2027届高三生物人教版一轮复习课件基因在染色体上与伴性遗传

基因在染色体上与伴性遗传 1 萨顿的假说(Sutton—Boveri假说) (1)基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子形成和受精过程中,也有相对稳定的形态结构。 (2)在体细胞中基因成对存在,染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个,同样,也只有成对的染色体中的一条。 (3)体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方。同源染色体也是如此。 (4)非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在减数分裂 的后期也是自由组合的。 1.萨顿假说 2 ①易饲养 ②繁殖快、后代多 ④果蝇体细胞中染色体数少且形态有明显差别 ③有易于区分的性状 果蝇-特点: 2.基因位于染色体上的实验证据 3 2.基因位于染色体上的实验证据 ①果蝇杂交实验—发现问题 果蝇眼色遗传实验 实验分析 P 红眼( ) 白眼( ) F1 ( 、 ) 雌雄 交配 F2 ( 、 ) 白眼( ) 比例 3 : 1 F1的结果说明 是显性性状; F2的比例关系说明果蝇眼色遗传符合 定律,红眼、白眼受 控制; F2白眼果蝇只有雄果蝇,说明白眼性状表现与 相联系。 红眼 分离 一对等位基因 性别 红眼 红眼 4 ②提出问题: 为什么白眼性状的表现总是与性别相关联 ③做出假设: 假设2:控制果蝇眼色的基因仅位于X染色体的非同源区段上 假设3:控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上,X染色体和Y染色体上都有 假说1:控制果蝇眼色的基因仅位于Y染色体的非同源区段上。 5 ③做出假设 解释之前的实验;预测未来的实验 假设2:控制果蝇眼色的基因仅位于X染色体的非同源区段上 假设3:控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上,X染色体和Y染色体上都有 假说1:控制果蝇眼色的基因仅位于Y染色体的非同源区段上。 XX XYw XX XYw F1 P 配子 红眼(雌) 白眼(雄) X X Yw 红雌 白雄 不符合实验 那种假设是对的呢? 6 基因位于染色体上的实验证据 ③做出假设 解释之前的实验;预测未来的实验 为验证假说,摩尔根设计了多个新的实验,其中有一组实验最为关键,即白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇交配,最后实验的真实结果和预期完全符合,假说2得到了证实。 ④实验验证,得出结论:。 控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上 红眼( ) 白眼( ) XWY XwXw 红眼( ) XWXw XwY 白眼( ) 红眼( ) 白眼( ) XWYW XwXw 红眼( ) XWXw XwYW 红眼( ) 实验结果与①的预期结果相同,假说二正确 假设2:控制果蝇眼色的基因仅位于X染色体的非同源区段上 假设3:控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上,X染色体和Y染色体上都有 7 3 基因与染色体的关系 资料分析:果蝇的体细胞有4对染色体,携带的基因有1.3万多个。人的体细胞有23对染色体,携带的基因有2.6万多个。 现象: 每种生物的基因数量远多于染色体数目。 一条染色体上应该有许多个基因。 推测: 证明方法: 摩尔根和他的学生们发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法,并绘出了第一幅果蝇各种基因在染色体上的相对位置图。 结论: 一条染色体上应该有许多个基因; 同时说明基因在染色体上呈线性排列。 易错提醒:摩尔根的果蝇杂交实验证明了“基因在染色体上”,但并未证明“基因呈线性排列”(那是后来通过绘制基因位置图证明的)。 例1.下列关于萨顿的假说和摩尔根的实验的叙述,正确的是( ) A.萨顿发现基因与染色体的平行关系提出了基因位于染色体上,且基因都位于染色体上 B.果蝇的生育周期短,染色体数目少等特点是作为遗传实验材料的原因之一 C.摩尔根最早能够判断白眼基因位于 X 染色体上的最关键实验证据是F1 雌雄交配,后代出现性状分离,白眼全部是雄性 D.摩尔根及其同事依据果蝇杂交实验结果,推测控制白眼的基因位于X染色体上;且Y染色体上不含有它的等位基因属于“演绎”过程 E.摩尔根将眼色基因与特定染色体联系起来,但眼色的遗传不支持孟德尔的理论 F.利用白眼的雌果蝇和红眼的雄果蝇进行杂交可以验证摩尔根的设想 G.摩尔根运用“假说-演绎法”通过果蝇杂交实验证明了基因在染色体上呈线性排列 H.非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明核基因和染色体行为存在平行关系。 I.摩尔根在实验室培养的雄果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因重组。 BCFH 9 例2.(2024年 浙江卷)某昆虫的性别决定方式为XY 型,张翅(A)对正常翅(a)是显性,位于常染色体;红眼(B)对白眼(b)是显性,位于 X 染色体。从白眼正常翅群体中筛选到一只雌性的白眼张翅突变体,假设个体生殖力及存活率相同,将此突变体与红眼正常翅杂交,子一代群体中有张翅和正常翅且比例相等,若子一代随机交配获得子二代,子二代中出现红眼正常翅的概率为( ) A. 9/32 B. 9/16 C. 2/9 D. 1/9 A 10 例3.(2024年 北京卷)摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱,示意图如图,下列相关叙述正确的是( ) A.所示基因控制的性状均表现为伴性遗传 B.所示基因在Y染色体上都有对应的基因 C.所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律 D.四个与眼色表型相关基因互为等位基因 例4.(2022年 江苏卷) 摩尔根和他的学生用果蝇实验证明了基因在染色体上。下列相关叙述与事实不符的是( ) A.白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性 B.F1互交后代中雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,推测红、白眼基因在X染色体上 C.F1雌蝇与白眼雄蝇回交,后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期 D.白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,显微观察证明为基因突变所致 A D 11 1.XY型 :(哺乳动物、很多种类的昆虫、很多雌雄异株的植物,如菠菜) 雄性:含异型的性染色体,以XY表示 雌性:含同型的性染色体,以XX表示 -2 -1 同源区段 非同源区段 X和Y无等位基因 XBY或XYa X和Y有等位基因 XBYb XO型 :XO :XX 蝗虫 花椒 4.伴性遗传—性别决定方式 12 2.ZW型:(鸟类、爬行类和少数昆虫类) 雄性:含同型的性染色体,以ZZ表示 雌性:含异型的性染色体,以ZW表示 雄性 雌性 zz zw 提示:并非所有生物都有性染色体,只有雌雄异体(雌雄异株)的生物才有性染色体 例如:酵母菌,豌豆,玉米,水稻均没有性染色体 3.染色体数目决定性别(教材P32 拓展题2) 典例:蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来,工蜂和蜂王均为雌性,由受精卵发育而来 4.其他因素决定性别 如:乌龟由孵化时的温度决定性别 13 例1.人工单性化养殖有很高的经济价值。某科研小组用性反转方法研究某种鱼(2N=32)的性别决定方式(XY或ZW)。含睾酮(MT)的饲料可将雌性仔鱼转化为雄鱼,含雌二醇(ED)的饲料可将雄性仔鱼转化为雌鱼,性反转不改变遗传物质,后代性别由性染色体决定。在该鱼ZW型性别决定中,WW个体致死;在XY 型性别决定中,YY 个体致死。相关实验处理及杂交情况如表所示,饲喂含睾酮或含雌二醇的正常饲料。下列叙述错误的是( ) A.若P为2:1,则该鱼的性别决定方式是ZW型 B.若为XY型,则Q为1:2 C.若为ZW型,则Q为0:1 D.该鱼有丝分裂后期染色体数目加倍,会导致 P、Q值改变 D 处理 杂交 子代 对雌仔鱼(甲)投喂含 MT 的饲料,使其转化为雄鱼甲 性成熟的雄鱼甲与普通雌鱼(乙)杂交 雌鱼:雄鱼=P 对雄仔鱼(丙)投喂含 ED的饲料,使其转化为雌鱼丙 性成熟的雌鱼丙与普通雄鱼(丁)杂交 雌鱼:雄鱼=Q 14 基因位于性染色体上,所以有些性状的遗传常常和性别相关联,这种现象称为伴性遗传。 5.伴性遗传 15 .伴X染色体隐性遗传——红绿色盲为例 ①男患多于女患-原因:男性只要X染色体上有致病基因,就表现为患病; ②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。 ③女患者的父亲和儿子全患病 ④往往具有隔代遗传现象; XbY XBXb I II III 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 女性携带者 XbY XbY XbXb 16 例2.(2026年 黑吉辽蒙卷)某单基因遗传病由位于X染色体上的隐性基因控制。不考虑突变,下列关于表型正常夫妇所生子女的叙述,一定正确的是( ) A.女孩均正常 B.男孩均正常 C.女孩均为携带者 D.男孩和女孩均正常 例3.(2026年 北京卷)某11岁男孩生长发育迟缓,被确诊患一种伴X染色体的单基因遗传病。此男孩( -1)的家系如图。下列推测正确的是( ) A. -1的致病基因来自 -2 B. -2携带致病基因的概率为2/3 C. -4和 -8均为显性纯合子 D.人群中男性患者是女性患者的2倍 A A 17 例4.在一个果蝇种群中,雌雄果蝇数量相等,且雌雄个体之间可以自由交配。若种群中A的基因频率为80%,a的基因频率为20%,但A、a基因所在的染色体未知。在 、 、 时间段都经历多次繁殖过程,定期随机取样计算出A和a的基因频率,变化曲线如图所示。下列说法错误的是( ) D A.经历了 、 、 时间段的多次繁殖,基因频率发生了改变,说明该果蝇种群发生了进化 B.若该等位基因位于常染色体上,在 和 的两个时间段中杂合子的基因型频率都是32% C.在第 和第 时间段中A和a的基因频率不变,多次繁殖的后代基因型频率也不变 D.若该对等位基因只位于X染色体上,经历三个时间段后,XaXa、XaY的基因型频率分别为32%、80% 18 .伴X染色体显性遗传——抗维生素D佝偻病 ①患者中女性多于男性,因为男性一个Xd就正常,女性两个Xd才能正常; ②男性的致病基因一定传给女儿,也一定来自其母亲; ③正常女性的父亲及儿子一定正常; ④具有世代连续遗传现象。 XBX- XBX- XBY XDY XDXd XDY XDXd 19 例5.(2026年 湖南卷)关于人类伴性遗传病的叙述,正确的是( ) A.女性患者与正常男性婚配,子代患病概率为1/2 B.抗维生素D佝偻病患者中,男性比女性病症严重 C.女性红绿色盲患者的儿子也是红绿色盲患者 D.性染色体组成为XY的个体表现出女性性征是一种伴性遗传病 例6.(2024年 贵州卷) 人类的双眼皮基因对单眼皮基因是显性,位于常染色体上。一个色觉正常的单眼皮女性(甲),其父亲是色盲;一个色觉正常的双眼皮男性(乙),其母亲是单眼皮。下列叙述错误的是( ) A.甲的一个卵原细胞在有丝分裂中期含有两个色盲基因 B.乙的一个精原细胞在减数分裂 中期含四个单眼皮基因 C.甲含有色盲基因并且一定是来源于她的父亲 D.甲、乙婚配生出单眼皮色觉正常女儿的概率为1/4 C B 20 .伴Y染色体遗传——外耳道多毛症 ①传男不传女,父病子必病 ②世代连续 ③无显隐性 1 2 5 3 4 7 9 10 6 11 8 21 应用 ①推测后代发病率,指导优生优育 (1)由常染色体上的基因控制的遗传病 ①XX患病:与性别无关,无性别差异:P(男孩患病) = P(女孩患病) = P(患病孩子) ②患病XX:“患病”与“XX”是独立事件: P(男孩患病)=患病概率 性别概率 (2)由性染色体上的基因控制的遗传病-遗传与性别连锁 “男孩患病”是指男孩中患病的,不考虑女孩;“患病男孩”则是所有孩子中患病的男孩,二者主要是概率计算的范围不同。 即:患病男孩的概率=患病男孩在后代全部孩子中的概率 男孩患病的概率=后代男孩中患病的概率 男孩(女孩)患病≠患病男孩(女孩) 22 例7.(2025年 湖北卷)研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低的g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知 -1不含g基因。随机选取 -5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是( ) C A. -3个体的致病基因可追溯源自I-2 B. -5细胞中失活的X染色体源自母方 C. -2所有细胞中可能检测不出g蛋白 D.若 -6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/2 23 应用 (2)根据性状推断后代性别,指导生产实践 已知控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于Z染色体上,且芦花(B)对非芦花(b)为显性,请设计通过花纹选育“雌鸡”的遗传杂交实验,并写出遗传图解。 Zb W zBzb zbw 芦花鸡 非芦花鸡 配子 子代 zbzb zBw 亲代 ZB 非芦花鸡 芦花鸡 XY染色体:隐雌 显雄 ZW染色体:显雌 隐雄 24 例8.(2026年 河北卷)某家禽(性别决定方式为ZW型)的黑羽和灰羽受一对等位基因控制。以黑羽和灰羽个体为亲本进行杂交,部分后代的遗传系谱图如图所示。不考虑突变等其他变异和性染色体同源区段,下列分析正确的是( ) A.黑羽不会由Z染色体上的显性基因控制 B.若 -1和 -1杂交子代中黑羽个体占比为1/2,则黑羽为隐性性状 C.通过调查 -1与 -2杂交子代的性状和占比,可确定该羽色的遗传方式 D.若黑羽由常染色体隐性基因控制, -1与 -2杂交子代中黑羽个体占比为1/4 AC 25 解题技巧1-遗传类型判断与分析 伴性遗传解题技巧 1.确定是否为伴Y染色体遗传病或细胞质遗传 (1)所有患者均为男性,无女性患者,则为伴Y染色体遗传。 (2)女患者的子女全患病,正常女性的子女都正常,则最可能为母系遗传 2.判断显隐性 (1)双亲正常,子代有患者,为隐性(即无中生有)。(图1) (2)双亲患病,子代有正常,为显性(即有中生无)。(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) 图 1 图 2 图 3 26 解题技巧1-遗传类型判断与分析 伴性遗传解题技巧 3.确定是否是伴X染色体遗传病 (1)隐性遗传病 ①女性患者,其父或其子有正常 (图4、5) ②女性患者,其父和其子都患病 (图6、7) 图 4 图 5 图 6 图 7 ——看女患 一定常染色体遗传 可能伴X染色体遗传、也可能常染色体遗传 无中生有为隐性,隐性遗传看女病,女病男正非伴性 27 解题技巧1-遗传类型判断与分析 伴性遗传解题技巧 03 图 8 图 9 图 10 3.确定是否是伴X染色体遗传病 (2)显性遗传病 ①男性患者,其母或其女有正常 (图8) ②男性患者,其母和其女都患病 (图9、10) ——看男患 一定常染色体遗传 可能伴X染色体遗传、也可能常染色体遗传 有中生无为显性,显性遗传看男病,男病女正非伴性 28 解题技巧1-遗传类型判断与分析 伴性遗传解题技巧 03 4.若都无法确定,只能从可能性大小推测 如果无法确定显隐性或位置,分情况讨论 最可能是伴X显 ①连续遗传 最可能是显性 男患≈女患 女患>男患 ②隔代遗传 最可能是隐性 常 显 伴X显 XDXD、XDXd XDY 男患≈女患 女患<男患 常 隐 伴X隐 XbXb XbY 29 伴性遗传解题技巧 03 例9.某罕见遗传病的致病基因位于性染色体上。某家族成员患病情况如下图所示, -2未患此病但性染色体为XYY。已知性染色体为XYY的精原细胞减数分裂时Y与Y发生联会的几率是75%,未联会的性染色体随机移向一极。假设各种染色体组合的配子和个体均可存活。下列说法正确的是( ) A. -2致病基因来自 -2,且细胞内最多有两个致病基因 B. -1为该病患者的概率为1/16 C.若 -2与携带者婚配,未患病子代中染色体正常的概率为3/8 D.若 -3经体细胞基因治疗康复,后代不携带致病基因 C 30 伴性遗传解题技巧 03 例10. (2025年 湖北卷)研究表明,人类女性体细胞中仅有一条X染色体保持活性,从而使女性与男性体细胞中X染色体基因表达水平相当。基因G编码G蛋白,其等位基因g编码活性低的g蛋白。缺失G基因的个体会患某种遗传病。图示为该疾病的一个家族系谱图,已知 -1不含g基因。随机选取 -5体内200个体细胞,分析发现其中100个细胞只表达G蛋白,另外100个细胞只表达g蛋白。下列叙述正确的是( ) A. -3个体的致病基因可追溯源自I-2 B. -5细胞中失活的X染色体源自母方 C. -2所有细胞中可能检测不出g蛋白 D.若 -6与某男性婚配,预期生出一个不患该遗传病男孩的概率是1/2 D 31 伴性遗传解题技巧 03 例11. (2026年 陕晋青宁卷 )某单基因遗传病的致病基因位于X、Y染色体的同源区段。下图为该病某家族系谱图, 2不携带致病基因,不考虑突变。下列叙述错误的是( ) A. 4是否患病与其性别无关 B. 1的致病基因一定位于其X染色体上 C. 3配偶若为患者,子女基因型有5种可能 D. 3与正常配偶生出患病女孩的概率低于患病男孩 C 例12. (2025年 山东卷 )如图为人类某单基因遗传病的系谱图。不考虑X、Y染色体同源区段和突变,下列推断错误的是( ) A. 该致病基因不位于Y染色体上 B. 若 -1不携带该致病基因,则 -2一定为杂合子 C. 若 -5正常,则 -2一定患病 D. 若 -2正常,则据 -2是否患病可确定该病遗传方式 D 32 $