内容正文:
第二章 基因和染色体的关系
第3节 伴性遗传
1
01
02
03
学习目标
分析归纳出各种伴性遗传方式的特点,并与相应常染色体遗传特点相比较,深刻理解伴性遗传的概念。(生命观念)
能根据遗传图谱,掌握遗传病遗传方式判断的一般步骤,并能熟练判断出某种遗传病的遗传方式。(科学思维)
运用伴性遗传的遗传学相关原理,指导优生工作或为农牧业生产服务。(社会责任)
情景一:
画面中的数字是多少?
正确答案是: 58
画面中的数字是多少?
正确答案是: 09
色盲测试图
情景一:
红绿色盲是一种常见的人类遗传病,患者由于色觉障碍,不能像正常人一样区分红色和绿色。据调查,在红绿色盲患者中,男性远远多于女性。
抗维生素D佝偻病也是一种遗传病,患者常表现出0型腿、骨骼发育畸形、生长发育缓慢等症状。但这种病与红绿色盲不同,患者中女性多于男性。
思考:
1.为什么上述两种遗传病在遗传上总是和性别相关联?
2.为什么两种遗传病与性别关联的表现又不同呢?
红绿色盲和抗维生素D佝偻病的基因很可能位于性染色体上。
可能是致病基因的显隐性不同。
01 伴性遗传
(一)概念:
决定性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是与性别相联系,这种现象叫伴性遗传。
若决定性状基因位于常染色体上,则遗传与性别无关。
性状与性别相关联
伴性遗传
果蝇性染色体
01 伴性遗传
X染色体
Y染色体
人类性染色体
X
Y
X和Y同源区段
X、Y非同源区段
X、Y非同源区段
伴X遗传
伴Y遗传
伴X显性
伴X隐性
伴X和Y遗传
Y染色体只有X染色体大小的1/5左右,所以许多位于X染色体上的基因在Y染色体上没有相应的等位基因。
01 伴性遗传
(二)性别决定方式:
ZW 型
雌性:
雄性:
ZW(异型)
ZZ (同型)
XY 型
雌性:
雄性:
XX(同型)
XY(异型)
实例:哺乳动物、果蝇、很多雌雄异株的植物等
实例:鸟类(包括鸡)、鳞翅目昆虫等
性别相当于一对相对性状,其遗传遵循基因的分离定律。
(1)性染色体组成决定
01 伴性遗传
(二)性别决定方式:
(2)其他性别决定类型
蜂王♀
2N=32
工蜂♀
2N=32
雄蜂♂
N=16
雌性:
2条性染色体(XX)
雄性:
只有1条性染色体(XO)
性染色体数
染色体组数
喷瓜的性别由三个复等位基因决定:
aD>a+>ad
aD : 雄株
a+:雌雄同株
ad:雌株
基因决定
乌龟卵:
20-27°C条件下孵化为
雄性
30-35°C条件下孵化为
雌性
环境决定
伴性遗传在遗传上总是与性别相关联。( )
与性别相关联的遗传就是伴性遗传。( )
性染色体上的基因都与性别决定有关。( )
所有生物都有性染色体。( )
XY型性别决定的生物,Y染色体都比X染色体短小( )
蜜蜂的雌蜂(蜂王和工蜂)为二倍体,由受精卵发育而来;雄蜂是单倍体,由未受精卵发育而来,蜜蜂的性别决定方式与果蝇相同。( )
判断正误
√
×
×
×
×
×
02 人类红绿色盲
夜晚:鲜红色
1、色盲的发现者——道尔顿
粉红色
白天:天蓝色
02 人类红绿色盲
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
2
1
2
1
2
1
4
3
6
5
12
3
4
5
6
7
8
9
10
11
正常男性
女性患者
正常女性
代表世代数
男性患者
婚配
各世代中的个体
Ⅰ、Ⅱ…
1、2…
说明
研究人类的遗传病,不能做遗传学实验,但可以从对系谱图的研究中获取信息。下图为某色盲家族系谱图。
02 人类红绿色盲
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
2
1
2
1
2
1
4
3
6
5
12
3
4
5
6
7
8
9
10
11
思考:
1、红绿色盲基因位于X染色体上,还是位于Y染色体上?
2、红绿色盲基因是显性基因,还是隐性基因?
X染色体
隐性基因
“无中生有”
“有”为隐性
02 人类红绿色盲
X特有区段
XY同源区段
Y特有区段
B
b
A
a
B
A
a
D
X
X
Y
X
女性
男性
(1)红绿色盲是位于X染色体上的隐性
基因(b)控制的。
(2)红绿色盲基因的等位基因(B)也位于X染色体上。
(3)Y 染色体由于过于短小,缺少与 X 染色体同源区段而没有这种基因。
红绿色肓基因性质:
红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病
02 人类红绿色盲
如果用B和b分别表示正常色觉和色盲基因,你能在图中标出I代1、2,Ⅱ代1、2、3、4、5、6和Ⅲ代5、6、7、9个体的基因型吗?
XbY
XbY
XBXB 或 XBXb
XBY
XbY
XBXb
XBXb
XBY
XBY
XBY
XBXB 或 XBXb
XBXB 或 XBXb
02 人类红绿色盲
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
人类的正常色觉与红绿色肓所有的基因型(相关基因用B/b表示)
6种 = 男 2种 × 女 3种
XbY 男患者
XBXB 女正常
XBXb 女正常(携带者)
XBY 男正常
XbXb 女患者
不同个体婚配,共有多少种婚配方式?
02 人类红绿色盲
亲代 女性正常 X 男性色盲
配子
子代
XB XB
XBXb
XbY
XB
Xb
Y
XBY
女性携带者 男性正常
1 : 1
分析这组婚配方式的遗传图解,
可以得出什么规律?
证明:
男性色盲基因
只能传给他女儿
02 人类红绿色盲
亲代 女性携带者 X 男性正常
配子
子代
XB Xb
XBY
XBXB
XB
XB
Y
XBY
Xb
XBXb
XbY
女性 女性 男性 男性
正常 携带者 正常 色盲
1 : 1 : 1 : 1
分析这组婚配方式的遗传图解,
可以得出什么规律?
证明:
男性色盲基因只能从母亲那里传来
02 人类红绿色盲
预测1:如果一位女性红绿色盲基因携带者和一位男性红绿色盲患者结婚,所生子女的基因型和表型会是怎样呢?
预测2:如果一位女性红绿色盲患者和一位色觉正常男性结婚,情况又会如何?
×
亲代
女性携带者
男性色盲
数量比
:
:
:
子代表型
子代基因型
配子
×
亲代
女性色盲
男性正常
配子
XBXb
XbY
XB
Xb
Xb
Y
XBXb
XBY
XbXb
子代基因型
XbY
女性
携带者
数量比
:
:
:
子代表型
男性
正常
女性
色盲
男性
色盲
1
1
1
1
1
1
1
1
XbXb
XBY
Xb
Xb
XB
Y
XBXb
XbY
XbY
XBXb
女性
携带者
男性
色盲
女性
携带者
男性
色盲
母病子必病
女病父必病
02 人类红绿色盲
特点:
①男患多于女患
②男病的致病基因一定来自母亲,只能传给女儿(交叉遗传)
③通常表现为隔代遗传
④女病,其父、子必病;
男正,其母、女正常
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1
2
1
2
3
4
6
5
1
2
3
5
7
6
8
10
9
11
12
4
XbY
XbXb
XbY
XbY
XBXb
XbY
XBXb
实例:
人类红绿色盲、血友病
果蝇白眼的遗传
XBXb
XBY
02 知识拓展---人类血友病
伴X染色体隐性遗传
19世纪,英国皇室中流传着一种非常危险的遗传病。这种病被人们称为“皇家病”或“皇族病”。患者常因轻微损伤就出血不止或因体内出血夭折,很难活到成年,这就是血友病。
由于血液里缺少一种凝血因子,因而凝血的时间延长。
在轻微创伤时也会出血不止,严重时可导致死亡。
血友病的基因是隐性的,其遗传方式与色盲相同。
特点:
病因:
症状:
1.血友病属于伴X染色体隐性遗传,某男孩为血友病患者,他的父母、祖父母、外祖父母都正常,则该男孩的血友病基因来自( )
A.父亲 B.外祖父 C.母亲 D.祖母
实战训练
2.一对表现正常的夫妇,妻子(其父母正常)的弟弟是色盲。则他们生一个色盲男孩的概率和生一个男孩色盲的概率依次为( )
A.1/8 1/8 B.1/4 1/8
C.1/8 3/4 D.1/8 1/4
实战训练
3.如图是人类红绿色盲遗传的家系图。
下列相关说法,正确的是( )
A.1号个体的父亲一定是色盲患者
B.6号个体的色盲基因来自3号和1号个体
C.1号和4号个体基因型相同的概率为3/4
D.3号和4号个体再生一个患病男孩的概率为1/2
实战训练
03 抗维生素D佝偻病
抗维生素D性佝偻病是一种肾小管遗传缺陷性疾病,发病率约1:25,000。患者由于对磷、钙吸收不良而导致骨骼发育障碍。
患者常表现为X型(或O型)腿、骨骼发育畸形(如鸡胸)、生长缓慢等症状。
03 抗维生素D佝偻病
(1)抗维生素D佝偻病基因是显性基因还是隐性基因?
(2)抗维生素D佝偻病基因最可能位于什么染色体上?
(3)抗维生素D佝偻病的遗传方式?
伴X染色体显性遗传
X染色体上
显性基因
03 抗维生素D佝偻病
项目 女性 男性
基因型 XdXd XDXD XDXd XdY XDY
表型 正常 患者 患者(症状轻) 正常 患者
伴X染色体显性遗传病
①基因的位置在X染色体上,Y染色体上没有其等位基因
②该种病由显性基因(D)控制
相关基因型和表型:
女性的基因型为 XDXD 和 XDXd 时,都是患者,但后者比前者发病轻。
男性患者只有一种基因型XDY,发病程度与 XDXD 相似。
遗传类型:
03 抗维生素D佝偻病
这是一个典型的抗维生素D佝偻病家族系谱图。请小组合作思考讨论,总结出抗维生素D佝偻病的特点。
03 抗维生素D佝偻病
IV
I
II
III
25
1 2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
特点:
①女患多于男患
②世代连续遗传
③男病,其母、女必病;
女正,其父、子正常。
伴X染色体显性遗传
1.下列关于抗维生素D佝偻病的叙述,错误的是( )
A.在人群中,男性患者的数量少于女性患者的数量
B.不同的女性患者的基因型可能不同
C.男性患者的致病基因只来自其母亲
D.正常女性与正常男性结婚,生育一个患病孩子的概率是1/2
实战训练
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
C.若某病是由位于非同源区段I上的显性基因控制的,则女性患者的儿子一定患病
D.若某病是由位于非同源区段I上的隐性基因控制的,则男性患者的女儿也有可能表现为正常
实战训练
2.如图,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,下列有关叙述错误的是( )
04 伴Y染色体遗传
——外耳道多毛症
印度男子耳毛长25厘米,
获吉尼斯世界纪录。
2、遗传类型
伴Y染色体遗传病
1、基因所在位置
致病基因在Y染色体上,无显隐性之分。
3、特点
①患者全为男性
②父传子,子传孙
③世代连续遗传
04 伴性遗传小结
伴X遗传
伴Y遗传
伴X隐性遗传
伴X显性遗传
色盲
抗维生素D佝偻症
外耳道多毛症
血友病
伴性遗传
特点一:男患者远多于女患者
特点二:男性患者的基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿;一般隔代交叉遗传
特点三:女病父子病,男正母女正
1.患者中女性多于男性
2.世代连续性(代代有患者)
3.男性患病的母亲和女儿都患病
(男病母女病,女正父子正)
特点:父传子,子传孙,传男不传女
05 伴性遗传理论在实践中的应用
【案例】抗维生素D佝偻病的男性患者与正常女性结婚,如果你是医生,当他们就如何优生向你进行遗传咨询时,你建议他们生男孩还是生女孩?
根据伴性遗传的规律,可以推算后代的患病概率,从而指导优生。
正常女性
患病男性
亲代
配子
子代
XdXd
XDY
Xd
XD
Y
XDXd
XdY
患病女性
正常男性
建议生男孩
1、医学方面:
05 伴性遗传理论在实践中的应用
【案例】鸡的性别决定方式为ZW型。分辨早期雏鸡的性别,尽早分离公鸡和母鸡,提高生产效益。已知鸡的羽毛颜色有芦花和非芦花之分,芦花鸡羽毛由位于Z染色体上的显性基因B决定,即:ZB 。你能设计一个杂交实验,根据羽毛特征来区分早期雏鸡的雌雄吗?
芦花鸡 非芦花鸡
表现型 羽毛有黑白相间的
横斑条纹 无
控制
基因 ZB Zb
基因型 雄: 雄:
雌: 雌:
ZBZB 或 ZBZb
ZBW
ZbZb
ZbW
通过显性特征确定幼年动物性别,指导育种工作。
2、生产实践:
05 伴性遗传理论在实践中的应用
芦花♀ 非芦花♂
P ZBW × ZbZb
配子
F1
ZB W Zb
ZBZb ZbW
芦花♂
非芦花♀
从雏鸡中选择非芦花鸡,是母鸡。
设计一个杂交方案,可以仅凭羽毛的颜色区分早期雏鸡的性别?
1.外耳道多毛症是一种伴Y染色体遗传病。下列关于外耳道多毛症的叙述,正确的是( )
A.控制该遗传病的基因不存在等位基因
B.患者的体细胞内都有成对的与该病相关的基因
C.女性不患该遗传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致病基因
实战训练
2.小明家里的一对芦花鸡产卵后,孵化出的100只雏鸡的羽毛颜色情况如图(鸡的性别决定为ZW型),下列据图所作分析,不正确的是( )
A. 鸡的羽毛颜色遗传属于伴性遗传
B.羽毛非芦花的性状为隐性性状
C.子代母鸡的数量是公鸡的两倍
D.亲、子代芦花母鸡的基因型相同
实战训练
06 拓展延伸
1.遗传系谱图的判断
第一步:确定是否为细胞质遗传或者是伴Y染色体遗传
细胞质遗传
母亲患病,子女都患病;
父亲患病,子女均正常。
伴Y染色体遗传
患者全为男性;
女性无患病者。
(样本量够大)
06 拓展延伸
第二步:确定是隐性遗传病还是显性遗传病
无中生有为隐性
有中生无为显性
亲子代都有患者,无法准确判断,可先假设,再推断。
06 拓展延伸
第三步:确定致病基因位于常染色体还是位于性染色体上
(1)隐性遗传
——看女病
图1
1
2
3
4
5
6
7
9
8
10
图2
1
2
3
4
5
6
7
9
8
10
1、女性患者,其父或其子有正常 (图1)
2、女性患者,其父和其子都患病 (图2)
一定常染色体遗传
可能伴X染色体遗传
常染色体
隐性遗传
伴X染色体隐性遗传——“女病,父、子病”
06 拓展延伸
第三步:确定致病基因位于常染色体还是位于性染色体上
(2)显性遗传
——看男病
图4
1
2
3
4
6
5
7
1
2
3
4
6
5
图3
1、男性患者,其母或其女有正常 (图3)
2、男性患者,其母和其女都患病 (图4)
一定常染色体遗传
伴X染色体显性遗传——“男病,母、女病”
可能伴X染色体遗传
常染色体
显性遗传
06 拓展延伸
口诀:
父子相传为伴Y;
无中生有为隐性,隐性遗传看女病,父、子无病非伴性。
有中生无为显性,显性遗传看男病,母、女无病非伴性。
【例题】以下为判断遗传病类型的常用“突破口”(不考虑X、Y同源区段,阴影个体为患者)。
常染色体隐性
常染色体显性
常染色体显性或伴X染色体显性
常隐或伴X隐
伴X染色体隐性
伴X染色体显性
常隐
常显
06 拓展延伸
第四步:若显隐性和位置无法确定,只能从可能性大小推测
连续遗传
隔代遗传
最可能是显性
患者数相当 →
女患>男患 →
最可能是常 显
最可能是伴X显
最可能是隐性
患者数相当 →
男患>女患 →
最可能是常 隐
最可能是伴X隐
A.伴X染色体显性遗传
B.常染色体显性遗传
C.伴X染色体隐性遗传
D.常染色体隐性遗传
实战训练
1.如图为一个家族中某种遗传病的遗传情况,则该病的遗传方式是( )
2.根据人类遗传病系谱图中各世代个体的表型进行判断,下列说法不正确的是( )
A.①是常染色体隐性遗传
B.②最可能是伴X染色体隐性遗传
C.③最可能是伴X染色体显性遗传
D.④可能是伴X染色体显性遗传
实战训练
06 拓展延伸
2.基因在染色体上的位置判断
① 实验设计:
②结果预测及结论:
判断1. 基因位于 X 染色体上还是位于 常染色体上
(1)未知显隐性
一对具有相对性状亲本进行正反交
若在常染色体上
若在 X染色体上
正交:
♀ AA × ♂ aa
反交:
♀ aa × ♂ AA
正交:
♀ XAXA × ♂ XaY
反交:
♀ XaXa × ♂XAY
正、反交结果相同
正、反交结果不同
(且后代性状表现与性别相关联)
06 拓展延伸
① 实验设计:
②结果预测及结论:
(2)已知显隐性
♀ aa × ♂ AA
♀ XaXa × ♂ XAY
隐性雌性 × 显性雄性(纯合)
若子代_________________________,说明基因在常染色体上;
若子代_________________________,说明基因在X染色体上。
方案一
雌、雄均为显性性状
雌性为显性,雄性为隐性
若在常染色体上
若在 X染色体上
06 拓展延伸
① 实验设计:
②结果预测及结论:
♀ Aa × ♂ AA
♀ XAXa × ♂ XAY
杂合显性雌性 × 纯和显性雄性
若子代_______________________________,说明基因在常染色体上;
若子代_______________________________,说明基因在X染色体上。
雌、雄均为显性性状
雌性全为显性,雄性中出现隐性
(2)已知显隐性
方案二
若在常染色体上
若在 X染色体上
06 拓展延伸
① 实验设计:
②结果预测及结论:
判断2. 基因位于 X 染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上
若在 X、Y染色体同源区段上
♀ XaXa × ♂ XAY
♀ XaXa × ♂ XAYA
隐性雌性 × 显性雄性(纯合)
若子代_______________________________,说明基因在X染色体上;
若子代_______________________________,说明基因在XY染色体同源区段上。
雌性均为显性,雄性均为隐性
雌、雌均为显性
(前提:已知显隐性)
方案一
若在 X染色体上
06 拓展延伸
① 实验设计:
②结果预测及结论:
♀ XAXa × ♂ XAY
♀ XAXa × ♂ XAYA
杂合显性雌性 × 纯合显性雄性
若子代_______________________________,说明基因在X染色体上;
若子代_______________________________,说明基因在XY染色体同源区段上。
雌、雄均为显性性状
雌性全为显性,雄性中出现隐性
方案二
若在 X染色体上
若在 X、Y染色体同源区段上
06 拓展延伸
① 实验设计:
②结果预测及结论:
判断3. 基因位于 常 染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上
P ♀ aa × ♂ AA
F1
F2
P ♀ XaXa × ♂ XAYA
F1
F2
前提:已知显隐性
雌性中显性:隐性= 1 : 1, 雄性均为显性性状
雌、雄性均为 显性:隐性= 3:1
XAXa XaYA
Aa
若在常染色体上
若在 X、Y染色体同源区段上
实战训练
1.果蝇的有眼和无眼受一对等位基因控制。有眼雄果蝇甲与有眼雌果蝇乙交配,子一代中有眼雄果蝇:有眼雌果蝇:无眼雄果蝇:无眼雌果蝇2:1∶0:1,由此推测控制果蝇有眼和无眼的基因位于( )
A.X染色体 B.常染色体
C.Y染色体 D.X和Y染色体同源区段
2.人类的遗传病中,抗维生素D佝偻病是由X染色体上的显性基因控制的。甲家庭中丈夫患者抗维生素D佝偻病,妻子表现正常;乙家庭中,夫妻表现都正常,但妻子的弟弟是红绿色盲,从优生学的角度考虑,甲乙家庭应分别选择生育( )
A.男孩、男孩 B.女孩、女孩
C.男孩、女孩 D.女孩、男孩
实战训练
$