第1章 第4节 基因位于染色体上(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物必修2（苏教版2019）

第四节　基因位于染色体上 [学习目标] 1．尝试运用假说－演绎法分析摩尔根的果蝇杂交实验。 2．理解基因与染色体的关系。 3．概括性染色体上的基因传递和性别相关联的特点。 4．归纳伴性遗传的概念；分析人类红绿色盲、抗维生素D佝偻病等，归纳其遗传特点。 知识点一　基因位于染色体上的证据 新知梳理　素养奠基 1．实验者：美国科学家摩尔根。 2．实验科学方法：假说－演绎法。 3．实验材料：黑腹果蝇。 (1)黑腹果蝇易培养，繁殖快。 (2)黑腹果蝇易于遗传操作。 (3)黑腹果蝇体细胞中只有四对染色体，其中一对为决定性别的性染色体，分别用X和Y表示。性染色体组成为XX的个体为雌性，性染色体组成为XY的个体为雄性。 4．实验证据 (1)实验过程及现象 P　　　红眼(♀)×白眼( ♂) 　　　　 　↓ F1　　　红眼(♀、 ♂) 　　　 ↓ 雌雄交配 F2红眼(♀、 ♂)∶白眼( ♂)＝3∶1 (2)实验分析及推理 ①F1的结果说明红眼是显性性状。 ②F2的比例关系说明果蝇眼色的遗传符合基因分离定律，红眼和白眼受一对等位基因控制。 ③F2白眼果蝇只有雄性，说明白眼性状的表现与性别相联系。 (3)假设与解释 ①假设：控制白眼性状的基因w位于X染色体上，是隐性的；控制红眼性状的基因W是显性的，与基因w是一对等位基因。 ②解释 (4)测交验证：亲本中的白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配，结果是红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雌蝇∶白眼雄蝇＝1∶1∶1∶1。 (5)实验结论：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．摩尔根的新发现——基因和染色体的关系 (1)一条染色体上有多个基因。 (2)基因在染色体上呈线性排列。 【判断正误】 1．摩尔根确立了“基因位于染色体上”这一理论。(√) 2．由于控制果蝇眼色的基因只存在于X染色体上，所以该基因在遗传中不遵循基因的分离定律。(×) 3．摩尔根用红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，发现F2中白眼果蝇全部是雄性的。(√) 探究学习　素养形成 1．根据摩尔根的假设，红眼、白眼雌雄果蝇的基因型分别有哪些？(相关基因用R和r表示) 提示：雌果蝇：红眼——XRXR、XRXr，白眼——XrXr； 雄果蝇：红眼——XRY，白眼——XrY。 2．观察下列3个果蝇遗传图解，完成下面的问题。 (1)利用摩尔根的杂交实验，怎样获得白眼雌果蝇？ (2)上述三个实验均属于测交实验，哪个实验验证摩尔根的假说最为关键？ 提示：(1)可用F1雌果蝇与白眼雄果蝇杂交获得。 (2)丙图所示的测交实验。 题组通关　素养案例 1．果蝇的大翅和小翅是一对相对性状，由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，再让F1雌雄个体相互交配，实验结果如下： F1：大翅雌果蝇、雄果蝇共1 237只； F2：大翅雌果蝇2 159只，大翅雄果蝇1 011只，小翅雄果蝇982只。 下列分析不正确的是(　　) A．果蝇翅形大翅对小翅为显性 B．根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律 C．根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上 D．F2中雌果蝇基因型相同，雄果蝇有两种基因型 解析　大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配，F1全是大翅果蝇，所以大翅对小翅为显性，A正确；根据题中信息“F2：大翅雌果蝇2 159只，大翅雄果蝇1 011只，小翅雄果蝇982只”可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分离定律，B正确；又因为表型与性别有关，可推知控制翅形的基因位于X染色体上，故亲本的基因型为XAXA、XaY，F1的基因型为XAXa、XAY，故F2的基因型为XAXA、XAXa、XAY、XaY，C正确，D错误。 答案　D 2．决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中基因W控制红色性状，基因w控制白色性状，一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代不可能出现的是(　　) A．红眼雄果蝇　　　　　　B．白眼雄果蝇 C．红眼雌果蝇　　　　　　D．白眼雌果蝇 解析　红眼雄果蝇的基因型为XWY，红眼雌果蝇的基因型为XWXW、XWXw，XWY×XWXW→XWXW(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)；XWY×XWXw→XWXW(红眼雌果蝇)、XWXw(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)、XwY(白眼雄果蝇)，后代中不可能有白眼雌果蝇。 答案　D 知识点二　性别决定和伴性遗传 新知梳理　素养奠基 1．性别决定 (1)在生物细胞中决定性别的染色体称为性染色体，而其他染色体称为常染色体。 (2)性别决定的方式、特点及举例 性别决定方式 特点 举例 XY型 雌性个体体细胞内有两条同型的性染色体X，雄性个体体细胞内有两条异型的性染色体，分别为X和Y。在生物界较为普遍 人体细胞有23对染色体，其中一对为性染色体，即女性为XX，男性为XY。全部的哺乳动物，部分两栖类，部分鱼类和部分昆虫都属于这一类型 ZW型 雌性个体体细胞内有两条异型的性染色体，分别为Z和W，雄性个体体细胞内有两条同型的性染色体Z 部分昆虫，某些两栖类，爬行类和全部鸟类等 染色体倍数决定型 由细胞中的染色体倍数所决定 蜜蜂、胡蜂和蚂蚁等都属于这一类型。雄蜂为单倍体，由未受精的卵发育而成，雌蜂是二倍体，由受精卵发育而成 温度决定型 由环境温度所决定 乌龟的受精卵在20～27 ℃、30～35 ℃下分别孵化为雄性和雌性个体 特定基因决定型 由常染色体上的基因决定 某些植物 2.伴性遗传的概念 性染色体上的基因传递总是和性别相关联，这类性状的遗传被称为伴性遗传，也被称为性连锁遗传。 3．人类红绿色盲的遗传 (1)致病基因的显隐性及其位置 ①显隐性：红绿色盲的致病基因是隐性基因。 ②位置：红绿色盲基因位于X染色体上，Y染色体上没有红绿色盲基因及其等位基因。 (2)遗传特点 ① 由图解分析得：男性的色盲基因只能来自母亲。 ② 由图解分析得：男性的色盲基因只能传给女儿，不能传给儿子。 ③ 由图解分析得：女儿是色盲，父亲也一定是色盲。 ④ 由图解分析得：父亲正常，女儿一定正常；母亲是色盲，儿子也一定是色盲。 ⑤通过对上述4种婚配方式的分析可以得出，人类红绿色盲的遗传有4个主要特点 a．往往具有隔代遗传现象。 b．因为女性只有在两个X性染色体上都带有色盲基因时，才表现出红绿色盲，而男性只要X性染色体上携带色盲基因，就表现出红绿色盲。所以男性患者多于女性患者。 c．具有交叉遗传现象。男性色盲患者的致病基因必然来自其母亲，以后又必定遗传给其女儿。像这样传递的特点，在遗传学上称为交叉遗传。 d．母亲是色盲，其儿子必定是色盲；女儿是色盲，其父亲必定是色盲。 4．伴性遗传的其他实例 (1)人类中血友病A(致病基因是Xh)，是一种遗传性凝血功能障碍出血性疾病，患者缺乏某种促凝因子，出血后凝血时间延长。 (2)抗维生素D佝偻病(致病基因是XD)患者的肾小管对磷的重新吸收发生障碍，导致骨骼发育异常，表现出佝偻病症状。 【判断正误】 1．生物性别决定方式主要有XY型和ZW型两种。(√) 2．常染色体上的基因与性别决定无关，性染色体上的基因都与性别决定有关。(×) 3．昆虫都是ZW型性别决定的生物。(×) 4．父亲是红绿色盲，儿子一定是红绿色盲。(×) 5．血友病A患者男多女少。(√) 探究学习　素养形成 1．回答下列问题： (1)正常男性和女性的性染色体组成是怎样的？ (2)自然界中所有的生物都有性染色体吗？性染色体的类型主要有哪些？ 提示：(1)正常男性的性染色体组成为XY，正常女性的性染色体组成为XX。 (2)只有一部分生物具有性染色体，有些生物无性染色体，如玉米是雌雄同株的植物，无性染色体。性染色体的类型主要有XY型和ZW型。 2．如图为某红绿色盲家系谱图，请据图思考下列问题： (1)根据哪两个家庭的遗传情况可判断红绿色盲为隐性遗传病？ (2)因绘图时有误，请分析图中的Ⅲ4的父母的表型是否正确？为什么？ 提示：(1)Ⅱ3和Ⅱ4正常，但他们有患病的孩子；Ⅱ5和Ⅱ6正常，但生有患病的孩子，即“无中生有为隐性”。 (2)其父亲的表型错误，因为Ⅲ4的基因型是XbXb，两条Xb染色体中总有一条来自其父亲，即其父亲的基因型是XbY，为红绿色盲患者。 3．为什么伴X显性遗传病的女患者多于男患者？显性遗传病与隐性遗传病相比，哪一种发病率高？ 提示：因为女性只有基因型为XdXd才表现正常，而男性只要X染色体上有一个隐性基因d就表现正常。显性遗传病，因为显性遗传病只要出现显性致病基因就表现为患病。 【归纳总结】 1．伴性遗传与基因分离定律的关系 (1)伴性遗传遵循基因的分离定律。伴性遗传是由性染色体上基因控制的遗传，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。 (2)伴性遗传有其特殊性，一是有些基因只位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因，因而雄性个体中单个的隐性基因所控制的性状也能表现出来，二是有些基因只位于Y染色体上，X染色体上无相应的等位基因，这些基因只限于雄性个体间传递；三是性状的遗传与性别相联系，在写表型和统计后代比例时，一定要与性别相联系。 2．伴X染色体隐性遗传 (1)实例：人类红绿色盲、血友病A、果蝇红白眼遗传。 (2)典型系谱图 (3)遗传规律 ①患者中男多女少。 ②女患者的父亲及儿子一定是患者，简记为“女病，父子病”。 ③正常男性的母亲及女儿一定正常，简记为“男正，母女正”。 3．伴X染色体显性遗传 (1)实例：抗维生素D佝偻病。 (2)典型系谱图 (3)遗传规律 ①患者中女多男少。 ②男患者的母亲及女儿一定为患者，简记为“男病，母女病”。 ③正常女性的父亲及儿子一定正常，简记为“女正，父子正”。 4．伴Y染色体遗传 (1)实例：人类外耳道多毛症。 (2)典型系谱图 (3)遗传规律 ①致病基因只位于Y染色体上，无显隐性之分，患者后代中男性全为患者，女性全正常。简记为“男全病，女全正”。 ②致病基因由父亲传给儿子，儿子传给孙子，具有世代连续性，也称限雄遗传，简记为“父传子，子传孙”。 题组通关　素养案例 1．下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是(　　) A．性染色体上的基因都与性别决定有关 B．性染色体上的基因都伴随性染色体遗传 C．生殖细胞中只表达性染色体上的基因 D．初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体 解析　性染色体上的基因并不都与性别决定有关，但都伴随性染色体遗传；生殖细胞中表达的基因并非都在性染色体上；次级精母细胞中不一定含有Y染色体。 答案　B 2．下图所示的红绿色盲患者家系中，女性患者Ⅲ9的性染色体只有一条X染色体，其他成员性染色体组成正常。Ⅲ9的红绿色盲致病基因来自(　　) A．Ⅰ1　　　B．Ⅰ2　　　C．Ⅰ3　　　D．Ⅰ4 解析　根据题意结合遗传系谱图可知，Ⅲ9患色盲且只有一条X染色体，而Ⅱ7不患色盲，则可判定Ⅲ9的色盲基因来自Ⅱ6，Ⅱ6携带色盲基因但不患色盲，因此色盲基因一定来自Ⅰ2。 答案　B [生活情境] 血友病的遗传属于基因位于X染色体上的遗传病，某男孩为血友病患者，但他的父母、祖父母、外祖父母都不是患者。 探究： (1)通过上述材料，能够判断血友病的遗传方式吗？说明理由。 提示：能。血友病为基因位于X染色体上的遗传病，由于其父母不患病，若为基因位于X染色体上的显性遗传病，该男孩不会患病。 (2)画出该血友病的遗传系谱图，并写出该男孩血友病基因的传播途径。 提示： [课堂小结] 1．重要概念：位于性染色体上的基因的遗传总是和性别相关联，称为伴性遗传。人类的红绿色盲为基因位于X染色体上的隐性遗传病，男患者多于女患者，常表现交叉遗传。抗维生素D佝偻病为基因位于X染色体上的现象遗传病，女患者多于男患者。 2．科学思维：通过建立性染色体的传递模型，理解伴性遗传的特点。 3．科学探究：设计实验证明基因的位置。 学科网（北京）股份有限公司 $$