内容正文:
第2章 基因和染色体的关系
伴性遗传
第3节
人教版高中生物 必修2
正常人看到45,色盲患者看不到数字
正常人看到29,色盲患者看到数字70
正常人看不到数字,色盲患者看到5
正常为26,红色盲看到6,绿色盲看到2
一、人类红绿色盲
1、伴性遗传
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。
性染色体
性别
基 因
性状
决定
决定
XY型性别决定:
(普遍存在于生物界)
雄性:
异型性染色体(XY)
雌性:
同型性染色体(XX)
X染色体
Y染色体
人类性染色体
果蝇性染色体
1.性染色体上所有的基因都决定性别吗?
不是
2.所有生物都有性染色体吗?
不是,只有雌雄异体(雌雄异株)的生物才有性染色体。
3.生物的性别都是由性染色体决定的吗?
不是
练习
红绿色盲基因位于X染色体上,还是位于Y染色体上?
正常男性
正常女性
男性患者
女性患者
婚配
Ⅰ、Ⅱ…代表世代数;
1、2…代表各世代中的个体;
科学家发现“红绿色盲基因基因位于性染色体的非同源区段”,
请分析教材35页的家族系谱图,判断红绿色盲基因的位置和显隐性。
一、人类红绿色盲
X染色体
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1
2
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
正常男性
正常女性
男性患者
女性患者
婚配
Ⅰ、Ⅱ…代表世代数;
1、2…代表各世代中的个体;
一、人类红绿色盲
红绿色盲基因是显性基因,还是隐性基因?
口诀:无中生有为隐性
隐性基因
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1
2
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
一、人类红绿色盲
1. 遗传方式:伴X染色体隐性遗传
红绿色盲的基因型共有 种,男女婚配共有 种婚配方式。
5
6
2. 基因型和表型
性别 女性 男性
基因型
表现型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
B
B
B
b
b
b
B
b
正常
正常
(携带者)
色盲
正常
色盲
① XBXB × XBY
⑥ XbXb × XBY
④ XBXb × XBY
⑤ XBXb × XbY
③ XBXB × XbY
② XbXb × XbY
无色盲
都色盲
有关红绿色盲的基因型共有5种,任意男女婚配共有6种婚配方式。
伴性遗传 伴X染色体隐性遗传
→
→
婚配结果分析-遗传图解
结果分析:
后代中无色盲患者
但女性全为携带者
规律:
男性色盲基因只能传给他_____
③ XBXB × XbY
XB
Xb
Y
配子
XBXb
XBY
子代
男性色盲
女性正常
亲代
XB XB
XbY
×
1 : 1
女性携带者
男性正常
无色盲
女儿
XB
XB
Y
Xb
配子
XBXB
XBY
XBXb
XbY
子代
XBXb
XBY
×
④
女正常
女携带者
男正常
男色盲
1 :
1 :
1 :
1
男:50%
女:0
女性携带者
男性正常
XBY
亲代
×
XBXb
婚配结果分析
结果分析:
后代中男性有1/2色盲,女性全为正常
女性中有1/2为携带者
规律
男性色盲基因只能从______那里传来
母亲
10
XbY
XbY
XBXb
I
II
III
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
男性的红绿色盲基因只能从母亲那里获得,以后只能传给他的女儿。
红绿色盲基因不能从男性传到男性。
这种传递特点,在遗传学上叫做交叉遗传。且是隔代遗传。
分析人类红绿色盲
男性色盲
XbY
XBXb
XB
Xb
Y
XBY
Xb
XbXb
XbY
女携带者
亲代
配子
子代
XBXb
XbY
×
⑤
×
女性携带者
女色盲
男色盲
男正常
1 :
1 :
1 :
1
男:50%
女:50%
XBXb
婚配结果分析
结果分析:
后代中男性有1/2色盲
女性有1/2色盲,1/2为携带者
规律:
女病_____必病
父
12
男正常
Xb Xb
XBY
XBXb
Xb
XB
Y
XbY
女性携带者
亲代
配子
子代
XbXb
XBY
×
⑥
×
女性色盲
男性色盲
1 : 1
男:100%
女:0
婚配结果分析
结果分析:
后代中男性全为色盲,女性全为携带者
规律:
女病_____必病
子
13
①XBXB × XBY
⑥ XbXb × XBY
④ XBXb × XBY
⑤ XBXb × XbY
③ XBXB × XbY
② XbXb × XbY
伴X染色体隐性遗传
无色盲
都色盲
无色盲
男:50%
女:0
男:100%
女:0
男:50%
女:50%
遗传特点
①男性患者多于女性患者
②患病女性的父亲及儿子一定患病(女病男(父、儿)必病 )
③男性的致病基因来自母亲,传给女儿;(交叉遗传、隔代遗传)
举例:红绿色盲、血友病
1.判断题:
(1)母亲患血友病,儿子一定患此病。( )
(2)父亲是血友病患者,儿子一定患血友病。( )
(3)女儿是色盲患者,父亲一定也患色盲病。( )
(4)女儿是色盲患者,母亲一定患色盲。( )
√
×
×
√
2.母亲是红绿色盲,她的两个儿子有_______个是红绿色盲。
3.一个色觉正常的妇女,她的双亲色觉正常,哥哥是色盲患者。这位妇女是色盲基因携带者的可能性是_______。
2
1/2
当堂巩固:
症状:
O型腿、骨骼发育畸形、生长发育缓慢等。
二、抗维生素D佝偻病
下图是抗维生素D佝偻病的家系图,请据图分析该病的遗传特点:
(1)该遗传病很可能是由_____染色体上的_____基因控制的。
(2)若男性患该病,请推测其亲代和子代的患病情况。
(3)根据该病的遗传特点,判断患者中男性和女性的数量关系。
1
1
2
5
4
3
2
7
6
1
8
3
2
4
8
7
6
5
9
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
X
男患者,其母其女必患病
患者中女性多于男性
显性
伴X染色体显性遗传
若致病基因用D表示,正基因用d表示,
请写出男性和女性的所有可能基因型及表现型。
性别 女性 男性
基因型
表现型
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
D
D
D
d
d
d
D
d
患者
患者
(病症轻)
正常
患者
正常
二、抗维生素D佝偻病
遗传方式:伴X染色体显性遗传病
6种婚配方式=女3种基因型x男2种基因型
① XDXD × XDY →
③ XdXd × XDY →
② XDXd × XDY →
⑤ XDXd × XdY →
④ XDXD × XdY →
⑥ XdXd × XdY →
都患病
儿:50%,女:100%
儿:0,女:100%
儿:50%,女:50%
都正常
都患病
女性患者往往多于男性患者
伴X染色体显性遗传病的特点:
1.女性患者往往多于男性患者
2.连续遗传(具有世代连续性)
3.男性患者,其母其女必患病。(交叉遗传)
外耳道多毛症系谱图
1. 特点:①患者全为男性 ②传男不传女 ③代代遗传
X
Y
致病基因只位于Y染色体上
伴Y染色体遗传
印度男子耳毛长25厘米,获吉尼斯世界纪录
小结
伴性遗传 特点 实例
伴X染色体
隐性遗传
伴X染色体
显性遗传
伴Y染色体
遗传
1.男性患者往往多于女性患者
2.交叉、隔代遗传(外公→女儿→外孙)
3.女病男(父、儿)必病
1.女性患者往往多于男性患者
2.代代相传
3.男病女(母、女)必病
1.无显隐性之分
2.男病女不病
3.世代遗传(父传子,子传孙)
红绿色盲症
血友病
抗维生素D佝偻病
外耳道多毛症
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
有一对新婚夫妇,丈夫为抗维生素D佝偻病患者,妻子正常,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?
建议生男孩
三、伴性遗传在实践中的作用
1、医学实践,指导优生
鸡性别决定方式为ZW型,分辨早期雏鸡的性别,尽早分离公鸡和母鸡,从而提高生产效益。从而做到多养母鸡,多得鸡蛋
2、生产实践,指导育种
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
ZbZb
ZBW
Zb
×
亲代
ZB
W
配子
子代
ZBZb
ZbW
非芦花鸡
芦花鸡
芦花鸡
非芦花鸡
同型隐性,异型显性
♀
♂
♀
♂
遗传系谱图的判断与基因定位的实验设计
26
首先确定是不是伴Y染色体或细胞质遗传
先确定系谱中的遗传病是显性还是隐性遗传病
再判断是常染色体遗传,还是性染色体遗传
确定有关个体的基因型
概率计算或解答有关问题
巧解遗传系谱图中遗传方式——“五步曲”
1
5
4
3
2
27
重点题型1 遗传系谱图的分析和遗传方式的判断
1.先确定是否为伴Y染色体遗传和细胞质遗传
(1)若系谱图中,男性患者的父亲和儿子都患病,其母亲和女儿全正常,则为伴Y染色体遗传,若患者有男有女,则不是伴Y染色体遗传。
(2)若系谱图中,女性患者的母亲和所有后代都患病,则为细胞质遗传。
28
细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)是指子代的性状由细胞质内的基因所控制的遗传现象和遗传规律
特点:
女患者的子女全部患病,正常女性的子女全正常,即子女的表现型与母亲相同
找一女性患者,看其子女是否都患病,若都患病再找一个男性患者,看其子女是否都不患病,若符合则很大可能是细胞质遗传。
拓展:细胞质遗传
2. 其次判断显隐性
(1)双亲正常,子代有患病个体,一定是隐性遗传病(简记为“无中生有是隐性”)。(图1)
(2)双亲患病,子代有正常个体,一定是显性遗传病(简记为“有中生无是显性”)。(图2)
(3)亲子代都有患者,无法准确判断,可先假设,再推断。(图3)
显性遗传
隐性遗传
隐性遗传
显性遗传
例1:请判断下面遗传病的显隐性
31
3.最后确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传
(1)在隐性遗传病的系谱图中——(隐性遗传病—看女患)
①女性患者的父亲或儿子有正常的,一定是常染色体遗传。(图4、图5)
②女性患者的父亲和儿子都患病,可能是伴X染色体遗传。(图6、图7)
(2)在显性遗传病的系谱图中——(显性遗传病—看男患)
①男性患者的母亲或女儿有正常的,一定是常染色体遗传。(图8、图9)
②男性患者的母亲和女儿都患病,可能是伴X染色体遗传。(图10、图11)
3.最后确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传
伴X显性遗传
伴X隐性遗传
常染色体隐性遗传
常染色体显性遗传
例3:请判断下面遗传病的基因位置
判断口诀:
无中生有为隐性;隐性遗传看女病,父子无病非伴性(常染色体);
有中生无为显性;显性遗传看男病,母女无病非伴性(常染色体)。
34
伴性遗传解题规律
若系谱图中无上述特征,只能从可能性大小推测
若该病在代与代之间呈连续遗传,则最可能为显性遗传病;
若该病在代与代之间呈隔代遗传,则最可能为隐性遗传病;
再根据患者性别比例进一步确定。
若全为男患者,则伴Y可能性大。
遗传系谱图综合判断
排除伴Y遗传或质遗传
父患子必患
随母不随父
伴Y遗传
细胞质遗传
可
判
断
显
隐
“无中
生有”
为隐性
看女
患者
父子都病
父子无病
最可能为伴X染色体隐性遗传
一定为常染色体隐性遗传
“有中
生无”
看男
患者
为显性
母女都病
母女无病
最可能为伴X染色体显性遗传
一定为常染色体显性遗传
不可判断显隐
连续遗传
交叉遗传
若
可能
可能
隐性遗传
显性遗传
常染色体遗传
伴性遗传
患者男女比例不相当
患者男女比例相当
最可能
最可能
(1)在已知显隐性性状条件下,雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交
隐性雌×显性雄
若雌性子代均为显性性状
雄性子代均为隐性性状
⇒基因位于X染色体上
若子代性状与性别无关
⇒基因位于常染色体上
(2)在未知显性性状(或已知)条件下,可设置正反交杂交实验
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。
2.探究基因位于X染色体还是位于常染色体上
3.探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是只位于X染色体上
(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)
常用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行实验,观察分析F1的性状。即:
38
4.探究基因位于X、Y染色体的同源区段还是位于常染色体上
设计思路:隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交,获得的F1全表现为显性性状,再选子代中的雌雄个体杂交获得F2,观察F2表型情况。即:
例题:某病为伴X隐性遗传病,遗传系谱图如下,若Ⅱ2与正常男子结婚,请回答:
Ⅰ
Ⅱ
1
1
2
2
Ⅱ2:½ XAXA ½ XAXa
正常男性:XAY
×
×
×
×
×
(1) 生一个患病孩子概率
(2) 生一个男孩患病概率
(3) 生一个患病男孩概率
(1)由常染色体基因控制的遗传病
①患病男孩概率=患病女孩的概率=患病概率×1/2
②男孩患病概率=女孩患病概率=患病概率
(2)由性染色体基因控制的遗传病
①患病男(女)孩,则从全部后代中找出患病男(女),即可计算
②男(女)孩患病,则只考虑相应性别中的发病情况,如男孩患病,则指所有男孩(XY)中患病的男孩所占的比例
拓展:“患病男孩”和“男孩患病”的概率计算
练习与应用
一、概念检测
1.性染色体携带着许多个基因。判断下列相关表述是否正确。
(1)位于X或Y染色体上的基因,其控制的性状与性别的形成都有一定的关系。( )
(2)位于性染色体上的基因,在遗传中不遵循孟德尔遗传规律,但表现出伴性遗传的特点( )
×
×
2.在下列系谱图中,遗传病(图中深颜色表示患者)只能由常染色体上的隐性基因决定的是( )
C
3.由 X 染色体上的隐性基因导致的遗传病可能具有的特点是 ( )
A.如果母亲患病,儿子一定患此病
B.如果祖母患病,孙女一定患此病
C.如果父亲患病,女儿一定不患此病
D.如果外祖父患病,外孙一定患此病
A
二、拓展应用
1.人的白化病是常染色体遗传病,正常(A)对白化(a)是显性。一对表型正常的夫妇,生了一个既患白化病又患红绿色盲的男孩。回答下列问题。
(1)这对夫妇的基因型是 。
(2)在这对夫妇的后代中,如果出现既不患白化病也不患红绿色盲的孩子,则孩子的基因型是 。
AaXBXb(妇)
AaXBY(夫)
AAXBXB, AAXBXb, AAXBY, AaXBXB, AaXBXb, AaXBY
2.果蝇的灰身(B)对黑身(b)为显性,为了确定这对等位基因位于常染色体上还是 X 染色体上,某研究小组让一只灰身雄性果蝇与一只灰身雌性果蝇杂交,然后统计子一代果蝇的表型及数量比,结果为灰身∶黑身= 3∶1。根据这一实验数据,还不能确定 B 和 b 是位于常染色体上还是 X 染色体上,需要对后代进行更详细的统计和分析。请说说你的想法。
如果这对等位基因位于常染色体上,依据子一代的表型,可以推知亲代的基因型为Bb和Bb,子一代灰身:黑身为3:1;如果这对等位基因位于X染色体上,依据子一代的表型,可推知亲代的基因型为XBXb和XBY,子一代灰身:黑身也为3:1,但黑身果蝇全为雄性。因此,要确定等位基因是否位于X染色体上,还应统计黑身果蝇是否全为雄性。
一、选择题
1.在减数分裂Ⅰ中会形成四分体,每个四分体具有 ( )
A.2 条同源染色体,4 个 DNA 分子
B.4 条同源染色体,4 个 DNA 分子
C.2 条姐妹染色单体,2 个 DNA 分子
D.4 条姐妹染色单体,2 个 DNA 分子
A
2.男性患病概率高于女性的隐性遗传病,致病基因很可能在 ( )
A.线粒体中
B.X 染色体上
C.Y 染色体上
D.常染色体上
B
3.下列关于 X 染色体上的显性基因决定的遗传病的叙述,正确的是 ( )
A.男性患者的后代中,子女各有 1/2 患病
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
D
4.XY 型性别决定的生物,群体中的性别比例为 1∶1,原因之一是 ( )
A.雌配子∶雄配子 =1∶1
B.含 X 染色体的配子∶含 Y 染色体的配子 = 1∶1
C.含 X 染色体的精子∶含 Y 染色体的精子 = 1 ∶ 1
D.含 X 染色体的卵细胞∶含 Y 染色体的卵细胞 =1∶1
C
5.果蝇的灰身基因(B)对黑身基因(b)为显性,位于常染色体上 ;红眼基因(W)对白眼基因(w)为显性,位于 X 染色体上。一只纯合黑身红眼雌蝇与一只纯合灰身白眼雄蝇杂交得F1,F1 再自由交配得 F2。下列说法正确的是 ( )
A.F2 中会产生白眼雌蝇
B.F1 中无论雌雄都是灰身红眼
C.F2 中雄蝇的红眼基因都来自 F1 的父方
D.F1 中雌蝇都是灰身红眼,雄蝇都是灰身白眼
B
二、非选择题
1.下图是抗维生素 D 佝偻病的系谱图(图中深颜色表示患者),据图回答问题。
(1)科学家已经确定这种病是显性基因控制的疾病,你能根据系谱图找出依据吗?
表型正常的夫妇。后代均正常;夫妇一方是患者,子代患病的概率是1/2。(或者:已知抗维生素D佝偻病基因位于X染色体上,如果致病基因为隐性基因,则1的X染色体应携带正常的显性基因,I2的一对X染色体上均有致病基因,那么不会出现Ⅱ3的患者,也不会出现Ⅱ7的正常男性。)
二、非选择题
1.下图是抗维生素 D 佝偻病的系谱图(图中深颜色表示患者),据图回答问题。
(2)Ⅱ代的 5 号和 7 号是否携带致病基因?为什么?
不携带。一对等位基因中,只要有一个是显性致病基因,就会表现为患者。
(3)如果图中Ⅲ代 4 号与正常女性结婚,要想避免后代中出现患者,可以采取哪种优生措施?
选择生男孩
2.1961 年首次报道性染色体为 3 条的 XYY男性,患者的临床表现为举止异常,性格多变,容易冲动,部分患者的生殖器官发育不全。你认为这种病是父母哪一方在减数分裂的哪个时期出现异常引起的?为避免这些性染色体异常患儿的出生,临床上应进行哪些检查才能预防?
是父方,可能是在减数分裂Ⅱ中复制的Y染色体未分开,进入了同一个配子,形成了含有两条Y染色体的精子所引起的。在孕妇的产前诊断中,通过对胎儿的染色体进行分析检查,来预防患儿的出生。
3.人们发现,偶尔会有原来下过蛋的母鸡,以后却变成公鸡,长出公鸡的羽毛,发出公鸡样的啼声。从遗传的物质基础和性别控制的角度,你怎样解释这种现象出现的可能原因?鸡是 ZW型性别决定,公鸡的两条性染色体是同型的(ZZ),母鸡的两条性染色体是异型的(ZW)。如果一只母鸡性反转成公鸡,这只公鸡与母鸡交配,后代的性别会是怎样的?
性别与其他性状一样,也是受遗传物质和环境共同影响的,性反转现象出现的可能原因是某种环境因素使性腺发生了反转。子代雌雄之比是2:1
4.从细菌到人类,性状都受基因控制。是否所有生物的基因的遗传,都遵循孟德尔遗传规律?为什么?
否。孟德尔遗传规律的细胞学基础是减数分裂中染色体的变化,因此,该规律只适用于真核生物。
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