2.3伴性遗传讲义-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2
2024-11-20
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内容正文:
第 3 节 伴性遗传
知识点一 生物的性别决定
一、性染色体的概念
· 性染色体的概念:生物体细胞内的染色体根据与性别的关系分为:常染色体与性染色体,性染色体与生物的性别决定有关。
二、常见的性别决定方式
性别决定方式
XY型
ZW型
体细胞染色体组成
:常染色体+两条异型
性染色体,表示为2A+XY
:常染色体+两条同型
性染色体,表示为2A+ZZ★
:常染色体+两条同型
性染色体,表示为2A+XX
:常染色体+两条异型
性染色体,表示为2A+ZW★
生物类型举例
大多雌雄异株植物、全部哺乳动物、
部分昆虫、部分鱼类和部分两栖类
鸟类、部分昆虫、部分两栖类
和部分爬行类
性别决定过程
特点
后代性别与父方有关
后代性别与母方有关
——名师提醒——
(1)不是所有生物都有性染色体,由性染色体决定性别的生物才有性染色体。
如:雌雄同株植物——玉米、水稻;雌雄同体动物——蚯蚓没有性染色体。
雌雄异株的植物,如:银杏、女娄菜等存在性别决定。
(2)性染色体能存在于生殖细胞中,也能存在于正常体细胞中。
(3)并非所有生物的性别都由性染色体上的基因控制,生物性别决定的特殊方式如下:
染色体数目/倍性
决定性别
雌性由受精卵发育而来(如:蜂王),其体细胞染色体数为2n,
雄性由未受精的卵直接发育而来(如:雄蜂),其体细胞染色体数为n
X染色体数目
决定性别
蝗虫、蟋蟀等生物:雌性个体有两条X染色体,其性染色体组成为XX,
而雄性只有一条X染色体,其性染色体组成为XO
基因
决定性别
玉米植株的性别决定受两对基因(B/b,T/t)控制,这两对基因位于
非同源染色体上,玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表。
发育过程
中转变
黄鳝在成长过程中,小黄鳝卵巢先发育,而精巢发育受到抑制,所以,
在黄鳝第一次性成熟时,是雌性的。当产卵后,雌黄鳝卵巢开始萎缩,
而精巢开始发育,进入一种“雌雄间体”状态,直到最终转化为雄性
环境因素
影响性别
有些生物的性别与环境(温度、光照或营养状况)有关,
如:某些种类的蛙,其成蛙的性别与发育过程中环境温度有关;
如:鳄类在30℃以下孵化几乎全为雌性
1.性染色体上携带有许多基因。下列相关表述错误的是( )
A.位于性染色体上的基因在遗传中遵循孟德尔遗传规律
B.性染色体上的基因决定的性状可表现出伴性遗传的特点
C.ZW型性别决定方式中,雌性个体的两条性染色体为异型
D.X或Y染色体上的基因控制的性状均与性别的形成有关
【解析】性染色体属于同源染色体,位于性染色体上的基因在遗传中遵循孟德尔遗传规律,A正确;
性染色体上的基因决定的性状可表现出伴性遗传的特点,B正确;
ZW型性别决定方式中,雌性个体的性染色体组成为ZW,是异型的,C正确;
· 位于X或Y染色体上的基因,其控制的性状与性别的形成不一定有关,但其上的基因控制的性状遗传往往与性别相关联,D错误。
2.下列有关性别决定的叙述,正确的是( )
A.同型性染色体决定雌性个体,异型性染色体决定雄性个体
B.各种生物细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体
C.含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子
D.性染色体上的基因可伴随性染色体遗传给子代
【解析】XY型性别决定方式中,同型性染色体决定雌性个体,异型决定雄性;而ZW型则相反,A错误;
· 无性别之分的生物没有性染色体,雌雄同株的植物也没有性染色体,如:豌豆,B错误;
含X染色体的配子有雌配子,也有雄配子,但含Y染色体的配子是雄配子,C错误;
性染色体上的基因可伴随性染色体遗传给子代,常使子代的性状表现和性别相关联,D正确。
知识点二 伴性遗传 ★★★★★★★★★★★★
一、伴性遗传
· 决定某些性状的基因位于性染色体上【性染色体上的基因并不都与性别有关(如色盲基因)】,其在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
二、人类性染色体的结构
(1)X、Y染色体虽然形状、大小不同,但在减数分裂过程中X、Y染色体的行为与同源染色体的行为一样,要经历联会和分离的过程,因此X染色体与Y染色体是一对同源染色体。
(2)人类的X、Y染色体可分为三个区段,如图所示。
——名师提醒——
(1)人类的Y染色体只有X染色体大小的1/5左右,但不是所有XY型性别决定的生物的X染色体都比
Y染色体长,如:果蝇的Y染色体比X染色体长。
(2)X、Y染色体同源区段上的基因的遗传涉及性染色体同源区段上的基因时,可类比常染色体上
基因的遗传方式来推导计算,但又不完全一样,如:
· 可见位于性染色体同源区段上的基因所控制的性状的遗传仍与性别相关联。
三、伴X染色体隐性遗传 ★
1.基因位置:致病基因位于X染色体上,是隐性基因,在Y染色体上没有它的等位基因。
2.实例:人类红绿色盲。
❶基因型和表型(用B和b分别表示正常色觉和色盲基因)
项目
女性
男性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表型
正常
正常(携带者)
色盲
正常
色盲
说明:对于伴性遗传,男性色盲与女性色盲是两种不同的表型。人类红绿色盲有4种表型,5种基因型。
❷遗传系谱图符号及含义
符号
□
○
■
●
┳
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……
含义
正常男性
正常女性
男性患者
女性患者
婚配
世代数
❸遗传分析
遗传系谱图
分析
· 亲代:正常女性(纯合子)×男性色盲患者
· 子代:女儿(色盲基因携带者):儿子(正常)=1:1
· 分析:父亲的色盲基因只传给了女儿
· 亲代:女性色盲基因携带者×正常男性
· 子代:女儿(正常):女儿(色盲基因携带者):儿子(正常):儿子(色盲患者)=1:1:1:1
· 分析:儿子的色盲基因来自母亲
· 亲代:女性色盲基因携带者×男性色盲患者
· 子代:女儿(色盲基因携带者):女儿(色盲患者):儿子(正常):儿子(色盲患者)=1:1:1:1
· 分析:儿子的色盲基因来自母亲,父亲的色盲基因只传给了女儿
· 亲代:女性色盲患者×正常男性
· 子代:女儿(色盲基因携带者):儿子(色盲患者)=1:1
· 分析:母亲的色盲基因一定会传给儿子
❹遗传特点
· 男患多于(>)女患。
· 交叉遗传:男性色盲基因一定传给女儿,也一定来自母亲。
· 【女病 父子病】:若女性为患者,则其父亲和儿子一定是患者;
· 【男正 母、女正】:若男性正常,则其母亲和女儿也一定正常。
四、伴X染色体显性遗传 ★
1.基因位置:致病基因位于X染色体上,是显性基因,在Y染色体上没有它的等位基因。
2.实例:抗维生素D佝偻病。
❶基因型和表型
基因型
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
表型
女性患者
女性患者
正常女性
男性患者
正常男性
❷遗传特点
· 女患多于(>)男患。
· 连续/代代遗传
· 【男病 母、女病】:若男性为患者,则其母亲和女儿一定是患者;
· 【女正 父、子正】:若女性正常,则其父亲和儿子也一定正常。
口诀
无中生有为隐性,
隐性遗传看女病,
父子皆正非伴性;
有中生无为显性,
显性遗传看男病,
母女皆正非伴性。
五、伴Y染色体遗传 ★
(1)基因位置:仅位于Y染色体上,基因无显隐性之分。
(2)常见实例:人类外耳道多毛症。
(3)遗传特点:
· 患者全为男性,女性全部正常。
· 没有显隐性之分。
· 父传子,子传孙,具有世代连续性。
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,女患者的父亲和儿子必患病
B.Ⅱ片段上基因控制的遗传病,患者的表型与性别无关
C.若X、Y染色体上存在等位基因,则此基因一定位于Ⅱ片段
D.Ⅲ片段上基因控制的遗传病,患者全为男性
【解析】Ⅰ片段是X染色体特有区段,其上的隐性基因控制的遗传病为隐性遗传病(假设相关基因为A和a),女患者基因型为XaXa,其父亲和儿子必患病,基因型均为XaY,A正确;
Ⅱ片段是X、Y染色体的同源区段,其上基因所控制的性状遗传与性别相关联,B错误;
X、Y染色体互为同源染色体,只有在Ⅱ片段才可能存在等位基因,C正确;
Ⅲ片段是Y染色体特有区段,Ⅲ片段上基因控制的遗传病,患者全为男性,D正确。
2.如图为人类红绿色盲的某遗传系谱图,以下说法错误的是( )
A.Ⅱ-3与正常男性婚配,生育的女孩一定不患病
B.Ⅱ-3与正常男性婚配,生育患病男孩的概率是1/8
C.Ⅱ-4与正常女性婚配,后代都不患病
D.Ⅱ-5与红绿色盲女性婚配,后代一定患病
【解析】人类红绿色盲的遗传方式为伴X隐性遗传。∵Ⅱ-5患病,Ⅰ-2正常,∴Ⅰ-1为红绿色盲基因携带者,∴Ⅱ-3可能是红绿色盲基因携带者的概率为1/2。Ⅱ-3与正常男性婚配,生育的女孩一定不患病,生育患病男孩的概率是1/2×1/2×1/2=1/8,A、B正确。
Ⅱ-4为正常男性,其与正常女性婚配,若该女性为色盲基因携带者,则其后代有可能患病,C错误。
Ⅱ-5为红绿色盲患者,其与红绿色盲女性婚配,后代一定患病,D正确。
3.下列关于X染色体上显性基因决定的遗传病的叙述,正确的是( )
A.男性患者的子女患病概率均为1/2
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该致病基因
D.患者中女性多于男性,患者的双亲中至少有一方是患者
【解析】对于伴X显性遗传病,男性患者的女儿全患病,其儿子是否患病与妻子基因型有关,A错误;
女性患者可以是杂合子,其子女不一定患病,B错误;
伴X显性遗传病致病基因由X染色体上的显性基因决定,正常夫妇性染色体上不可能携带致病基因,C错误;
伴X显性遗传病的患者中女性多于男性,患者的双亲中至少有一方是患者,D正确。
4.人类外耳道多毛症的遗传方式为伴Y染色体遗传。下列叙述正确的是( )
A.控制该病的基因只存在于Y染色体上
B.患者体细胞内都有成对的与该病相关的基因
C.女性不患该病的原因是女性只有隐性基因
D.男性患者产生的精子中均含有该病的致病基因
【解析】控制人类外耳道多毛症的基因只存在于Y染色体上,X染色体上没有对应的基因,A正确、B错误;
女性不患该病的原因是女性不含Y染色体,C错误;男性患者产生的精子中有一半含有该病的致病基因,D错误。
知识点三 伴性遗传的应用★★★★★★★★★★
一、推测后代发病率,指导优生优育,提高人口素质
婚配
生育建议
建议依据
丈夫正常×妻子患红绿色盲
生女孩
该夫妇所生男孩均患色盲,女孩均为携带者
丈夫患抗维生素D佝偻病×妻子正常
生男孩
该夫妇所生女孩均患病,而男孩均正常
二、指导育种工作,提高产量和质量
(1)鸡的性别决定方式是ZW型:雌鸡两条性染色体是异型的(ZW),雄鸡两条性染色体是同型的(ZZ)。
(2)家鸡羽毛:芦花(B)和非芦花(b)是一对相对性状,基因B、b位于Z染色体上。
项目
雄性
雌性
基因型
ZBZB
ZBZb
ZbZb
ZBW
ZbW
表型
芦花
芦花
非芦花
芦花
非芦花
(3)实践应用
饲养蛋鸡时,用非芦花雄鸡与芦花雌鸡交配繁殖,可以根据早期雏鸡的羽毛特征把雌性和雄性区分开,从而做到多养母鸡,多得鸡蛋。遗传图解如下:
1.以下关于伴性遗传在实践中应用的说法错误的是( )
A.某女性为伴X隐性遗传病患者,则其应选择生男孩
B.某男性为伴X显性遗传病患者,其和妻子应选择生男孩
C.欲根据眼睛颜色直接区分子代的雌、雄,可以选择白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配
D.判断红眼和白眼的显隐性关系时,若选择红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,则可能无法判断
【解析】某女性为伴X染色体隐性遗传病患者,则其所生男孩一定患病,其应选择生女孩,A错误;
某男性为伴X染色体显性遗传病患者,则其女儿一定患病,其和妻子应选择生男孩,B正确;
假设红眼和白眼相关基因为A和a,白眼雌果蝇(XaXa)与红眼雄果蝇(XAY)交配,子代雄果蝇(XaY)全为白眼,雌果蝇(XAXa)全为红眼,因此C正确;
判断红眼和白眼的显隐性关系时,若选择杂合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,则子代雌、雄果蝇中均既有红眼也有白眼,无法判断这对相对性状的显隐性关系,D正确。
【题型❶:遗传系谱图的分析】
1.如图为某家族遗传病的遗传系谱图,下列说法正确的是( )
A.通过Ⅰ-3、Ⅰ-4与Ⅱ-2,可判断此病为伴X染色体隐性遗传病
B.若该图表示红绿色盲的遗传,则Ⅲ-2的致病基因来自Ⅰ-3
C.由于患者均为男性,该遗传病的致病基因可能位于Y染色体上
D.Ⅰ-3、Ⅱ-1与Ⅲ-1基因型相同
【解析】∵3和4正常,但有一个患病儿子,∴为隐性遗传病,可能是常染色体也可能是伴X隐性遗传病,A错误。
若该图表示红绿色盲(伴X隐性遗传),则Ⅲ-2的致病基因来自Ⅱ-1,Ⅱ-1的致病基因来自Ⅰ-1,B错误。
∵Ⅱ-2(患者)的父亲(Ⅰ-4)正常,∴致病基因不可能位于Y染色体上,C错误。
若相关基因位于常染色体上:则Ⅰ-3、Ⅱ-1与Ⅲ-1基因型相同且均为杂合子,即Aa;
若相关基因位于X染色体上:则Ⅰ-3、Ⅱ-1与Ⅲ-1基因型相同且均为杂合子,即XAXa,D正确。
2.如图为人类某遗传病(受一对等位基因控制)的家族遗传系谱图(已知致病基因不位于X、Y染色体同源区段),下列分析错误的是( )
A.若Ⅱ4为致病基因携带者,则Ⅱ3和Ⅱ4的子女患病概率为1/4
B.若Ⅰ1不携带致病基因,则Ⅱ3和Ⅱ4的子女不会患病
C.若Ⅱ3无致病基因,则该病可能是常染色体显性遗传病或伴X隐性遗传病中小学封时
D.若该病是显性遗传病,则致病基因可能位于常染色体或X染色体上
【解析】设这对等位基因为A、a,若Ⅱ4为该病致病基因携带者,则该病可能为常染色体隐性遗传病或伴X隐性遗传病,则Ⅱ3和Ⅱ4基因型组合为Aa×Aa或XAY×XAXa,A正确;
若Ⅰ1不携带致病基因,则该病为常染色体显性遗传病,Ⅱ3和Ⅱ4基因型都是aa,B正确;
若Ⅱ3不携带该病致病基因,则该病是常染色体显性遗传病或伴X隐性遗传病,C正确;
据题分析,若该病是显性遗传病,则该病致病基因位于常染色体上,不可能位于X染色体上,D错误。
【题型2:“患病男孩”与“男孩患病”的概率计算】
3.★★已知某家庭一家四口关于某遗传病(受一对等位基因A/a控制)相关基因的电泳结果如图所示,其中1、2为亲代,3、4为子代。不考虑其他异常情况,下列叙述错误的是( )
A.若1、2为表现正常的父母,则该病一定为伴X隐性遗传病
B.若1、2为患病的父母,则再生一个男孩患病的概率一定为1/4
C.若3、4均为正常的子代,则该病不可能为常染色体隐性遗传病
D.若3、4均为患病的子代,则1、2再生一个患病女孩的概率为1/4
【解析】
若1、2
均正常
则第二条泳带(从上到下)
为显性基因,4为隐性纯合子
(无中生有为隐性),
∴不可能是显性遗传病
①若为常染色体隐性遗传,则亲代为Aa×AA,
无法得到子代4(aa),∴假设不成立
A正确
②若为伴X隐性遗传,则亲代为XAXa×XAY,
3为XAXa,4为XaY,假设成立
若1、2
均患病
∵1是杂合子,∴不可能是
隐性遗传病,则第二条泳带
(从上到下)为显性基因,
该病一定为显性遗传病
①若为常染色体显性遗传,则亲代为Aa×AA,
无法得到子代4(aa),假设不成立
B错误
概率应
为1/2
②若为伴X显性遗传,则亲代为XAXa×XAY,
3、4基因型分别为XAXa、XaY,假设成立
若3、4
均正常
假设为常染色体隐性
遗传病,则第一条泳带
(从上到下)为显性基因
1、2基因型分别为Aa、aa,3为Aa,
1、2无法得到4(AA),假设不成立
C正确
若3、4
均患病
则第一条电泳带
(从上到下)为显性基因
①若为常染色体显性遗传,则亲代为Aa×aa,
3为Aa,1、2无法得到4(AA),假设不成立
D正确
②若为伴X显性遗传,则亲代为XAXa×XaY,
3、4基因型分别为XAXa、XAY,假设成立
4.变式演练②:如图为某家系中某遗传病(受一对等位基因A/a控制)的遗传系谱图,不考虑X、Y染色体同源区段的情况,也不考虑其他异常情况。下列说法正确的是( )
A.若Ⅰ-2不携带致病基因,则Ⅰ-1和Ⅰ-2生育一个患病女孩的概率是1/4
B.若Ⅰ-2不携带致病基因,则Ⅰ-1和Ⅰ-2的后代中正常个体可能携带致病基因
C.若Ⅰ-2携带致病基因,则Ⅰ-1和Ⅰ-2生育一个患病男孩的概率是1/4
D.若Ⅰ-2携带致病基因,则Ⅰ-1和Ⅰ-2的后代中正常个体都携带致病基因
【解析】若2不携带致病基因,则该病可能为伴X显性或常染色体显性遗传病,则1为XAY或Aa,2为XaXa或aa。
· 若该病是伴X显性遗传病,则二者生育一个患病女孩的概率为1/2;
· 若该病是常染色体显性遗传病,则二者生育一个患病女孩的概率为1/2×1/2=1/4,A错误。
由A可知,若2不携带致病基因,则其后代为XAXa或Aa(患病)、XaY或aa(正常),∴1和2的后代中正常个体不携带致病基因,B错误。
若2携带致病基因,则该病可能为常染色体隐性或伴X隐性遗传病,则1为aa或XaY,2为Aa或XAXa。
· 若该病是常染色体隐性遗传病,则二者生育一个患病男孩的概率是1/2×1/2=1/4;
· 若该病为伴X隐性遗传病,二者生育一个患病男孩的概率是1/2×1/2=1/4,C正确。
由C可知,若该病是常染色体隐性遗传病,1和2后代基因型为Aa、aa,正常个体(Aa)都携带致病基因;
若该病为伴X隐性遗传病,后代为XAXa、XaXa、XAY、XaY,后代中正常个体(XAY)不携带致病基因,D错误。
【题型3:常染色体与性染色体基因的综合考查】
5.遗传病调查中发现某两个家系都有甲遗传病(相关基因为H、h)和乙遗传病(T、t)患者,遗传系谱图如图所示(不考虑伴Y遗传),研究表明基因型为Hh的个体在正常人群中出现概率为1/100。回答下列问题:
(1)若甲、乙两种遗传病按照最可能的遗传方式来看,则基因H、h和T、t的遗传遵循 (分离定律和)自由组合 定律,理由是 分析图1可知,Ⅰ-1与Ⅰ-2不患甲病,生有一个患甲病的女儿Ⅱ-2,可知甲病为常染色体隐性遗传病;分析图1和图2可知乙病是隐性遗传病,且多为男性患者,乙病最可能是伴X隐性遗传病,该情况下基因T、t和基因H、h位于两对同源染色体上,则基因H、h和基因T、t的遗传遵循自由组合定律 (请阐明甲、乙遗传病最可能的遗传方式再叙述理由)
(2)若Ⅰ-3无乙病的致病基因,请继续以下分析。
①Ⅱ-5基因型为 HHXTY或HhXTY 。
②若Ⅱ-6携带乙病致病基因,则Ⅱ-5与Ⅱ-6婚配所生男孩同时患甲、乙两种遗传病的概率为 1/18 。
③若Ⅱ-7与Ⅱ-8再生育一个女儿,则该女儿患甲病的概率为 1/600 。
【解析】(2)若Ⅰ-3无乙病的病基因,则乙病一定是伴X隐性遗传病。
①Ⅰ-1与Ⅰ-2既不患甲病也不患乙病,但后代中既有甲病患者,也有乙病患者,可知Ⅰ-2是甲、乙两病致病基因的携带者,基因型为HhXTXt;Ⅱ-5是不患甲、乙两病的男性个体,其基因型是HHXTY或HhXTY。
②甲病:Ⅱ-5为1/3HH或2/3Hh,Ⅱ-6为1/3HH或2/3Hh,二者所生后代患甲病(hh)概率:2/3×2/3×1/4=1/9;
乙病:Ⅱ-5为XTY,Ⅱ-6为XTXt,二者所生男孩患乙病(XtY)概率是:1/2。
综上分析,Ⅱ-5与Ⅱ-6婚配所生男孩同时患甲、乙两种遗传病的概率为:1/9×1/2=1/18。
③由图2可知,Ⅱ-7及其父母均不患甲病,但其有一个甲病兄弟(Ⅱ-9),∴其父母均携带甲病基因,Ⅱ-7有关甲病基因型为1/3HH或2/3Hh,又∵Ⅱ-8表型正常 + 题干信息“基因型为Hh的个体在正常人群中出现的概率为1/100”,∴若Ⅱ-7与Ⅱ-8再生一个女儿,则该女儿患甲病(hh)概率为:2/3×1/4×1/100=1/600。
6.变式演练③:如图是某一家族甲遗传病(相关基因为A、a)和乙遗传病(B、b)的遗传系谱图,已知甲、乙两种遗传病至少有一种是伴性遗传病。请回答有关问题:
(1)图中甲病遗传方式为 常染色体显性遗传 ,乙病遗传方式为 伴X隐性遗传 。
(2)5和7可能基因型分别是 AaXBXb 、 aaXBXB或aaXBXb 。
(3)若3和4再生一个女孩,则该女孩表现正常的概率为 1/4 。
(4)8号的乙遗传病致病基因最初来源于图中的 3号 。
(5)若8和9结婚,则生一个患甲病孩子的概率为 2/3 ,生一个正常孩子的概率为 1/4 。
【解析】(1)∵3和4均患甲病,二者有一个正常的女儿,∴甲病为常染色体显性遗传病【有中生无为显性,显性遗传看男病,男病女正非伴性★】;
3和4均不患乙病,二者有一个乙病儿子,∴乙病是隐性遗传病,又已知甲、乙两种遗传病至少有一种是伴性遗传病,则乙病为伴X隐性遗传病【无中生有为隐性,隐性遗传看女病,女病男正非伴性★】。
(2)∵9正常、10不患甲病、患乙病,∴5为AaXBXb;又7正常,8患甲、乙两病,∴3和4基因型是AaXBXb、AaXBY,7号基因型为aaXBXB或aaXBXb。
(3)3号基因型为AaXBXb,4号基因型为AaXBY,二者所生女孩不可能患乙病,所生女孩患甲病(A_)概率为3/4,∴二者所生女孩表现正常的概率为1/4。
(5)只考虑甲病:8号可能基因型为1/3AA、2/3Aa,9号基因型为aa,
∴8和9生一个甲病孩子的概率是:1/3+2/3×1/2=2/3,生一个不患甲病的孩子概率为1/3。
· 关于乙病:8号可能基因型为XbY,5和6基因型分别为XBXb、XBY,则9号基因型为1/2XBXB、1/2XBXb,
∴8和9生一个乙病孩子的概率为:1/2×1/4(XbXb)+1/2×1/4(XbY)=1/4,不患乙病孩子的概率为3/4,
∴二者生一个正常孩子的概率为1/3×3/4=1/4。
【题型4:伴性遗传中的特殊情况分析】
7.剪秋罗是一种雌雄异株的高等植物,控制其叶形宽叶(B)和窄叶(b)的基因位于X染色体上,且b基因会使花粉不育,下列叙述正确的是( )
A.窄叶剪秋罗既可以是雌株,也可以是雄株
B.若亲代组合为宽叶雌株×窄叶雄株,则子代雄株中宽叶占1/2
C.若亲代组合为宽叶雌株×窄叶雄株,则子代雌株全为宽叶
D.若子代雌株全为宽叶,则亲代不论雌雄均为宽叶
【解析】b基因会使花粉不育,即含Xb的花粉不能正常参与受精作用,基因型XbY的雄株只能产生含Y的雄配子,剪秋罗中不会存在基因型XbXb的个体,即窄叶雌株。
∵含Xb的雄配子(花粉)不育,∴窄叶剪秋罗只能是雄株(XbY),Xb来自母本,A错误;
若亲代为宽叶雌株(XBX—)×窄叶雄株(XbY),父本只产生含Y配子,但母本基因型可能是XBXB,也可能是XBXb,∴子代雄株中宽叶比例无法确定,B错误;
若亲代为宽叶雌株(XBX—)×窄叶雄株(XbY),父本只产生含Y配子,后代只有雄株,没有雌株,C错误;
∵雌株没有窄叶(XbXb),∴雌株为XBX—;而雄株若为窄叶(XbY),则杂交后代就没有雌株,因此若子代雌株全为宽叶,则亲本雄株只能是宽叶(XBY),D正确。
(解题通法)
❶致死类型分析
1.配子致死型
某些致死基因可导致雄配子死亡,从而使后代只出现某一性别的子代。∴若后代出现单一性别现象,应考虑“雄配子致死”问题。如剪秋罗植物叶形遗传(相关基因用B、b表示):
2.个体致死型
某两种配子结合会导致个体死亡,有胚胎致死、幼年死亡和成年死亡等几种情况。一般情况下,若子代中雌:雄≈2:1,则说明雄性个体中有一半出现致死现象,致死原因可能是雄性个体显性纯合致死或隐性纯合致死。
①若同时子代性状比例为 → 显性性状:隐性性状=1:2 → 则说明是雄性个体显性纯合致死。
②若同时子代 → 全部表现为显性性状 → 则说明是雄性个体隐性纯合致死。
如图为X染色体上的隐性基因使雄性个体致死的情况(相关基因用A、a表示):
❷性染色体相关“缺失”下的传递分析
(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:XAXa×AAY,若a基因缺失,则变成XAXO×XAY → XAXA、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:XAXa×AAY,若Xa缺失,则变成XAO×XAY → XAXA、XAY、OXA、OY。
8.变式演练④:中国早在《诗经》中,就有“田祖有神,秉畀炎火”的记载,意思是夜里以火诱捕蝗虫以消灭之,雌蝗虫有11对常染色体,1对性染色体(XX),雄蝗虫只有1条性染色体(X),没有Y染色体,可表示为XO。控制蝗虫复眼的正常基因(B)和异常基因(b)位于X染色体上,且基因b会使雄配子致死。下列叙述错误的是( )
A.雄蝗虫减数第二次分裂后期细胞中可能不含X染色体
B.雄蝗虫有丝分裂前的间期细胞内的DNA分子数目最多为46个
C.蝗虫群体中,仅考虑B、b基因,共4种基因型
D.杂合复眼正常雌性个体和复眼异常雄性个体杂交,后代中复眼正常:复眼异常=1:1
【解析】雄蝗虫缺少Y染色体,∴其减Ⅱ后期形成的次级精母细胞中,可能不含X染色体,A正确;
雄蝗虫体细胞中有23条染色体,在有丝分裂前的间期(DNA复制后)细胞内核DNA分子数目为46个,但细胞中还有少量细胞质DNA,∴雄蝗虫有丝分裂前的间期细胞内DNA分子数大于46个,B错误;
蝗虫群体中,仅考虑B、b基因,雌蝗虫有XBXB、XBXb两种基因型(基因b会使雄配子致死,∴不可能有基因型为XbXb的个体),雄蝗虫有XBO、XbO两种基因型,共有4种基因型,C正确;
杂合复眼正常雌性个体基因型为XBXb,复眼异常雄性个体基因型为XbO,由于基因b使雄配子致死,因此两者杂交后代中复眼正常雄性(XBO):复眼异常雄性(XbO)=1:1,D正确。
【题型5:有关ZW型性别决定方式的分析】
9.某种昆虫触角的丝状(A)对棒状(a)为显性,等位基因A、a位于性染色体的非同源区段上:
(1)XY型性别决定方式中,XY对应雄性、XX对应雌性;ZW型性别决定方式中,ZZ对应雄性、ZW对应雌性。为确定该种昆虫的性别决定方式,某实验小组让丝状触角雄虫与棒状触角雌虫交配,若子代 都表现为丝状触角或雌雄昆虫的触角均表现为丝状:棒状=1:1 ,则其性别决定方式为ZW型。
(2)若该昆虫性别决定方式为ZW型,触角形状还受常染色体上等位基因B、b控制。基因b能抑制基因a的表达而使昆虫出现羽状触角,基因B则没有该效应。某棒状触角雌虫与丝状触角雄虫交配,所得F₁中羽状触角雌虫所占比例为1/8。
①杂交亲本基因型为 BbZaW、bbZAZa ,F₁中丝状触角个体所占比例为 1/2 。
②请设计测交实验来鉴定自然群体中某棒状触角雌虫基因型,简要写出杂交组合表型和预期结果及结论。
· 杂交组合: 棒状触角雌虫×羽状触角雄虫 。
· 预期结果及结论: 若子代中出现羽状触角个体,则该棒状触角雌虫基因型为BbZaW ;
若子代均表现为棒状触角,则该棒状触角雌虫基因型为BBZaW 。
【解析】(1)若该昆虫性别决定方式为ZW型,则丝状触角雄虫(ZAZA或ZAZa)与棒状触角雌虫(ZaW)交配,亲本雄虫基因型为ZAZA时,子代基因型为ZAZa、ZAW,即子代都表现为丝状触角;
亲本雄虫基因型为ZAZa时,子代基因型为ZAZa、ZAW、ZaZa、ZaW,即雌雄虫触角均表现为:丝状:棒状=1:1。
(2)某棒状触角雌虫(ZaW)与丝状触角雄虫(ZAZ-)交配,所得F₁中羽状触角雌虫(ZaW)所占比例为1/8,可知亲本丝状触角雄虫基因型为ZAZa,两对等位基因的遗传遵循自由组合定律,等位基因A、a位于Z染色体上,等位基因B、b位于常染色体上。
根据b能抑制a的表达而使昆虫出现羽状触角,B则没有该效应,采用逐对法分析:
1/8=1/2(bb)x1/4(ZaW),则亲本基因型为BbZaaW×bbZAZa。
F₁中丝状触角个体(BbZAZa、BbZAW、bbZAZa、bbZAW)所占比例为:
1/2×1/4+1/2×1/4+1/2×1/4+1/2×1/4=1/2。
· 可用测交法鉴定自然群体中某棒状触角雌虫基因型,即:
让该棒状触角雌虫(B_ZaW)与羽状触角雄虫(bbZaZa)交配.。
· 若子代中出现羽状触角个体(bbZa_),则该棒状触角雌虫基因型为BbZaW;
· 若子代均表现为棒状触角(BbZa_),则该棒状触角雌虫基因型为BBZaW。
ZW型性别决定方式的特点(解题通法)
ZW型性别决定生物的雌雄个体的性染色体组型与XY型正好相反,因而其遗传特点与XY型呈现出
明显不同的遗传特点(也可以根据XY型的某些特点把性别转换后进行分析)。
伴W染色体遗传
限雌性之间代代相传
伴Z染色体显性遗传
雄性多于雌性,连续遗传,表现相应性状的雌性个体的
雄性亲本及雄性后代都具有相应性状
伴Z染色体隐性遗传
雌性隐性就表现,雄性隐性纯合才表现,雌性多于雄性,
表现相应性状的雄性个体的雌性亲本与雌性后代均具有相应性状
10.变式演练⑤:乌柏大蚕蛾的性别决定方式为ZW型。已知有无斑纹和触角长短分别由等位基因A/a和B/b控制,其在染色体上位置未知。某科研小组用纯合有斑纹短触角雌蛾与纯合无斑纹长触角雄蛾进行交配,F₁的表型均为有斑纹长触角,F₁相互交配所得F₂的表型及比例为:有斑纹长触角:有斑纹短触角:无斑纹长触角:无斑纹短触角=9:3:3:1,且F₂雌雄个体中关于有无斑纹的性状表现及比例均相同。不考虑Z、W染色体的同源区段,下列叙述错误的是( )
A.两对相对性状中显性性状分别是有斑纹、长触角
B.该乌柏大蚕蛾控制有无斑纹的基因位于常染色体上
C.该乌柏大蚕蛾控制触角长短的基因位于Z染色体上
D.F₂自由交配所得后代中有斑纹个体所占的比例为3/4
【解析】由题中信息“纯合有斑纹短触角雌蛾与纯合无斑纹长触角雄蛾进行交配,F₁的表型均为有斑纹长触角”,可判断有斑纹、长触角为显性性状,A正确;
由题中信息“F₂雌雄个体中关于有无斑纹的性状表现及比例均相同”,可推出控制有无斑纹的基因位于常染色体上,B正确;
题述实验数据中没有提到长触角个体和短触角个体的性别比例,∴不能确定控制触角长短的基因是否位于Z染色体上,C错误;
仅考虑有无斑纹这一相对性状,F₂中有斑纹:无斑纹=3:1,即F₂中AA:Aa:aa=1:2:1,则F₂中A、a配子占比均为1/2,∴F₂自由交配所得后代中有斑纹个体(A_)所占比例为1/2×1/2+1/2×1/2×2=3/4,D正确。
【题型6:由常染色体上基因控制与性别有关的遗传】
11.鸡的羽毛形态有两种表型,通常母鸡羽毛宽、短、钝且直,为母羽;公鸡羽毛细、长、尖且弯曲,为雄羽。所有母鸡都只表现母羽,而公鸡可以是母羽也可以是雄羽。已知鸡的这种羽毛性状受一对等位基因控制(用H、h表示)。选择两只母羽鸡交配,发现F₁公鸡中:母羽:雄羽=3:1。另外,鸡的羽色有金色和银色,银色(A)对金色(a)为显性,A、a这对等位基因位于Z染色体上。
(1)控制鸡母羽与雄羽的基因位于 常 染色体上,请说明理由: 若H、h基因位于Z染色体上,则两只母羽鸡交配后代公鸡全部表现为母羽,与“F₁公鸡中母羽:雄羽=3:1的结果不相符 。
鸡的羽毛形态遗传体现了基因型与表型的关系是 表型由基因型决定,同时还受环境因素(甚至包括生物性别差异)的影响 。
(2)自然界中,雄性群体中金色羽毛个体所占比例与雌性相比 较低 (填“一样”“较高”"较低"),原因是 雌性个体中,只要含Za就表现金色,而雄性个体中,只有基因型为ZaZa的个体才表现金色,因此在雌性群体中金色羽毛个体所占比例较高 。
(3)让两只纯合金色雄羽公鸡与纯合银色母羽母鸡交配,再让F₁雌雄个体自由交配,F₂的表型 6 种,其中雄羽金色个体所占比例是 1/12 。
【解析】(1)由题可知,两只母羽鸡交配,F₁公鸡中母羽:雄羽=3:1,后代发生了性状分离,母羽为显性性状。虽然题干信息“所有母鸡都只表现母羽,而公鸡可以是母羽也可以是雄羽”显示羽毛性状的遗传与性别有关,但仍需分析F₁的分离比。假设H、h基因位于Z染色体上,则两只亲本母羽鸡基因型分别为ZHZh(雄性)和ZHW(雌性),二者交配,后代中雄性个体基因型为ZHZ-,都表现为母羽,这与题干信息“F₁公鸡中母羽:雄羽=3:1”不相符,因此假设不成立,基因应位于常染色体上。鸡羽毛形态的遗传体现了表型由基因型控制,同时还受环境影响,甚至本题中性别也影响了表型。
(2)鸡的性别决定方式为ZW型,雌性个体性染色体组成为ZW,雄性个体性染色体组成为ZZ,在雌性个体中,只要含Za就表现金色,而在雄性个体中,基因型为ZAZA和ZAZa的个体都表现银色,只有基因型为ZaZa的个体才表现金色,因此在雌性群体中金色羽毛个体所占比例较高。
(3)纯合金色雄羽公鸡与纯合银色母羽母鸡基因型分别是hhZaZa和HHZAW,F₁基因型是HhZAZa和HhZaW,雌雄交配,情况如表;
基因型
H_ZAW、hhZAW
H_ZaW、hhZaW
H_ZAZa
hhZAZa
H_ZaZa
hhZaZa
表型
母羽银色雌性
母羽金色雌性
母羽银色雄性
雄羽银色雄性
母羽金色雄性
雄羽金色雄性
· F₂的表型共有6种,其中雄羽金色个体所占比例是1/12。
解后反思
平时在做题时常常看到后代表型与性别有关,就判断属于伴性遗传,本题中鸡的羽毛形态虽在不同性别表现上有差异,但其实际上由常染色体上的基因控制,因此做题时一定要细心。
某些由位于常染色体上的基因控制的性状,在表型上受个体性别的影响。
· 如:绵羊的有角和无角受常染色体上一对等位基因的控制,有角基因(H)为显性,无角基因(h)为隐性,在杂合体(Hh)中,公羊表现为有角,母羊则表现为无角;
· 又如:人类的遗传性斑秃,男性杂合子(Bb)会出现早秃,而女性杂合子(Bb)不出现早秃,女性纯合子(BB)才出现早秃。
· 另外还有些基因,只在一种性别中表达,而在另一种性别中完全不表达。这类试题在题干中往往会给出某些信息,因此解题时需要注意题干的有效信息。
12.变式演练⑥:由常染色体上基因控制的性状,在表型上受个体性别影响的现象称为从性遗传。山羊的有角和无角是一对相对性状(有角对无角为显性),由一对等位基因B、b控制。现让一只纯合雌性无角山羊与一只纯合雄性有角山羊杂交多次,得到的F₁(数量足够多)中雌雄个体各表现一种性状。有人认为这是伴性遗传,B、b基因位于X染色体上;也有人认为这是从性遗传,基因型为BB的个体无论雌雄均表现为有角,基因型为bb的个体无论雌雄均表现为无角,基因型为Bb的个体在雄性中表现为有角,在雌性中表现为无角。
(1)从性遗传和伴性遗传的相同点在于性状表现都与性别相关联,不同点主要在于 从性遗传中控制相应性状的基因位于常染色体上,而伴性遗传中控制相应性状的基因位于性染色体上(或控制相应性状的基因所在的染色体不同) 。
(2)若山羊的有角和无角为伴性遗传,则F₁中雌性山羊基因型为 XBXb 。
(3)若山羊的有角和无角为从性遗传,则F₁中雌、雄个体的表型分别为 无角、有角 ;在山羊群体中,让雌、雄无角山羊相互交配,后代 不会 (填“会”或“不会”)出现雌性有角山羊,试分析其原因: 雌性有角山羊基因型为BB,雌性无角山羊基因型为Bb或bb,雄性无角山羊基因型为bb,雌、雄无角山羊相互交配的后代中不会出现基因型为BB的个体 。
【解析】(2)若山羊的有角和无角为伴性遗传,则亲本基因型为XbXb、XBY,F₁基因型为XBXb、XbY。
(3)若山羊的有角和无角为从性遗传,则亲本基因型为bb()、BB(),F₁基因型为Bb,其中雌性表现为无角,雄性表现为有角。山羊群体中,雌性有角山羊基因型为BB,雌性无角山羊基因型为Bb或bb,雄性无角山羊基因型为bb,∴雌、雄无角山羊相互交配的后代中不会出现基因型为BB的山羊。
【题型7:性反转现象的问题】
13.鸡的芦花性状是由位于Z染色体上的显性基因决定的,一只非芦花母鸡性反转成公鸡,让其与芦花母鸡交配,得到的F₁中,芦花公鸡:芦花母鸡:非芦花母鸡=1:1:1。下列错误的是( )
A.F₁中的芦花公鸡一定是杂合子
B.雏鸡至少需要1条Z染色体才能存活
C.经性反转得到的公鸡的性染色体组成并未改变
D.F₁中芦花母鸡和芦花公鸡交配,F₂中母鸡均为芦花鸡
【解析】假设鸡的芦花和非芦花性状是由位于Z染色体上的等位基因B、b控制的,经性反转得到的非芦花公鸡基因型为ZbW,让其与芦花母鸡(基因型为ZBW)交配,得到的子代中,芦花公鸡(ZBZb):芦花母鸡(ZBW):非芦花母鸡(ZbW)=1:1:1,因此F₁中的芦花公鸡是杂合子,A正确;
基因型为WW的鸡不能成活,雏鸡至少需要1条Z染色体才能存活,B正确;
鸡的性别决定方式是ZW型,性反转只是表型变化,而不涉及染色体和基因的变化,∴经性反转得到的公鸡的性染色体组成还是ZW,C正确;
F₁中芦花母鸡(ZBW)和芦花公鸡(ZBZb)交配,F₂中母鸡基因型是ZBW、ZbW,芦花鸡和非芦花鸡都有,D错误。
14.变式演练⑦:研究发现,在植物中也存在性反转现象。如大麻(性别决定方式为XY型)的基因a纯合时,可使大麻雌株发生性反转,而雄株没有该现象。不考虑其他异常情况。现用两株未发生性反转的大麻进行杂交并得到足够多的后代。下列分析正确的是( )
A.性反转现象不仅改变了生物的表型,也改变了生物的性染色体组成
B.若基因a位于常染色体上,则子代雌雄个体数量之比一定为1:1
C.若子代雌雄个体数量之比为1:3,则基因a一定位于X染色体上
D.若子代雌雄个体数量之比不是1:1,则亲本一定都含有基因a
【解析】性反转现象只改变生物的表型,不改变生物的性染色体组成,A错误。
· 若基因a位于常染色体上,当亲本基因型均为Aa时,由于基因型为aa时可使大麻雌株发生性反转,∴子代雄株所占比例为:1/2+1/2×1/4=5/8,雌株所占比例为:1/2-1/2×1/4=3/8,雌雄个体数量之比为3:5,B错误。
· 若亲本杂交组合为Aa(雌株)×aa(雄株)(基因a位于常染色体上),子代雌株中有1/2(基因型为aa)发生性反转,则子代雌雄个体数量之比为1:3;若亲本杂交组合为XAXa(雌株)×XaY(雄株)(基因a位于X染色体上),子代雌株(XAXa):雄株(XaXa【发生性反转】、XAY、XaY)=1:3,∴基因a不一定位于X染色体上,C错误。
· 大麻的性别决定方式为XY型,其子代雌雄个体数量之比应为1:1,若子代雌雄个体数量之比不是1:1,说明一部分子代发生了性反转,则亲本一定都含有基因a,D正确。
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