第2章 微专题3 遗传系谱图的解题规律及判断基因在染色体上位置的实验设计 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一生物学必修2 遗传与进化（浙科版2019）

微专题三 遗传系谱图的解题规律及判断基因在染色体上位置的实验设计 第二章　染色体与遗传 一、遗传系谱图的解题规律 1.遗传系谱图的分析判断 (1)确定是否为细胞质遗传 若系谱图中母亲患病，子女全患病；母亲正常，子女全正常，与父亲是否患病无关，则很可能是细胞质遗传。如图所示： (2)确定是否为伴Y染色体遗传 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，则为伴Y染色体遗传。如图所示： ②若系谱图中，患者有男有女，则不是伴Y染色体遗传。 (3)确定是显性遗传还是隐性遗传 ①“无中生有”是隐性遗传病，如图1。 ②“有中生无”是显性遗传病，如图2。 (4)确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传 ①在已确定是隐性遗传的系谱图中，主要参照“女患者” a.若女患者的父亲和儿子都患病，则最可能为伴X染色体隐性遗传，如图3。 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，如图4。 ②在已确定是显性遗传的系谱图中，主要参照“男患者”。 a.若男患者的母亲和女儿都患病，则最可能为伴X染色体显性遗传，如图5。 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，如图6。 (5)若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小推测 ①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，如图所示： ②如图最可能为伴X染色体显性遗传。 2.关于“患病男孩”与“男孩患病”的概率计算 (1)常染色体遗传 如果控制某遗传病的基因位于常染色体上，由于常染色体与性染色体是自由组合的，则： ①患病男孩的概率＝患病孩子的概率× ②男孩患病的概率＝患病孩子的概率。 (2)伴性遗传 如果控制某遗传病的基因位于性染色体上，由于该性状与性别联系在一起，则： ①患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率。 ②男孩患病的概率＝后代男孩中患病的概率。 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 例1　如图是四种遗传病的遗传系谱图，其中肯定不属于伴X染色体隐性遗传病的是(不考虑基因突变和染色体畸变) √ 例2　某家族有甲、乙两种遗传病，如图为其遗传系谱图。甲遗传病由一对等位基因(A、a)控制，乙遗传病由另一对等位基因(B、b)控制，这两对等位基因独立遗传。已知Ⅲ4携带甲遗传病的致病基因，不携带乙遗传病的致病基因。下列表述错误的是 A.乙病为伴X染色体隐性遗传病 B.Ⅲ3的基因型为AAXBXb或AaXBXb C.若Ⅲ3和Ⅲ4再生一个孩子，则这个 孩子只患一种病的概率是1/3 D.若Ⅳ1与一个正常男性结婚，则他 们生一个患乙遗传病男孩的概率是1/16 √ 由分析可知，乙病为伴X染色体隐 性遗传病，A正确； Ⅲ3表现正常，有患乙病的儿子，则 其关于乙病的基因型为XBXb，其双 亲正常，但有患甲病的兄弟，说明 其双亲均是甲病携带者，则其基因型为AA或Aa，因此，Ⅲ3的基因型为AAXBXb或AaXBXb，B正确； Ⅲ3的基因型为1/3AAXBXb或2/3AaXBXb， Ⅲ4表现正常，且携带甲遗传病的致病 基因，因此其基因型为AaXBY，Ⅲ3和 Ⅲ4再生一个孩子患甲病的概率为2/3× 1/4＝1/6、患乙病的概率为1/4，因此二 者再生一个孩子只患一种病的概率是1/6×3/4＋5/6×1/4＝1/3，C正确； Ⅲ3和Ⅲ4关于乙病的基因型分别是XBXb、XBY，则Ⅳ1关于乙病的基因型为1/2XBXB、1/2XBXb，其与一个正常男性(XBY)结婚，则他们生一个患乙遗传病男孩的概率是1/2×1/4＝1/8，D错误。 二、判断基因所在位置的实验设计 1.两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的判断方法 (1)位置关系 ①两对等位基因位于一对同源染色体上(基因用A、a，B、b表示)，位置如图甲和乙： ②两对等位基因位于两对同源染色体上(基因用A、a，B、b表示)，位置如图丙： (2)判断方法 ①自交法：如果双杂合子自交，后代表型分离比符合3∶1或1∶2∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果后代表型分离比符合9∶3∶3∶1，则控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 ②测交法：双杂合子与双隐性纯合子测交，如果测交后代表型比符合1∶1，则控制两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上；如果测交后代表型比符合1∶1∶1∶1，则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。 2.判断基因位于常染色体上还是X染色体上 (1)在已知显隐性性状的条件下，可让雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交 (2)在未知(或已知)显性性状条件下，可采取正反交杂交实验 ①若正、反交结果相同，则基因位于常染色体上。 ②若正、反交结果不同，则基因位于X染色体上。 3.判断基因位于X、Y染色体同源区段上还是仅位于X染色体上 4.判断基因位于X、Y染色体的同源区段上还是位于常染色体上 用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，获得的F1全表现为显性性状，再让F1的雌、雄个体随机交配获得F2，观察F2的表型情况。即： 例3　下面是探究基因位于X、Y染色体的同源区段上，还是只位于X染色体上的实验设计思路，请判断下列说法中正确的是 方法1：纯合显性雌性个体×隐性雄性个体→F1 方法2：隐性雌性个体×纯合显性雄性个体→F1 结论：①若子代雌、雄全表现显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段上 ②若子代雌性个体表现显性性状，雄性个体表现隐性性状，则基因只位于X染色体上 ③若子代雄性个体表现显性性状，则基因只位于X染色体上 ④若子代雌性个体表现显性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段上 A.“方法1＋结论①②”能够完成上述探究任务 B.“方法1＋结论③④”能够完成上述探究任务 C.“方法2＋结论①②”能够完成上述探究任务 D.“方法2＋结论③④”能够完成上述探究任务 √ 从方法设计上讲，方法1达不到设计目的，因为不管基因是位于X、Y染色体的同源区段上，还是只位于X染色体上，结果都为子代雌、雄全表现显性性状；方法2的设计是正确的，假设控制某一相对性状的基因A、a位于X、Y染色体的同源区段上，那么隐性雌性个体的基因型为 XaXa，纯合显性雄性个体的基因型为XAYA，XaXa×XAYA→XAXa、XaYA，则得出结论①，假设基因只位于X染色体上，XaXa×XAY→ XAXa、XaY，则得出结论②。因此“方法2＋结论①②”能够完成上述探究任务。 例4　(2023·温州高一期中)果蝇是遗传学研究的经典实验材料，科研人员利用黑腹果蝇的残翅红眼和长翅白眼两个纯种做了以下实验，已知A/a控制果蝇翅形，B/b控制眼色。两组杂交实验结果如下(Y染色体上不存在相关基因)，回答下列问题： 项目 实验① 实验② 亲本 ♀残翅红眼×♂长翅白眼 ♀长翅白眼×♂残翅红眼 F1 ♀长翅红眼 ♂长翅红眼 ♀长翅红眼 ♂长翅白眼 个体数 920 927 930 926 (1)摩尔根等科学家的研究，把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来，证明了__________________。 项目 实验① 实验② 亲本 ♀残翅红眼×♂长翅白眼 ♀长翅白眼×♂残翅红眼 F1 ♀长翅红眼 ♂长翅红眼 ♀长翅红眼 ♂长翅白眼 个体数 920 927 930 926 基因位于染色体上 实验①和实验②为正反交实验，根据正反交结果可知，长翅和残翅位于常染色体上，长翅为显性性状，控制眼色的基因位于X染色体上，红眼为显性性状，则实验①双亲基因型为aaXBXB、AAXbY，实验②双亲基因型为AAXbXb、aaXBY。 摩尔根等通过果蝇杂交实验证明了基因在染色体上。 项目 实验① 实验② 亲本 ♀残翅红眼×♂长翅白眼 ♀长翅白眼×♂残翅红眼 F1 ♀长翅红眼 ♂长翅红眼 ♀长翅红眼 ♂长翅白眼 个体数 920 927 930 926 (2)眼色基因位于_________上，判断依据是_________________________ __________________________________________________。 项目 实验① 实验② 亲本 ♀残翅红眼×♂长翅白眼 ♀长翅白眼×♂残翅红眼 F1 ♀长翅红眼 ♂长翅红眼 ♀长翅红眼 ♂长翅白眼 个体数 920 927 930 926 与性别有关(实验②中F1雌性全为红眼，雄性全为白眼) 根据实验②结果F1雌性全为红眼，雄性全为白眼，出现了性别差异，则说明眼色基因位于X染色体上。 X染色体 实验②结果说明眼色性状 (3)实验①F1雌雄果蝇相互交配，F2果蝇的表型有___种；F2雄性个体中表现长翅红眼性状的概率为____。 项目 实验① 实验② 亲本 ♀残翅红眼×♂长翅白眼 ♀长翅白眼×♂残翅红眼 F1 ♀长翅红眼 ♂长翅红眼 ♀长翅红眼 ♂长翅白眼 个体数 920 927 930 926 6 3/8 实验①F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，则相互交配F2的表型有2×3＝6(种)，F2雄性个体中长翅红眼(A_XBY)所占的比例为3/4×1/2＝3/8。 (4)果蝇体色灰身、黑身由另一对等位基因D、d控制。将灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交，F1雌雄果蝇均为灰身长翅，F1灰身长翅雌果蝇测交，F2中灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅＝42∶8∶8∶42。据此推测，果蝇的体色和翅形的遗传均遵循孟德尔的_______定律，在减数分裂过程中有32%的初级卵母细胞发生了交叉互换。 项目 实验① 实验② 亲本 ♀残翅红眼×♂长翅白眼 ♀长翅白眼×♂残翅红眼 F1 ♀长翅红眼 ♂长翅红眼 ♀长翅红眼 ♂长翅白眼 个体数 920 927 930 926 分离 将灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交，F1雌雄果蝇均为灰身长翅，说明灰身和长翅为显性，基因型为AaDd，F1灰身长翅雌果蝇测交，F2中灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅＝42∶8∶8∶42，不符合1∶1∶1∶1的比例，但黑身∶灰身＝1∶1，残翅∶长翅＝1∶1，说明这两对等位基因位于一对同源染色体上，则果蝇的体色和翅形的遗传均遵循孟德尔的分离定律。 (5)若果蝇灰身基因位于下图中的1号染色体上，请在图中画出F1灰身长翅雌果蝇体内控制体色、翅形基因在相关染色体上的位置。 答案　如图所示 由第(4)问可知，A/a与D/d这两对等位基因连锁，且AD连锁，ad连锁，则相应基因在染色体上的位置如答案所示。 1.如图是人类某些遗传病的系谱图，不考虑其他因素的影响，下列根据图谱作出的判断中，错误的是 A.图谱②肯定是显性遗传病 B.图谱①一般是常染色体隐性遗传病 C.图谱③一定不是细胞质遗传病 D.图谱④一定是伴X染色体隐性遗传病 1 2 3 4 5 6 跟踪训练 √ 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 图谱②中双亲有病，女儿正常， 为“有中生无”，所以肯定是显 性遗传病，A正确； 图谱①中双亲正常，后代女儿患 病，为“无中生有”，一般为常染色体隐性遗传病，B正确； 图谱③中母亲正常，儿子有病，所以不可能是细胞质遗传病，C正确； 图谱④中母亲有病，父亲正常，儿子有病，可能是常染色体隐性遗传病、常染色体显性遗传病、伴X染色体显性遗传病、伴X染色体隐性遗传病或细胞质遗传病，D错误。 2.如图所示为某种由一对等位基因控制的遗传病的系谱图，下列叙述错误的是 A.此图中Ⅰ1一定是杂合子 B.Ⅱ2与正常男性结婚，生出正常孩子的概率 为1/3或1/4 C.此图可以表示抗维生素D佝偻病遗传的家系 D.Ⅰ代的这对夫妇再生一个男孩，正常的概率是1/4 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 √ 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 无论是常染色体遗传还是伴性遗传， Ⅱ1中的正常基因一定有一个来自Ⅰ1， 因此Ⅰ1一定是杂合子，A正确； 假设相关基因用A、a表示，若该病为常染色体显性遗传病，推断亲本的基因型均为Aa，因此Ⅱ2的基因型应该为1/3AA、2/3Aa，与正常男性(aa)婚配，生出正常孩子的概率为2/3×1/2＝1/3；若该病为伴X染色体显性遗传病，推断亲本的基因型分别为XAXa、XAY，因此Ⅱ2的基因型应该为1/2XAXA、1/2XAXa，与正常男性(XaY)婚配，生出正常孩子的概率为1/2×1/2＝1/4，B正确； 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性 遗传病，题图可以表示其遗传的家系， C正确； 若该病为常染色体显性遗传病，亲本的基因型均为Aa，再生一个男孩，正常的概率为1/4，若该病为伴X染色体显性遗传病，亲本的基因型分别为XAXa、XAY，再生一个男孩，正常的概率为1/2，D错误。 3.马的毛色中，栗色与白色是一对相对性状，受一对等位基因控制，现有一匹家系不明的雄性栗色马与若干匹纯种白色马杂交，生出的若干匹马中，大量统计发现只有两种表型，为雌性栗色马和雄性白色马且比例接近于1∶1，据此可以判断 A.栗色为显性性状，且控制这对相对性状的基因最可能位于常染色体上 B.栗色为显性性状，且控制这对相对性状的基因可能只位于X染色体上 C.白色为显性性状，且控制这对相对性状的基因最可能位于常染色体上 D.白色为显性性状，且控制这对相对性状的基因可能只位于X染色体上 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 √ 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 由题意可知，雄性栗色马与纯种雌性白色马杂交，后代雌性全为栗色马，雄性全为白色马且二者比例接近于1∶1，说明这对性状的遗传与性别相关联，为伴X染色体遗传(设相关基因用B、b表示)。假设栗色为隐性性状，则亲本为XbY×XBXB，后代雌、雄马都是XB_即为白色马，这与题干信息矛盾，说明栗色为显性性状。综上分析，故选B。 4.如图为果蝇性染色体结构简图。要判断果蝇某伴性遗传基因位于片段Ⅰ上还是片段Ⅱ－1上，现用一只表型是隐性的雌果蝇与一只表型为显性的雄果蝇杂交，不考虑突变，若后代：①雌性为显性，雄性为隐性；②雌性为隐性，雄性为显性，可推断①、②两种情况下该基因分别位于 A.片段Ⅰ；片段Ⅰ B.片段Ⅱ－1；片段Ⅰ C.片段Ⅱ－1或片段Ⅰ；片段Ⅱ－1 D.片段Ⅱ－1或片段Ⅰ；片段Ⅰ 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 √ 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 根据题意分析，现用一只表型是隐性的雌果蝇与 一只表型为显性的雄果蝇杂交，假设相关基因用 A、a表示，如果基因位于片段Ⅰ上，则雄性可以 有3种基因型(XAYA、XAYa、XaYA)，所以后代有以 下几种情况：雌性和雄性都为显性，雌性为显性、 雄性为隐性，雌性为隐性、雄性为显性，①、②两种情况都可能出现；如果基因位于片段Ⅱ－1上，则后代雌性为显性，雄性为隐性，符合①的结果。所以①、②两种情况下该基因分别位于片段Ⅱ－1或片段Ⅰ、片段Ⅰ上，故选D。 A.图甲、乙、丙中基因A/a、F/f均遵循基因的自由组合定律 B.若杂交后代有3种表型，比例为1∶2∶1，则基因相对位置如图甲所示 C.若杂交后代有4种表型，比例为4∶2∶2∶1，则基因相对位置如图乙所示 D.若杂交后代有2种表型，比例为1∶1，则基因相对位置如图丙所示 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 √ 5.科学家在研究果蝇的突变体时，发现其常染色体上有显性基因A控制卷翅(a控制正常翅)和显性基因F控制星状眼(f控制正常眼)，均属于纯合致死 基因。现让基因型为AaFf的两只雌、雄果蝇进行交配，欲定位A/a、F/f在染色体上的相对位置(有如图所示三种情况)。下列有关说法正确的是 6.如图为甲病(A、a)和乙病(B、b) 的遗传系谱图，其中乙病为伴性 遗传病，请回答下列问题： (1)甲病属于_____，乙病属于____。 A.常染色体显性遗传病 B.常染色体隐性遗传病 C.伴X染色体显性遗传病 D.伴X染色体隐性遗传病 E.伴Y染色体遗传病 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 A D 患甲病的夫妇(Ⅱ－3、Ⅱ－4) 生出了一个正常的女儿(Ⅲ－9)， 即“有中生无”，则甲病一定 是常染色体显性遗传病。无乙 病的夫妇(Ⅰ－1、Ⅰ－2)生出患乙病的孩子(Ⅱ－7)，则乙病一定是隐性遗传病。由题干可知，乙病为伴性遗传病，根据题图中Ⅱ－7患乙病和Ⅲ－14不患病可知，乙病不是伴Y染色体遗传病，所以乙病一定是伴X染色体隐性遗传病。 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 (2)Ⅱ－5为纯合子的概率是_____，Ⅱ－6的基因型为________，Ⅲ－13的致病基因来自_______。 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 1/2 aaXBY Ⅱ－8 由分析可知，Ⅰ－1、Ⅰ－2的基因型分别为aaXBXb和AaXBY，则Ⅱ－5 是纯合子(aaXBXB)的概率为1/2；Ⅱ－6表型正常，其基因型应为aaXBY，Ⅲ－13的致病基因来自Ⅱ－8。 (3)假如Ⅲ－10和Ⅲ－13结婚，生育的孩子患甲病的概率是_____，患乙病的概率是_____，不患病的概率是______。 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 2/3 1/8 7/24 若只研究甲病，Ⅲ－10的基因 型为2/3Aa或1/3AA，Ⅲ－13的 基因型为aa，则二者生育的孩 子患甲病的概率为1/3＋2/3× 1/2＝2/3；若只研究乙病，Ⅲ－10的基因型为3/4XBXB或1/4XBXb，Ⅲ－13的基因型为XbY，则二者生育的孩子患乙病的概率为1/4×1/2＝1/8，Ⅲ－10与Ⅲ－13生育的孩子不患病的概率为(1－2/3)×(1－1/8)＝7/24。 跟踪训练 1 2 3 4 5 6 。 隐性雌×显性雄 隐♀×(纯合)显♂⇒ $$