第20讲 基因在染色体上和伴性遗传（新高考通用）

一 轮 复 习 第20讲　基因在染色体上和伴性遗传 延长符 1 2 目录 Content 01 基因在染色体上 02 伴性遗传的特点与应用 03 基因定位的遗传实验设计 2 基因在染色体上 01 3 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 1 萨顿的假说 基因在染色体上 基因和染色体的行为存在着明显的平行关系 核心内容 依据 4 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 类别 比较项目 基因 染色体 生殖过程 在杂交过程中保持 性 在配子形成和受精过程中，形态结构 存在 体细胞 配子 成对的基因中的 成对的染色体中的 体细胞中来源 成对基因，一个来自 ，一个来自 一对同源染色体，一条来自 ，一条来自 形成配子时 上非等位基因自由组合 非同源染色体在 期自由组合 完整性和独立 相对稳定 成对 成对 一个 一条 父方 父方 母方 母方 非同源染色体 减数分裂Ⅰ后 5 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 2 摩尔根的果蝇杂交实验 实验方法—— 。 假说—演绎法 研究过程 01 观察实验现象 6 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 提出问题 02 为什么白眼性状的表现总是与性别相关联? 提出假说 03 控制白眼的基因位于 染色体上，而Y染色体上 有它的等位基因。 X 不含 7 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 进行解释 03 8 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 演绎推理 04 实验一：F1中的红眼雌果蝇(XWXw)和白眼雄果蝇(XwY)进行测交 与基因位于常染色体上时表现相同 雌雄果蝇均有红眼和白眼 无法验证假说 9 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 演绎推理 04 实验二：白眼雌果蝇与红眼雄果蝇测交 雌均为红眼，雄均为白眼 可以验证假说 10 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 实验验证 05 本实验结果与白眼雌果蝇与红眼雄果蝇测交推测相同 得出结论： 控制白眼的基因位于X染色体上。 11 教学策略设计 Exquisite teaching design template 一 基因在染色体上 3. 基因与染色体的关系 一条染色体上有 基因，基因在染色体上呈 排列。 多个 线性 12 (1)基因都位于染色体上吗？ 答案：不是所有的基因都在染色体上 如①真核生物叶绿体，线粒体中有细胞质基因； ②原核生物无染色体，基因在拟核或细胞质的质粒上。 一 基因在染色体上 必备知识 整合 (2)如果控制白眼的基因在Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？ 答案：如果控制白眼的基因在Y染色体上，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇，这与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符； 如果控制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能解释摩尔根的果蝇杂交实验结果。 一 基因在染色体上 必备知识 整合 现学活用 1．萨顿依据“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”，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 必备知识 整合 现学活用 2. 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 必备知识 整合 现学活用 3．(2023·北京，4)纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交，结果如图。F2中每种表型都有雌、雄个体。 根据杂交结果，下列推测错误的是(　　) A．控制两对相对性状的基因都位于X染色体上 B．F1雌果蝇只有一种基因型 C．F2白眼残翅果蝇间交配，子代表型不变 D．上述杂交结果符合自由组合定律 必备知识 整合 现学活用 4．(2023·山东淄博调研)我国著名科学家覃重军及团队，把单倍体酿酒酵母细胞内16条染色体串联成一条染色体，在国际上首次人工“创建”了自然界中本不存在的简约生命——仅含单条染色体的酵母真核细胞。下列有关染色体说法正确的是(　　) A．串联染色体上的基因呈直线排列 B．萨顿用假说—演绎法证明了基因在染色体上 C．串联染色体上的基因数目没有发生改变，因此生物没有发生变异 D．细胞内基因的数目要远远多于染色体数目 必备知识 整合 伴性遗传的特点与应用 02 19 教学策略设计 Exquisite teaching design template 二 伴性遗传的特点与应用 1. 伴性遗传 控制性状的基因位于 上，遗传上总是和 相关联的现象。 概念： 性染色体 性别 20 教学策略设计 Exquisite teaching design template 二 伴性遗传的特点与应用 分类： 1. 伴性遗传 (1)伴X染色体隐性遗传——红绿色盲为例 ①男患者多于女患者 ②男患者隐性基因只能来自母亲，以后只能传给女儿 特点： 21 教学策略设计 Exquisite teaching design template 二 伴性遗传的特点与应用 分类： 1. 伴性遗传 (2)伴X染色体显性遗传——抗维生素D佝偻病为例 ①女患者多于男患者 ②男患者的母亲和女儿都患病女儿 特点： 22 教学策略设计 Exquisite teaching design template 二 伴性遗传的特点与应用 分类： 1. 伴性遗传 (3)伴Y染色体遗传——外耳道多毛症为例 ①患者全为男性，女性全部正常 ②没有显隐性之分 ③父传子，子传孙，具有世代连续性 特点： 23 教学策略设计 Exquisite teaching design template 二 伴性遗传的特点与应用 2．伴性遗传的应用 (1)推测后代患病概率，指导优生 婚配：男正常×女色盲 原因： 生育建议： 生女孩 该夫妇所生男孩均患病， 女孩均正常 婚配： 抗维生素D佝偻病男×正常女 原因： 生育建议： 生男孩 该夫妇所生女孩均患病，男孩均正常 24 教学策略设计 Exquisite teaching design template 二 伴性遗传的特点与应用 (2)根据性状推断后代性别，指导育种工作 2．伴性遗传的应用 鸡的性别决定:ZZ ZW 从F1中选择表型为非芦花的雌鸡，从而多养母鸡,得鸡蛋 雄 雌 控制羽毛条纹的基因位于Z染色体上 有条纹的芦花为显性(B)，无条纹的非芦花为隐性(b) 25 教学策略设计 Exquisite teaching design template 二 伴性遗传的特点与应用 杂交实验设计:选择芦花雌鸡和非芦花雄鸡杂交 26 (1)性别决定都取决于性染色体吗？ 答案：不是 (1)性别决定后的分化发育过程受环境的影响。 (2)自然界还存在其他类型的性别决定，如染色体倍数决定性别(如蜜蜂等)，环境因子(如温度等)决定性别等。 (3)雌雄同株(或雌雄同体)的生物均无性染色体，如玉米、水稻等。 二 伴性遗传的特点与应用 必备知识 整合 (2)性染色体上的遗传都与性别决定有关吗？ 答案： 性染色体上的基因未必均与性别决定有关，如色觉基因、某些凝血因子基因均位于X染色体上，而外耳道多毛症基因则位于Y染色体上。 提醒：性染色体并非只存在于生殖细胞中，其他体细胞中也有。 二 伴性遗传的特点与应用 必备知识 整合 教学策略设计 Exquisite teaching design template 二 伴性遗传的特点与应用 3. 伴性遗传与两大遗传规律的关系 ①与基因的分离定律的关系 伴性遗传遵循基因的分离定律 ②与基因的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或两对以上的相对性状的遗传时，位于性染色体上的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，整体上符合基因的自由组合定律。 29 现学活用 1.如图为果蝇的一对性染色体结构示意图。①和②有一部分是同源区段(Ⅰ片段)，另一部分是非同源区段(Ⅱ1和Ⅱ2片段)。不考虑变异，下列分析错误的是(　　) A．图中Ⅱ1和Ⅱ2片段上不存在等位基因 B．雌果蝇细胞中不会存在Ⅱ1片段上的基因，雄果蝇的次级精母细胞中不一定含有Y染色体 C．Ⅱ2片段上的隐性基因控制的性状表现出雄多雌少的特点 D．Ⅰ片段上不可能存在等位基因，且其上的基因控制的性状与性别无关 必备知识 整合 现学活用 2．某种人类遗传病是由X染色体上的显性基因A控制的，但不会引起男性发病。现有一女性患者与一表现正常的男性结婚，下列推理合理的是(　　) A．人群中该病的发病率正好等于50% B．亲代中的正常男性不携带致病基因 C．若该女性患者的基因型为XAXa，则该夫妇的后代患病率为25% D．若该女性患者的基因型为XAXA，则该夫妇的后代患病率为50% 必备知识 整合 现学活用 3. (2023·河南九师联盟)鸡的性别决定方式属于ZW型，其羽毛的芦花和非芦花性状由一对等位基因控制。现用一只纯种雌性芦花鸡与一只纯种雄性非芦花鸡交配多次，F1中的芦花鸡均为雄性，非芦花鸡均为雌性。若将F1雌雄鸡自由交配得到F2，下列叙述正确的是(　　) A．染色体Z、W上都含有控制芦花和非芦花性状的基因 B．F1中雌性非芦花鸡所占的比例大于雄性芦花鸡的比例 C．F2群体中芦花鸡与非芦花鸡的表型比例应为3∶1 D．F2早期雏鸡仅根据羽毛的特征不能区分雌鸡和雄鸡 必备知识 整合 现学活用 4. 家蚕是二倍体，体细胞中有28对染色体，其中1对是性染色体。雄蚕含有两个同型的性染色体ZZ，雌蚕含有两个异型的性染色体ZW。家蚕的D、d基因位于Z染色体上，d是隐性致死基因(导致相应基因型的受精卵不能发育，但Zd的配子有活性)。你是否能够选择相应基因型的雌雄蚕杂交，使后代只有雄性？请作出判断，并根据亲代和子代情况说明理由。 答案：不能 根据题意，雌蚕的基因型只有一种：ZDW； 雄蚕的基因型只有两种：ZDZD、ZDZd。 杂交组合ZDW×ZDZD及ZDW×ZDZd的后代均可产生雌蚕ZDW。 必备知识 整合 现学活用 5．(2021·山东等级考)果蝇星眼、圆眼由常染色体上的一对等位基因控制，星眼果蝇与圆眼果蝇杂交，子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇＝1∶1，星眼果蝇与星眼果蝇杂交，子一代中星眼果蝇∶圆眼果蝇＝2∶1。缺刻翅、正常翅由X染色体上的一对等位基因控制，且Y染色体上不含其等位基因，缺刻翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交所得子一代中，缺刻翅雌果蝇∶正常翅雌果蝇＝1∶1，雄果蝇均为正常翅。若星眼缺刻翅雌果蝇与星眼正常翅雄果蝇杂交得F1，下列关于F1的说法错误的是(　　) A．星眼缺刻翅果蝇与圆眼正常翅果蝇数量相等 B．雌果蝇中纯合子所占比例为1/6 C．雌果蝇数量是雄果蝇的2倍 D．缺刻翅基因的基因频率为1/6 必备知识 整合 现学活用 6．喷瓜的性别是由3个基因aD、a＋、ad决定的，aD对a＋为显性，a＋对ad为显性，喷瓜个体只要有aD基因即为雄株，无aD而有a＋基因时为雌雄同株，只有ad基因时为雌株。下列说法正确的是(　　) A．该植物不可能存在的基因型是aDaD B．该植物可产生基因组成为aD的雌配子 C．该植物不可能产生基因组成为a＋的雌配子 D．aDad×a＋ad→雄株∶雌雄同株∶雌株＝1∶2∶1 必备知识 整合 基因定位的遗传实验设计 03 36 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 基因位于常染色体还是X染色体上的判断 1.杂交实验法 (1)未知显隐性，且亲本均为纯合子时——正反交 常染色体 正交 反交 AA ♀ × aa ♂ P F1 Aa AA ♂ × aa♀ Aa 正反交结果相同，基因位于常染色体上 37 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 X染色体 正交 反交 XAXA ♀ × XaY ♂ P F1 XAY ♂ × XaXa♀ XAXa XAY XAXa XaY 雌雄表现相同 雌雄表现不相同 正反交结果不相同，基因位于X染色体上 38 (1)正反交能用于判断基因是细胞核还是细胞质基因吗？ 答案：可以 若正反交结果不同，且子代只表现母本的性状，则控制该性状的基因位于细胞质中 三 基因定位的遗传实验设计 必备知识 整合 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 （2）已知显隐性——同隐异显 常染色体 ♀XX ♂XY AA ♂ × aa♀ Aa X染色体 XAY ♂ × XaXa♀ XAXa XaY 子代中雌性全为显性，雄性全为隐性 子代中雌性和雄性表型相同 基因在常染色体上 基因在X染色体上 基因位于常染色体还是X染色体上的判断 40 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 （3）确定雌性个体为杂合子的条件——杂合雌X显性雄 基因位于常染色体还是X染色体上的判断 常染色体 X染色体 AA ♂ × Aa♀ AA Aa 子代中雌性和雄性都为显性 基因在常染色体上 XAY ♂ × XAXa♀ XAXA XAXa XAY XaY 显雌：显雄：隐雄=2:1:1 基因在X染色体上 41 现学活用 1. (2024·洛阳市联考)果蝇的灰身基因A与黄身基因a是一对等位基因，黄身基因能破坏其黑色素的形成使身体更黄；灰体基因E与黑檀体基因e是一对等位基因，位于Ⅲ号染色体上，黑檀体基因可使黑色素积累而全身发黑。黑檀体时黄身纯合个体表现为灰身。请回答有关问题： (1)现有四种纯合的果蝇：灰身雄果蝇、黄身雄果蝇、黄身雌果蝇和灰身雌果蝇，请以上述果蝇为亲本设计实验，不用正反交实验来探索黄身基因的遗传方式(不考虑X、Y染色体的同源区段)。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 用纯合的灰身雄果蝇、黄身雌果蝇杂交，若后代黄身都是雄蝇，灰身都是雌蝇，说明黄身基因为X染色体上的隐性基因；若后代无论雌雄全部为灰身，说明黄身基因为常染色体上的隐性基因 必备知识 整合 现学活用 (2)现有纯种灰体雌果蝇与纯种黑檀体雄果蝇杂交，F1个体相互交配，F2个体的表型及分离比为_____ ___，正反交实验结果________(填“相同”或“不同”)。 (3)现已确认灰身与黄身仅由位于X染色体上的一对等位基因控制，用纯种灰身黑檀体雌果蝇与纯种黄身灰体雄果蝇杂交，F1中的雄蝇与EeXaXa(黄身灰体雌蝇)个体相互交配，F2中雄蝇的表型及其比例为______________________________。 灰体∶黑檀体＝3∶1 相同 黄身灰体∶灰身黑檀体＝3∶1 必备知识 整合 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 基因位于X染色体还是X、Y染色体的同源区段的判断 1. 适用条件 已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。 2. 基本思路 (1)用“隐性雌×纯合显性雄”进行杂交 44 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 基因位于X染色体还是X、Y染色体的同源区段的判断 2. 基本思路 (1)用“隐性雌×纯合显性雄”进行杂交 XaXa x XAY X染色体 X、Y染色体的同源区段 XaXa x XAYA XAXa XaY XAXa XaY A 雌雄个体全表现显性性状 雌性个体全表现显性性状 雄性个体全表现隐性性状 基因仅位于X染色体上 基因位于XY染色体的同源区段上 F1 F1 45 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 (1)“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交 X染色体 X、Y染色体的同源区段 XAXa x XAY XAXa x XAYA XAXa XAY XaY F1 F1 XAXA XAXa XAYA XaYA 雌雄个体全表现显性性状 雌性个体全表现显性性状 雄性个体中既有显性性状又有隐性性状 基因仅位于X染色体上 基因位于XY染色体的同源区段上 46 现学活用 1．(经典高考题)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1∶1∶1∶1。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，____________(填“能”或“不能”)证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。 不能 必备知识 整合 现学活用 1．(经典高考题)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1∶1∶1∶1。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： (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) 实验1：杂交组合：♀灰体×♂灰体。 预期结果：子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：子代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。 必备知识 整合 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段 1.限定一次杂交实验 已知性状的显隐性 ——“隐性雌×显性雄(杂合子） aa(♀)×Aa(♂) XaXa×XAYa XaXa×XaYA Aa aa F1 XAXa XaYa XaXa XaYA 雌性个体全表现显性性状,雄性个体全表现隐性性状 雄性个体全表现显性性状, 雌性个体全表现隐性性状 该基因位于X、Y染色体的同源区段上 子代雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状 该基因位于常染色体上 49 教学策略设计 Exquisite teaching design template 三 基因定位的遗传实验设计 基因位于常染色体还是X、Y染色体同源区段 已知显隐性 ——“隐性雌x显性雄(纯合)” aa(♀)×AA(♂) XaXa×XAYA Aa F1 XAXa × XaYA 2.未限定杂交实验次数 F2 1AA 2Aa 1aa ⊗ XAXa XaXa XAYA XaYA 若F2雌雄个体中都出现显： 性性状：隐性性状=3:1 若F2雄性个体全表现显性性状 雌性个体显性性状：隐性性状=1:1 该基因位于常染色体上 该基因位于X、Y染色体的同源区段上 50 现学活用 杂交组合   子代表型　　 组合一：黑身正常翅♀×灰身截翅♂ 组合二：灰身截翅♀×黑身正常翅♂ 雌蝇 雄蝇 雌蝇 雄蝇 F1 灰身正常翅 296 290 301 0 灰身截翅 0 0 0 298 1. (2024·山西运城调研)果蝇的体色(灰身、黑身)和翅型(正常翅、截翅)这两对性状分别由两对等位基因A、a和B、b控制。利用两对纯种果蝇进行了杂交实验，结果如下表所示： (1)控制翅型的基因位于________染色体上，判断的依据为__________________ ____________________________________________________________________。 X　 杂交组合二中截翅雌果蝇与正常翅雄果蝇杂交，F1雌果蝇全为正常翅，雄果蝇全为截翅(杂交组合一、二是用纯种正常翅、截翅果蝇进行的正反交实验，正反交实验结果不一致) 必备知识 整合 现学活用 (2)某同学为了确定控制体色的A/a这对等位基因位于常染色体上还是X、Y染色体的同源区段上，让组合二F1灰身雌、雄果蝇相互交配，然后统计F2中黑身果蝇的性别比例：若_____ _______________，则说明A/a是位于常染色体上；若____________________，则说明A/a是位于X、Y的同源区段上。 杂交组合   子代表型　　 组合一：黑身正常翅♀×灰身截翅♂ 组合二：灰身截翅♀×黑身正常翅♂ 雌蝇 雄蝇 雌蝇 雄蝇 F1 灰身正常翅 296 290 301 0 灰身截翅 0 0 0 298 黑身果蝇中雌性∶雄性＝1∶1　 黑身果蝇全为雄性 必备知识 整合 谢谢观赏 欢迎指正 谢谢聆听！ 53 $$