第16講基因在染色體上、伴性遺傳突破突破1 1性別決定的方式性別決定的方式突破突破2 2X X、Y Y染色體上基因的傳遞規(guī)律染色體上基因的傳遞規(guī)律總綱目錄總綱目錄一、薩頓的假說(shuō)1.提出者:薩頓。2.研究方法:類比推理法。3.內(nèi)容:基因位于染色體上。4.依據(jù):基因和染色體在行為上存在著明顯的平行關(guān)系,具體如下表:基因染色體生殖過程中在雜交過程中保持完整性和獨(dú)立性 在配子形成和受精過程中,形態(tài)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定存在體細(xì)胞成對(duì)成對(duì)配子成單成單體細(xì)胞中來(lái)源成對(duì)基因一個(gè)來(lái)自父方,一個(gè)來(lái)自母方一對(duì)同源染色體,一條來(lái)自父方,一條來(lái)自母方形成配子時(shí)非同源染色體上的非等位基因自由組合非同源染色體自由組合1.果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)問題的提出二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(實(shí)驗(yàn)者:摩爾根)2.假設(shè)與解釋提出假設(shè)(1)假設(shè):控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上,Y染色體上無(wú)相應(yīng)的等位基因。(2)對(duì)雜交實(shí)驗(yàn)的解釋(如圖)3.測(cè)交驗(yàn)證:親本中的白眼雄蠅和F1中的紅眼雌蠅交配子代中紅眼雌蠅 白眼雌蠅 紅眼雄蠅 白眼雄蠅=1 1 1 1。4.結(jié)論:控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上基因位于染色體上。5.研究方法假說(shuō)演繹法6.基因與染色體的關(guān)系:一條染色體上有多個(gè)基因,基因在染色體上呈線性排列。1.概念:位于性染色體上的基因所控制的性狀,在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。三、伴性遺傳的類型與特點(diǎn)2.將下列遺傳病的類型和特點(diǎn)連線(1)c(2)a(3)a(4)b1.推測(cè)后代發(fā)病率,指導(dǎo)優(yōu)生優(yōu)育婚配生育建議男正常女色盲生女孩,原因:該夫婦所生男孩均患病抗維生素D佝僂病男正常女生男孩,原因:該夫婦所生女孩全患病,男孩正常四、伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用2.根據(jù)性狀推斷后代性別,指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐(2)控制雞的羽毛有橫斑條紋的基因只位于Z染色體上。(3)雜交設(shè)計(jì):選擇非蘆花雄雞和蘆花雌雞雜交(4)選擇:從F1中選擇表現(xiàn)型為非蘆花的個(gè)體保留,從而做到多養(yǎng)母雞,多得雞蛋。1.類比推理得到的結(jié)論都是正確的。( )2.基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系,所以基因全部位于染色體上。( )4.非同源染色體一定自由組合。( )3.非等位基因都位于非同源染色體上。( )6.位于X或Y染色體上的所有基因,控制的性狀表現(xiàn)總會(huì)與性別相關(guān)聯(lián)。()5.性染色體上的基因都與性別決定有關(guān)。( )8.白眼殘翅雌果蠅(bbXrXr)能形成bbXrXr類型的次級(jí)卵母細(xì)胞。()7.生殖細(xì)胞中只表達(dá)性染色體上的基因。( )突破突破1 1性別決定的方式性別決定的方式1.性染色體決定性別(1)染色體種類類型項(xiàng)目XY型性別決定ZW型性別決定雄性個(gè)體XYZZ雄配子X、Y兩種,比例為1 1一種,含Z雌性個(gè)體XXZW雌配子一種,含XZ、W兩種,比例為1 1(2)XY型與ZW型性別決定的比較知能拓展知能拓展性染色體與不同生物的基因組測(cè)序生物種類人類果蠅水稻玉米體細(xì)胞染色體數(shù)4682420基因組測(cè)序染色體數(shù)24(22常+X、Y)5(3常+X、Y)1210原因X、Y染色體非同源區(qū)段基因不同雌雄同株,無(wú)性染色體2.染色體組數(shù)決定性別3.環(huán)境因子決定性別:有些生物性別完全由環(huán)境決定。1.伴性遺傳與分離定律關(guān)系的分析(1)伴性遺傳遵循基因的分離定律。伴性遺傳是由性染色體上基因所控制的遺傳,若就一對(duì)相對(duì)性狀而言,則為一對(duì)等位基因控制一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳。(2)伴性遺傳有其特殊性雌雄個(gè)體的性染色體組成不同,有同型和異型兩種形式。對(duì)伴性遺傳與遺傳定律之間關(guān)系的分析方法有些基因只存在于X或Z染色體上,Y或W上無(wú)相應(yīng)的等位基因,因而出現(xiàn)XbY或ZdW單個(gè)隱性基因控制的性狀,如XbY為男性色盲。Y或W染色體上攜帶的基因,在X或Z染色體上無(wú)相應(yīng)的等位基因,只限于在相應(yīng)性別的個(gè)體之間傳遞,如人類外耳道多毛癥只在男性中傳遞。性狀的遺傳與性別相聯(lián)系。在寫基因型和統(tǒng)計(jì)后代比例時(shí)一定要與性別相聯(lián)系,如XBY或XBXb。2.伴性遺傳與基因自由組合定律關(guān)系的分析在分析既有性染色體又有常染色體上的基因控制的兩對(duì)或兩對(duì)以上的相對(duì)性狀遺傳時(shí),位于性染色體上基因控制的性狀按伴性遺傳處理;位于常染色體上的基因控制的性狀按基因的分離定律處理;整體上則按自由組合定律處理?？枷蚩枷?以基礎(chǔ)判斷的形式以基礎(chǔ)判斷的形式,考查基因與染色體的關(guān)系考查基因與染色體的關(guān)系1.在探索遺傳本質(zhì)的過程中,下列科學(xué)發(fā)現(xiàn)與研究方法相一致的是()孟德爾進(jìn)行豌豆雜交實(shí)驗(yàn),提出遺傳規(guī)律薩頓研究蝗蟲的減數(shù)分裂,提出假說(shuō)“基因在染色體上”摩爾根進(jìn)行果蠅雜交實(shí)驗(yàn),證明基因位于染色體上A.假說(shuō)演繹法假說(shuō)演繹法類比推理法B.假說(shuō)演繹法類比推理法類比推理法C.假說(shuō)演繹法類比推理法假說(shuō)演繹法D.類比推理法假說(shuō)演繹法類比推理法C答案答案C孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)提出遺傳規(guī)律和摩爾根通過實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上都運(yùn)用了假說(shuō)演繹法,薩頓利用類比推理法提出“基因在染色體上”的假說(shuō)?？枷蚩枷?以案例分析的形式以案例分析的形式,考查基因伴性遺傳的特點(diǎn)考查基因伴性遺傳的特點(diǎn)2.(2017課標(biāo)全國(guó))果蠅的紅眼基因(R)對(duì)白眼基因(r)為顯性,位于X染色體上;長(zhǎng)翅基因(B)對(duì)殘翅基因(b)為顯性,位于常染色體上?，F(xiàn)有一只紅眼長(zhǎng)翅果蠅與一只白眼長(zhǎng)翅果蠅交配,F1雄蠅中有1/8為白眼殘翅。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.親本雌蠅的基因型是BbXRXrB.F1中出現(xiàn)長(zhǎng)翅雄蠅的概率為3/16C.雌、雄親本產(chǎn)生含Xr配子的比例相同D.白眼殘翅雌蠅可形成基因型為bXr的極體B答案答案B本題主要考查伴性遺傳的遺傳規(guī)律。首先判斷親本中雌、雄長(zhǎng)翅果蠅控制長(zhǎng)、殘翅相關(guān)的基因型均為Bb,所以F1雄蠅中殘翅的概率為1/4,而F1雄蠅中有1/8為白眼殘翅,故F1雄蠅中白眼的概率為1/2,可知F1雄蠅從母本得到白眼基因Xr的概率是1/2,由此可判斷親本中雌果蠅控制眼色相關(guān)的基因型為XRXr(紅眼),親本雄果蠅(白眼)的基因型為XrY,A正確;F1中出現(xiàn)長(zhǎng)翅(B_)雄蠅的概率=3/41/2=3/8,B錯(cuò)誤;雌、雄親本產(chǎn)生含Xr配子的比例均為1/2,C正確;白眼殘翅雌蠅(bbXrXr)可產(chǎn)生基因型為bXr的極體和卵細(xì)胞,D正確。3.(2016課標(biāo)全國(guó))果蠅的某對(duì)相對(duì)性狀由等位基因G、g控制,且對(duì)于這對(duì)性狀的表現(xiàn)型而言,G對(duì)g完全顯性。受精卵中不存在G、g中的某個(gè)特定基因時(shí)會(huì)致死。用一對(duì)表現(xiàn)型不同的果蠅進(jìn)行交配,得到的子一代果蠅中雌 雄=2 1,且雌蠅有兩種表現(xiàn)型。據(jù)此可推測(cè):雌蠅中()A.這對(duì)等位基因位于常染色體上,G基因純合時(shí)致死B.這對(duì)等位基因位于常染色體上,g基因純合時(shí)致死C.這對(duì)等位基因位于X染色體上,g基因純合時(shí)致死D.這對(duì)等位基因位于X染色體上,G基因純合時(shí)致死D答案答案D因?yàn)樽右淮壷写?雄=2 1,可推測(cè)該性狀可能為伴X遺傳。又據(jù)題干可知,親本用一對(duì)表現(xiàn)型不同的果蠅進(jìn)行交配,可推測(cè)親本雜交組合為XGXg、XgY,理論上,其子代基因型有XGXg、XgXg、XGY、XgY,又因?yàn)槭芫阎胁淮嬖贕、g中的某個(gè)特定基因時(shí)會(huì)致死,可推測(cè)基因型為XGY的個(gè)體致死,從而出現(xiàn)子一代中雌 雄=2 1的結(jié)果。由此可推測(cè)XGXG雌性個(gè)體致死。突破突破2 2X X、Y Y染色體上基因的傳遞規(guī)律染色體上基因的傳遞規(guī)律一、X、Y染色體上基因的傳遞1.X、Y染色體同源區(qū)段的基因的遺傳(1)在X、Y的同源區(qū)段,基因是成對(duì)的,存在等位基因,而非同源區(qū)段則相互不存在等位基因。(2)X、Y染色體同源區(qū)段基因的遺傳與常染色體上基因的遺傳相似,但也有差別,如:XaXaXaYAXaYAXaXa(全為顯性)(全為隱性)XaXaXAYaXAXaXaYa(全為顯性)(全為隱性)2.X、Y染色體非同源區(qū)段的基因的遺傳基因的位置Y染色體非同源區(qū)段基因的傳遞規(guī)律X染色體非同源區(qū)段基因的傳遞規(guī)律隱性基因顯性基因模型圖解判斷依據(jù)父?jìng)髯印⒆觽鲗O,具有世代連續(xù)性雙親正常子病;母病子必病,女病父必病子正常雙親病;父病女必病,子病母必病規(guī)律沒有顯隱性之分,患者全為男性,女性全部正常男性患者多于女性患者;具有隔代交叉遺傳現(xiàn)象女性患者多于男性患者;具有連續(xù)遺傳現(xiàn)象舉例人類外耳道多毛癥人類紅綠色盲癥、血友病抗維生素D佝僂病1.配子致死:某些致死基因可使雄配子死亡,從而使后代只出現(xiàn)某一性別的子代,所以若后代出現(xiàn)單一性別的問題,則考慮“雄配子致死”的問題。二、性狀遺傳中的致死情況舉例:剪秋羅植物葉形的遺傳現(xiàn)象寬葉XBXB窄葉XbY只有雄性寬葉XBY寬葉XBXb窄葉XbY只有雄性寬、窄葉原因X染色體上隱性基因只使雄配子(花粉)致死2.個(gè)體致死:指致死基因在胚胎時(shí)期或幼體階段發(fā)生作用,從而使含致死基因的受精卵不能形成活的幼體或即使能形成也會(huì)出現(xiàn)個(gè)體早夭的現(xiàn)象。通常會(huì)導(dǎo)致后代異常分離比。(1)基因在常染色體上這種致死情況與性別無(wú)關(guān),后代雌雄個(gè)體數(shù)為1 1,一般常見的是顯性純合致死。一對(duì)等位基因的雜合子自交,后代的表現(xiàn)型及比例為2 1;兩對(duì)等位基因的雜合子自交,后代的表現(xiàn)型及比例為6 3 2 1。(2)致死基因位于X染色體上這種情況一般后代雌雄比例是2 1,而不是1 1,但不會(huì)出現(xiàn)只有一種性別的情況。1.基因位置的判斷方法(1)在常染色體上還是在X染色體上已知性狀的顯隱性未知性狀的顯隱性(2)在X、Y染色體的同源區(qū)段還是只位于X染色體上2.根據(jù)性狀判斷生物性別的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(1)對(duì)于XY型性別決定的生物,在伴X遺傳中,隱性性狀的雌性個(gè)體與顯性性狀的雄性個(gè)體雜交,在子代中雌性個(gè)體都表現(xiàn)為顯性性狀,雄性個(gè)體都表現(xiàn)為隱性性狀,圖解如下:親本:XaXaXAY子代:XAXaXaY(顯性)(隱性)(2)對(duì)于ZW型性別決定的生物,在伴Z遺傳中,由于雄性個(gè)體含有ZZ染色體,雌性個(gè)體含有ZW染色體,故設(shè)計(jì)根據(jù)性狀判斷生物性別的實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該選用顯性的雌性個(gè)體和隱性的雄性個(gè)體雜交。考向考向1以案例分析的形式以案例分析的形式,考查考查X、Y染色體的特殊性及其上基因的遺染色體的特殊性及其上基因的遺傳特點(diǎn)傳特點(diǎn)1.(2016北京海淀期末)果蠅的性別決定方式為XY型,其性染色體如下圖所示。X和Y染色體有一部分是同源區(qū)(片段),另一部分是非同源區(qū)(、片段)。下列敘述不正確的是()A.X、Y的大小、形狀不同仍是一對(duì)同源染色體B.交叉互換導(dǎo)致的基因重組只能發(fā)生在片段C.片段上的基因控制的性狀在雌蠅中表現(xiàn)的概率高D.片段上的基因控制的性狀只在雄蠅中表現(xiàn)答案答案CX、Y的大小、形狀雖然不同,但仍是一對(duì)同源染色體,A正確;交叉互換是指同源染色體上非姐妹染色單體間的片段互換,B正確;若片段上的基因控制的性狀是隱性性狀,則該性狀在雄蠅中表現(xiàn)的概率高,C錯(cuò)誤;片段上的基因只存在于Y染色體上,因此其控制的性狀只在雄蠅中表現(xiàn),D正確?？枷蚩枷?以實(shí)例分析的形式以實(shí)例分析的形式,考查基因位置的判斷方法考查基因位置的判斷方法2.果蠅的X、Y染色體(如圖)有同源區(qū)段(片段)和非同源區(qū)段(-1、-2片段)。有關(guān)雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表。下列對(duì)結(jié)果的分析錯(cuò)誤的是()雜交組合一P:剛毛()截毛()F1全剛毛雜交組合二P:截毛()剛毛()F1剛毛() 截毛()=1 1雜交組合三P:截毛()剛毛()F1截毛() 剛毛()=1 1A.通過雜交組合一,直接判斷剛毛為顯性性狀B.通過雜交組合二,可以判斷控制該性狀的基因位于-1片段C.片段的基因控制的性狀在子代中也可能出現(xiàn)性別差異D.減數(shù)分裂中,X、Y染色體能通過交叉互換發(fā)生基因重組的是片段答案答案B根據(jù)雜交組合一中剛毛和截毛雜交,后代都是剛毛,可知?jiǎng)偯秋@性性狀,A正確;根據(jù)雜交組合二不能確定基因在-1片段,如XbXb和XBYb雜交,后代雌性都是剛毛,雄性都是截毛,且比例為1 1,B錯(cuò)誤;雄果蠅的X染色體只能傳給子代的雌性個(gè)體,Y染色體只能傳給子代雄性個(gè)體,故X、Y染色體片段上的基因控制的性狀在子代中可能出現(xiàn)性別差異,C正確;X和Y染色體的區(qū)段是同源區(qū)段,在減數(shù)分裂過程中可以發(fā)生交叉互換,D正確。3.(2017課標(biāo)全國(guó))某種羊的性別決定為XY型。已知其有角和無(wú)角由位于常染色體上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛對(duì)白毛為顯性。回答下列問題:(1)公羊中基因型為NN或Nn的表現(xiàn)為有角,nn無(wú)角;母羊中基因型為NN的表現(xiàn)為有角,nn或Nn無(wú)角。若多對(duì)雜合體公羊與雜合體母羊雜交,則理論上,子一代群體中母羊的表現(xiàn)型及其比例為;公羊的表現(xiàn)型及其比例為。(2)某同學(xué)為了確定M/m是位于X染色體上,還是位于常染色體上,讓多對(duì)純合黑毛母羊與純合白毛公羊交配,子二代中黑毛 白毛=3 1,我們認(rèn)為根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),不能確定M/m是位于X染色體上,還是位于常染色體上,還需要補(bǔ)充數(shù)據(jù),如統(tǒng)計(jì)子二代中白毛個(gè)體的性別比例,若,則說(shuō)明M/m是位于X染色體上;若,則說(shuō)明M/m是位于常染色體上。(如A/a)位于常染色體上時(shí),基因型有種;當(dāng)其僅位于X染色體上時(shí),基因型有種;當(dāng)其位于X和Y染色體的同源區(qū)段時(shí)(如圖所示),基因型有種。(3)一般來(lái)說(shuō),對(duì)于性別決定為XY型的動(dòng)物群體而言,當(dāng)一對(duì)等位基因答案答案(1)有角 無(wú)角=1 3有角 無(wú)角=3 1(2)白毛個(gè)體全為雄性白毛個(gè)體中雄性 雌性=1 1(3)357解析解析本題主要考查基因的分離定律及伴性遺傳的相關(guān)知識(shí)。(1)多對(duì)雜合體公羊(基因型為Nn)與雜合體母羊(基因型為Nn)雜交,理論上,子一代母羊?yàn)?NN(有角)、2Nn(無(wú)角)、1nn(無(wú)角),即有角 無(wú)角=1 3;子一代公羊?yàn)?NN(有角)、2Nn(有角)、1nn(無(wú)角),即有角 無(wú)角=3 1。(2)若M/m位于X染色體上,純合黑毛母羊(XMXM)與純合白毛公羊(XmY)雜交,子一代為XMXm和XMY,子二代為XMXM、XMXm、XMY和XmY,所以子二代中白毛個(gè)體全為雄性。若M/m位于常染色體上時(shí),遺傳與性別無(wú)關(guān),所以子二代白毛個(gè)體中雌性 雄性=1 1。(3)當(dāng)一對(duì)等位基因(A/a)位于常染色體上,基因型有AA、Aa、aa3種;當(dāng)其僅位于X染色體上時(shí),基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY和XaY,共5種;當(dāng)其位于X和Y染色體的同源區(qū)段時(shí),雌性個(gè)體的基因型有XAXA、XAXa、XaXa3種,雄性個(gè)體的基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa4種,共有7種基因型?？枷蚩枷?伴性遺傳中的致死類考查伴性遺傳中的致死類考查4.果蠅經(jīng)射線輻射處理后,其X染色體上可發(fā)生隱性突變,基因純合時(shí)可以引起胚胎致死(根據(jù)隱性純合子的死亡率,隱性致死突變分為完全致死突變和不完全致死突變)。將經(jīng)射線輻射后的一只雄果蠅與野生型純合雌果蠅交配得到F1,將F1單對(duì)交配,分別飼養(yǎng),根據(jù)F2的表現(xiàn)型及比例推測(cè)待測(cè)果蠅的變異情況(如圖所示)。下列說(shuō)法不正確的是()A.若不發(fā)生突變,則F2中雄蠅無(wú)隱性突變體B.若發(fā)生隱性突變,則F2中顯性性狀 隱性性狀=3 1C.若發(fā)生隱性完全致死突變,則F2中雌 雄=2 1D.若發(fā)生隱性不完全致死突變,則F2中雌 雄介于1 1和2 1之間答案答案B若不發(fā)生突變,待測(cè)果蠅的基因型為XBY,則F2中雄蠅的基因型均為XBY,無(wú)隱性突變體,A正確。若發(fā)生隱性突變,待測(cè)果蠅的基因型為XbY,則F1的基因型為XBXb、XBY,F2的基因型為XBXB、XBXb、XBY、XbY,其中XbY可引起胚胎致死。若為完全致死突變,則F2中雌 雄=21,若為不完全致死突變,則F2中雌 雄介于1 1和2 1之間,無(wú)論哪一種隱性致死突變,F2中顯性性狀與隱性性狀的比例都不可能為3 1,B錯(cuò)誤,C、D正確。5.某植物為XY型性別決定的雌雄異株植物,含有一對(duì)等位基因A和a,其中一個(gè)基因在純合時(shí)可導(dǎo)致合子死亡(aa、XAXA、XaY、XAYA等均為純合子)?，F(xiàn)將兩植株雜交得到F1,F1中雌株有121株,雄株有247株,F1雌雄個(gè)體間相互交配得到F2。下列說(shuō)法正確的是()A.該對(duì)基因僅位于X染色體上,其中a純合致死B.F2的性別比例為 =3 4C.F2群體中所有A和a基因中A基因所占的比例為5/7D.F2群體中所有A和a基因中a基因所占的比例為2/7B答案答案B若該對(duì)基因位于常染色體上,無(wú)論哪一個(gè)基因純合致死,F1的雌株與雄株比例不會(huì)出現(xiàn)1 2;同樣,若該對(duì)基因僅位于X染色體上,無(wú)論哪一個(gè)基因純合致死,F1的雌株與雄株比例也不會(huì)出現(xiàn)1 2;由此可知該對(duì)基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段。無(wú)論哪個(gè)基因純合致死,F2的性別比例均為 =3 4。若A純合致死,F2群體中所有A和a基因中A基因所占的比例為2/7,a基因所占的比例為5/7。核心構(gòu)建核心構(gòu)建