿色盲遗传的分析,正确的是( )
A.在随机被调查人群中男性和女性发病率相差不大
B.患病家系的系谱图中一定能观察到隔代遗传现象
C.该病不符合孟德尔遗传规律且发病率存在种族差异
D.患病家系中女性患者的父亲和儿子一定是患者
【答案】D
【解析】红绿色盲是伴X染色体隐性遗传,男性患者多于女性患者,A错误;患病家系中不一定隔代遗传,B错误;该病遗传符合孟德尔遗传规律,C错误;女性患者的两个X染色体上都有色盲基因,其父亲和儿子一定患病,D正确。
考点3 人类的红绿色盲遗传
1.红绿色盲基因位于X染色体上,Y染色体上没有等位基因,即位于X的非同源区段。
2.正常色觉和红绿色盲患者的基因型与表型
3.红绿色盲的主要遗传方式
①方式一
由图解分析可知:男性的色盲基因只能传给女儿,不能传给儿子。
②方式二
由图解分析可知:男孩的色盲基因只能来自于母亲。
③方式三
由图解分析可知:女儿色盲,父亲一定色盲。
④方式四
由图解分析可知:父亲正常,女儿一定正常;母亲色盲,儿子一定色盲。
【例3】一对夫妇所生女儿全正常,所生儿子全为色盲,则这对夫妇的基因型为( )
A.XBXB与XBY B.XbXb和XBY
C.XBXb和XbY D.XBXB和XbY
【答案】B
【解析】所生儿子全为色盲,则其基因型为XbY,Xb来自母亲,母亲的基因型为XbXb;女儿全正常,则女儿的基因型为XBXb,父亲的基因型为XBY。
考点4 位于X、Y染色体同源区段基因的遗传
1.XY型性别决定的生物雄性体内的一对异型性染色体——X、Y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:
如控制人类红绿色盲和抗维生素D佝偻病的基因位于B区段,控制人类外耳道多毛症的基因位于D区段。
2.一对等位基因(A、a)在X、Y染色体的同源区段,那么相关的基因型有七种:XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。这对基因的遗传与性别有关联。
【例4】人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区段(Ⅱ)和非同源区段(Ⅰ、Ⅲ)(如图所示)。由此可以推测( )
A.Ⅱ区段上有控制男性性别决定的基因
B.Ⅱ区段上某基因控制的遗传病,患病率与性别有关
C.Ⅲ区段上某基因控制的遗传病,患者全为女性
D.Ⅰ区段上某隐性基因控制的遗传病,女性患病率高于男性
【答案】B
【解析】控制男性性别决定的基因应该位于只有男性具有的染色体区段内,所以在Ⅲ区段,A错误;位于性染色体上的基因控制的遗传病,患病率与性别有关,B正确;Ⅲ区段上某基因控制的遗传病,患者全为男性,C错误;Ⅰ区段上某隐性基因控制的遗传病,女性患病率低于男性,该区段上的显性遗传病,男性患病率低于女性,D错误。
考点5 伴性遗传与分离定律的关系
伴性遗传是由性染色体上基因所控制的遗传,若就一对相对性状而言,则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传,因此伴性遗传遵循分离定律。但由于性染色体X、Y在形态上存在着差异,其上的基因也存在着差异,故伴性遗传有其特殊性,即其性状的遗传表现出与性别相联系,所以在判断基因型、表现型和计算概率时,也要和性别联系起来。
【例5】人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因(R)位于X染色体上。已知没有X染色体的胚胎是致死的。如果褐色的雌兔(染色体组成为XO)与正常灰色(r)雄兔交配,预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为( )
A.3/4、1∶1 B.2/3、2∶1
C.1/2、1∶2 D.1/3、1∶1
【答案】B
【解析】雌兔基因型为XRO,雄兔基因型为XrY,两兔交配,其子代基因型分别为XRXr、XrO、XRY、OY,因没有X染色体的胚胎是致死的,所以子代只有XRXr、XrO、XRY三种基因型,且数量之比为1∶1∶1,子代中XRXr为褐色雌兔,XrO为灰色雌兔,XRY为褐色雄兔,故子代中褐色兔占2/3,雌雄之比为2∶1,B正确。
考点6 伴性遗传与自由组合定律的关系
在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对相对性状的遗传时,由性染色体上基因控制的性状遗传按伴性遗传处理,由常染色体上基因控制的性状遗传按基因分离定律处理,整体上则按基因的自由组合定律处理。
【例6】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代的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是( )
A.亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr
B.亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
C.F1代出现长翅雄果蝇的概率为3/16
D.白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞
【答案】C
【解析】结合题干信息可知,双亲均为长翅,F1代中有残翅,则双亲基因型为Bb和Bb,F1代中长翅∶残翅=3∶1,已知F1代的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅,因为残翅占1/4,可推知白眼占1/2,得出亲本雌蝇为红眼长翅果蝇,基因型是BbXRXr,亲本雄蝇基因型为BbXrY。亲本雌蝇的卵细胞中Xr占1/2,亲本雄蝇的精子中Xr占1/2,亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2,A和B正确;F1代出现长翅的概率为3/4,出现长翅雄果蝇的概率为3/4×1/2=3/8,C错误;白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr,其初级卵母细胞基因型为bbbbXrXrXrXr,经减Ⅰ后,次级卵母细胞基因型为bbXrXr,减Ⅱ后,产生bXr的卵细胞,D正确。
考点7 判断基因在染色体上的位置
1.判断基因是位于常染色体还是位于X染色体非同源区段
控制某对相对性状的基因用Aa表示,选择的杂交组合为:隐性雌性×显性雄性,基因的遗传情况分析如下:①基因位于常染色体上:aa(雌)×AA(雄)→Aa(雌、雄)或者aa(雌)×Aa(雄)→Aa(雌、雄)、aa(雌、雄)。
②基因位于X染色体非同源区段上:XaXa×XAY→XAXa、XaY。
判断方法为:若子代中雄性全为隐性,雌性全为显性,则基因位于X染色体上;若子代中雌雄个体既有显性又有隐性,则基因位于常染色体上;若子代中雌雄个体均表现显性,则基因位于常染色体上。
2.判断基因是位于X染色体非同源区段还是位于XY染色体同源区段
控制某对相对性状的基因用Aa表示,选择的杂交组合为:隐性雌性×显性纯合雄性,基因的遗传情况分析如下:
①基因位于X染色体非同源区段上:XaXa×XAY→XAXa、XaY。
②基因位于XY染色体同源区段:XaXa×XAYA→XAXa×XaYA。
判断方法为:若子代中的个体全表现为显性性状,则基因位于X、Y的同源区段。若子代中雌性全表现为显性性状,雄性全表现为隐性性状,则基因仅位于X染色体上。
【例7】人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区段(Ⅱ)和非同源区段(I、III),如图所示。下列有关叙述中错误的是
A.若某病是由位于非同源区段III上的致病基因控制的,则患者均为男性
B.若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的显性基因控制的,则男性患者的儿子一定患病
C.若X、Y染色体上存在一对等位基因,则该对等位基因位于同源区段Ⅱ上
D.若某病是由位于非同源区段I上的隐性基因控制的,则患病女性的儿子一定是患者
【答案】B
【解析】Ⅲ区段是Y染色体特有的区域,若某病是由位于非同源区段III上的致病基因控制的,则患者均为男性,A正确;Ⅰ片段位于X染色体上,Y染色体上无对应区段,若该区段的疾病由显性基因控制,男患者致病基因总是传递给女儿,则女儿一定患病,但是儿子不一定患病,B错误;由题图可知Ⅱ片段是X、Y染色体的同源区段,因此只有在该部位会存在等位基因,C正确;若某病是位于I片段上隐性致病基因控制的,即为伴X染色体隐性遗传病,则患病女性的儿子一定是患者,D正确。
考点8 遗传图谱中遗传病类型的判断
第一步:确认或排除伴Y遗传
①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,则最可能为伴Y遗传。
②若系谱图中,患者有男有女,则不是伴Y遗传。
第二步:判断显隐性
①“无中生有”是隐性遗传病,即双亲都正常,其子代有患者则一定是隐性遗传病。
②“有中生无”是显性遗传病,即双亲都表现患病,其子代有表现正常者,则一定是显性遗传病。
第三步:确认或排除伴X染色体遗传
在已确定是隐性遗传的系谱图中
①女性患者,其父或其子有正常的,一定是常染色体遗传。
②女性患者,其父和其子都患病,最可能是伴X染色体遗传。
在已确定是显性遗传的系谱中
①男性患者,其母或其女有正常的,一定是常染色体遗传。
②男性患者,其母和其女都患病,最可能是伴X染色体遗传。
第四步:若系谱图中无上述特征,只能从可能性大小推测
若该病在代与代之间呈连续遗传,则最可能为显性遗传病;再根据患者性别比例进一步确定,相关规律总结如下:
【例8】如下图所示的四个遗传系谱图,则下列有关的叙述中正确的是( )
A.肯定不是红绿色盲遗传的家系是甲、丙、丁
B.家系乙中患病男孩的父亲一定是该病基因携带者
C.四图都可能是白化病遗传的家系图
D.家系丁中这对夫妇若再生个正常女儿的几率是1/4
【答案】A
【解析】甲中父母均正常,但却有一个患病的女儿,说明甲病为常染色体隐性遗传病;乙中父母均正常,但却有一个患病的儿子,说明甲病为隐性遗传病,可能是常染色体隐性遗传病,也可能是伴X隐性遗传病,所以患病男孩的父亲不一定是该病基因的携带者;丙中,女患者的儿子均正常,说明丙病不可能是伴X隐性和伴Y遗传病,其他遗传方式均有可能;丁中父母均患病常,但却有一个正常的女儿,说明丁病为常染色体显性遗传病,这对夫妇若再生一个正常女儿的几率是1/4×1/2=1/8。红绿色盲是伴X隐性遗传病,所以甲、丙、丁肯定不是红绿色盲遗传的家系;白化病是常染色体隐性遗传病,丁不可能是白化病遗传的家系。
[方法规律]
辨析男孩患病与患病男孩的概率计算
(1)常染色体遗传时
若控制遗传病的基因位于常染色体上,该对常染色体与性染色体自由组合,男女性别及整个人群的发病概率相等。
①男(女)孩患病概率=患病孩子的概率。
②患病男(女)孩的概率=患病孩子的概率×1/2。
(2)X性染色体遗传
若控制遗传病的基因位于X染色体上,该性状与性别连锁在一起。
①计算男(女)孩患病概率时,不需考虑性别出现概率,则直接在该性别中计算即可。男(女)孩患病概率=后代中男(女)孩中患病概率
②计算“患病男(女)孩”的概率时,则需在整个后代中计算,即患病男(女)孩的概率=患病男(女)孩在全部后代中的概率。
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