高二生物色盲及伴性遗传.docx

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高二生物色盲及伴性遗传

高考要求

要求层次

具体要求

Ⅰ

Ⅱ

√

基因在染色体上

√

果蝇杂交实验

√

性别决定

√

伴性遗传

1．萨顿的假说

1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞做实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程。

他发现孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。

萨顿由此推论：

基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。

也就是说，基因在染色体上，因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系：

（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第一次分裂后期也是自由组合的。

这种通过类比推理方法得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。

2．基因位于染色体上的实验证据

美国生物学家摩尔根从1909年开始，潜心研究果蝇的遗传行为。

（1）果蝇作为遗传实验材料的主要优点：

易饲养、繁殖快，10多天就繁殖一代，一只雌果蝇一生能产生几百个后代。

（2）摩尔根研究果蝇红白眼遗传的杂交实验：

①实验过程和现象：

②实验分析：

20世纪初期，一些生物学家已经在昆虫的细胞中发现了性染色体。

果蝇的体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。

在雌果蝇中，这对性染色体是同型的，用XX表示；在雄果蝇中，这对性染色体是异型的，用XY表示。

由于红、白眼性状的遗传和性别相关联，而且与X染色体的遗传相似，于是摩尔根及其同事设想，如果控制白眼的基因（用w表示）在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因，上述遗传现象就可以得到合理的解释。

③后来，摩尔根等人又通过测交等方法，进一步验证了这些解释。

摩尔根等人的工作，把一个特定的基因和一条特定的染色体——X染色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。

（3）每种生物的基因数量，都要远远多于这种生物染色体数目。

摩尔根和他的学生们经过十多年的努力，发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置的图，说明基因在染色体上呈线性排列。

5.孟德尔遗传规律的现代解释

基因分离定律的实质是：

在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立的随配子遗传给后代。

基因自由组合定律的实质是：

位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色

体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

【例1】

基因遗传行为与染色体行为是平行的。

根据这一事实作出的如下推测，哪一项是没有说服力的（　　）

A．基因在染色体上

B．每条染色体上载有许多基因

C．同源染色体分离导致等位基因分离

D．非同源染色体之间的自由组合使相应的非等位基因重组

【答案】B

【例2】

下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（　　）

A．基因全部在染色体上B．基因在染色体上呈线性排列

C．一条染色体上有一个基因D．染色体就是由基因组成的

【答案】B

【例3】

某生物的基因型为AaBb（非等位基因自由组合），其一卵原细胞经减数分裂后产生了一个基因型为Ab的卵细胞和三个极体。

这三个极体的基因组成分别是（　　）

A．ABaBabB．ABaBAbC．aBaBaBD．AbaBaB

【答案】D

【例4】

下列关于孟德尔豌豆高茎和矮茎杂交实验的解释正确的是（　　）

①高茎基因和矮茎基因是一对等位基因　

②豌豆的高茎基因和矮茎基因位于同源染色体的同一位置

③在杂种子一代形成配子时，高茎基因和矮茎基因随同源染色体的分开而分离

④豌豆的高茎基因和矮茎基因都是随染色体向子代传递的

A．①②B．②③④

C．①③④D．①②③④

【答案】D

【例5】

摩尔根用纯种的红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交，子一代不论雄果蝇还是雌果蝇都表现为红眼。

子一代雌雄果蝇之间相互交配，子二代中有红眼也有白眼，其比例为红眼∶白眼＝3∶1。

请根据上面事实回答：

（1）果蝇的红眼性状对白眼性状为________性。

（2）在子二代既有红眼也有白眼出现的现象，在遗传学上称为_____________。

（3）在子二代果蝇中，雌性个体的性状表现为____________________，雄性个体的性状表现为

_________________________。

（4）摩尔根及其同事设想，控制果蝇白眼和红眼的基因都位于X染色体上，在Y染色体上没

有它们的等位基因。

请根据这一设想写出下列果蝇的基因型：

亲代白眼_____________；子二代红眼雄果蝇_____________；子二代红眼雌果蝇_______________。

【答案】

（1）显　

（2）性状分离　（3）全部为红眼　一半红眼，一半白眼

（4）XwY　XWY　XWXW或XWXw

【例6】

果蝇的红眼（W）对白眼（w）为显性，这对等位基因位于X染色体上，图中表示一只红眼雄果蝇与一只红眼雌果蝇分别通过减数分裂产生配子，再交配生出一只白眼雄果蝇的过程。

请据图回答：

（1）画出图中C、D、G细胞的染色体示意图。

凡染色体上有白眼基因的用w标记表示。

（2）若精子C与卵细胞F结合，产生后代的基因型为___________，表现型为___________。

（3）若亲代红眼雌果蝇与一白眼雄果蝇交配，则子代中出现雄性红眼果蝇的概率为________，出现雌性白眼果蝇的概率为________。

【答案】

（1）如图所示。

（2）XWXw　红眼雌果蝇

（3）1/4　1/4

生物的性别类型，一般为两种，雌性和雄性，也有例外，如雌雄同体（贝类动物中有些为雌雄同体）。

个别生物仅发现一种性别，可以同性繁殖。

在澳大利亚的昆士兰州有一种蜥蜴，其种群中不曾发现过一个雄性，雌性不需要精子来受精，它们的卵在预定的时间分裂，然后便长成一只小蜥蜴，而所有以这种方式产生的蜥蜴都是雌性。

但从理论上讲，一种生物可以有多种性别。

如个别生物多达13种性别，如有种黏液霉菌就有13种“性别”。

但这些多性别的物种很稀有，大多数物种都只有雌性和雄性两种性别。

雌雄性别分化是生物界最普遍的现象之一，也是遗传学研究的一个重要内容。

在自然条件下，两性生物中雌雄个体的比例大多是1：

1，是典型的孟德尔比数，这说明性别和其他性状一样受遗传物质的控制。

性别决定即具双潜能的胚胎生殖腺嵴发育成睾丸或卵巢，接着为性分化即导致内外生殖器的形成。

性别决定是在两种不同发育途径之间的选择，而性别分化是使胚胎向着雌性或雄性发育的过程，决定了性别表型。

性别决定的方式：

（1）性染色体决定性别

多数生物体细胞中有一对同源染色体的形状相互间往往不同，这对染色体跟性别决定直接有关，称为性染色体；性染色体以外的染色体统称常染色体。

①XY型性别决定

凡是雄性个体有2个异型性染色体，雌性个体有2个相同的性染色体的类型，称为XY型。

这类生物中，雌性是同配性别，即体细胞中含有2个相同的性染色体，记作XX；雄性的体细胞中则含有2个异型性染色体，其中一个和雌性的X染色体一样，也记作X，另一个异型的染色体记作Y，因此体细胞中含有XY两条性染色体。

XY型性别决定，在动物中占绝大多数。

全部哺乳类、大部分爬行类、某些两栖类、某些鱼类、很多昆虫和雌雄异株的植物等的性别决定都是XY型，如女娄菜、菠菜、大麻等。

男性体细胞的染色体为：

22对+

；女性体细胞的染色体为：

22对+

。

②ZW型性别决定

鸟类（如家鸡），鳞翅目昆虫，某些两栖类及爬行类动物的性别决定属这一类型。

雄性具有两条性染色体称为Z染色体（为同配性别），雌性带有一条Z染色体和一条W染色体（为异配性别）。

在家蚕中，雌蚕有27对常染色体和ZW性染色体，雄蚕具有27对常染色体和一对ZZ性染色体。

此类性别决定正好与XY型相反，这里雌性是异配性别，雄性是同配性别。

③XO型性别决定

直翅目昆虫（如蝗虫、蟋蟀和蟑螂等）属于这种类型。

雌性为同配性别，体细胞中含有2条X染色体；雄性为异配性别，但仅含有1条X染色体。

如雌性蝗虫有24条染色体（22＋XX）；雄性蝗虫有23条染色体（22＋X）。

减数分裂时，雌虫只产生一种X卵子；雄虫可产生有X和无X染色体的2种精子，其性别比例为1∶1。

④ZO型性别决定

鳞翅目昆虫中的少数个体，雄性为ZZ，雌性为ZO的类型，称为ZO型性别决定。

此类型中，雌性产生2型配子，雄性产生单一类型配子，性别比例为1∶1。

（2）染色体的单双倍数决定性别

有些动物没有明显的性染色体，雌雄性别与染色体组的倍性有关，雌性是二倍体，雄性是单倍体。

如蜜蜂、蚂蚁、黄蜂等的雌性个体是由受精卵发育而来的二倍体，而雄性个体是由未受精卵发育而来的单倍体。

营养差异决定了雌蜂是发育成可育的蜂王还是不育的工蜂。

若整个幼虫期以蜂王浆为食，幼虫发育成体大的蜂王。

若幼虫期仅食2～3天蜂王浆，则发育成体小的工蜂。

单倍体雄蜂进行的减数分裂十分特殊，减数分裂第一次，出现单极纺锤体，染色体全部移向一极，两个子细胞中，一个正常，含16个二价体，另一个是无核的细胞质芽体。

正常的子细胞经减数第二次分裂产生两个单倍体（n＝16）的精细胞，发育成精子。

蜜蜂在婚配飞行中，蜂王和雄蜂交配，交配后雄蜂就死了，蜂王得到了足够一生需要的精子，也就是说可以用上四、五年。

她产下来的每一窝卵中，有少数是不受精的，这些卵发育成为雄蜂。

（3）环境条件决定性别

有些动物的性别，靠其生活史发育的早期阶段的温度、光照或营养状况等环境条件来决定的。

比如：

海生蠕虫后螠，是一种环节动物，成熟雌虫将卵产在海水中，刚发育的幼虫没有性分化，之后自由生活的幼虫将落入海底，发育成雌虫，但是如果有机会落到雌虫的口吻上，很快下滑经内壁进入子宫发育成雄虫。

如果把已经落在雌虫口吻上的幼虫移去，让其继续自由生活，就发育成中间性，畸形程度视呆在雌虫口吻上时间的长短；许多线虫是靠营养条件的好坏来决定性别的，它们一般在性别未分化的幼龄期侵入寄主体内，低感染率时营养条件好，发育成的成体基本上都是雌性，而高感染率时，营养条件差，发育成的成体通常都是雄的；大多数龟类无性染色体，其性别取决于孵化时的温度。

如乌龟卵在20～27℃条件下孵出的个体为雄性，在30～35℃时孵出的个体为雌性。

鳄类在30℃以下孵化则几乎全为雌性，高于32℃时雄性则占多数；我国特产的活化石扬子鳄，巢穴建于潮湿阴暗的弱光处可孵化出较多雌鳄，巢穴建于阳光曝晒处，则可产生较多的雄性。

（4）基因决定性别

植物的性别决定与动物的性别决定大多不同，如高等植物多为雌雄同株类型，无明显的性染色体决定性别的机制存在，但在少数雌雄异株的植物中，也有与动物相类似的性别决定机制。

某些植物既可以是雌雄同株，也可以是雌雄异株，这类植物的性别往往是靠某些基因决定的。

如葫芦科的喷瓜，决定性别的是三个复等位基因，即aD、a+、ad；其显隐关系为aD＞a+＞ad。

aD基因决定发育为雄株；a+基因决定雌雄同株；ad则决定发育为雌株。

性别的类型有5种基因型所决定：

aDa+和aDad为雄株；a+a+和a+ad为雌雄同株；adad为雌株；纯合的aDaD不存在，因为雌性个体不可能提供aD配子。

玉米也可因为2对基因的转变，引起雌雄同株和雌雄异株的差异。

【例7】

果蝇体细胞中的染色体组成可表示为（　　）

A．3+

或3+

B．6+

或6+

C．6+

或6+

D．6+

或6+

【答案】D

【例8】

XY在遗传学上不能表示的意义是（）

A．一种性别决定类型B．雄性个体

C．两条异型的性染色体D．雄性个体的基因型

【答案】D

【例9】

人体在正常情况下，精子形成过程中常染色体和性染色体的数目和类型包含有（）

①44+XY②44+XX③22+Y④22+X

⑤44+YY⑥88+XXYY⑦88+YYYY

A.①③B.③④C.①②③④⑤D.①②③④⑥

【答案】C

【例10】

只要在人的受精卵中含有一个“TDE”基因，该受精卵则发育成男孩，此基因在受精卵内通常位于（）

A．常染色体上B．X染色体上

C．Y染色体上D．常染色体上和性染色体上

【答案】C

【例11】

下列有关性别决定的叙述，正确的是（）

A.含X的配子数：

含Y的配子数=1:

1

B.XY型性别决定的生物，Y染色体都比X染色体短小

C.含X染色体的精子和含Y染色体的精子数量相等

D.各种生物细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体

【答案】C

【例12】

已知蛙的性别决定类型为XY型，现有一只性染色体组成为XX的蝌蚪，由于外界环境条件的影响，最终发育成了一只具有生殖功能的雄蛙。

若由该蛙与正常雌蛙抱对，适宜条件下，所得后代的雌、雄性别比应是（　　）

A．1∶1　　　　B．2∶1C．3∶1D．1∶0

【答案】D

1．伴性遗传的定义

人类的红绿色盲、抗维生素D佝偻病等的遗传表现与果蝇眼色的遗传非常相似，它们的基因位于性染色体上，所以遗传上总是和性别相关，这种现象叫做伴性遗传。

2．人类红绿色盲症

（1）人类红绿色盲症的发现

18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿（J.Daldon，1766-1844），在圣诞节前夕买了一件礼物——一双“棕灰色”的袜子，送给妈妈。

妈妈看到袜子后，感到袜子的颜色过于鲜艳，就对道尔顿说：

“你买的这双樱桃红色的袜子，让我怎么穿呢？

”道尔顿感到非常奇怪，袜子明明是棕灰色的，为什么妈妈说是樱桃红色的呢？

疑惑不解的道尔顿又去问弟弟和周围的人，除了弟弟与自己的看法相同以外，被问的其他人都说袜子是樱桃红色的。

道尔顿对这件小事没有轻易地放过，他经过认真的分析比较，发现他和弟弟的色觉与别人不同，原来自己和弟弟都是色盲。

道尔顿虽然不是生物学家和医学家，却成了第一个发现色盲症的人，也是第一个被发现的色盲症患者。

为此他写了篇论文《论色盲》，成为世界上第一个提出色盲问题的人。

后来，人们为了纪念他，又把色盲症称为道尔顿症。

（2）人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型

女性

男性

基因型

表现型

正常

正常（携带者）

色盲

正常

色盲

（3）四种婚配方式的遗传图解

（4）伴

隐性遗传病的主要特点：

①隔代遗传

②交叉遗传

③男性患者多于女性患者

④女性患者的父亲和儿子一定是患者

（5）举例：

红绿色盲、血友病

3．伴X显性遗传病

（1）主要特点：

①具有世代连续性

②交叉遗传

③女性患者多于男性患者

④男性患者的母亲和女儿一定是患者

（2）举例：

抗维生素D佝偻病

4．伴Y遗传

因为致病基因只在Y染色体上，没有显隐之分，因而患者全为男性，女性全部正常。

致病基因是父传子，子传孙，具有世代连续性，也称为限雄遗传。

如人类的外耳道多毛症。

【例13】

一个男孩患红绿色盲，但其父母、祖父母、外祖父母视觉都正常。

推断其色盲基因来自（）

A．祖父B．外祖母C．外祖父D．祖母

【答案】B

【例14】

下面是甲、乙两个有关色盲遗传的家系，其中两个家系的7号个体的色盲基因分别来自Ⅰ中的（　　）

A．甲的2号和乙的1号

B．甲的4号和乙的4号

C．甲的2号和乙的2号

D．甲的3号和乙的4号

【答案】D

【例15】

如下图所示，为了鉴定男孩8与本家族的亲缘关系，需采用特殊的鉴定方案。

下列方案可行的是（　　）

A．比较8与2的线粒体DNA序列

B．比较8与3的线粒体DNA序列

C．比较8与5的Y染色体DNA序列

D．比较8与2的X染色体DNA序列

【答案】C

【例16】

在双亲中一方色觉正常，另一方色盲，他们的女儿表现型都与父亲相同，儿子表现型都与母亲相同，则儿子和女儿的基因型分别是（　　）

A．XBY和XbXb　B．XBY和XBXbC．XbY和XbXb　D．XbY和XBXb

【答案】D

【例17】

鸟类的性别是由Z和W两条性染色体不同的组合形式来决定的。

家鸡羽毛芦花（B）对非芦花（b）为显性且均位于Z染色体上。

现有一只芦花雄鸡与一只非芦花母鸡交配，产生的后代中芦花和非芦花性状雌雄各占一半。

试分析：

（1）上述实例中，作为亲本的两只鸡的基因型及染色体组合形式分别为：

雄__________________、雌__________________。

（2）请设计一个方案，单就毛色便能辨别雏鸡的雌雄。

方案：

选取基因型为的亲本交配。

辨别雏鸡雌雄的依据：

____________________________________。

【答案】

（1）ZBZb　ZbW　

（2）芦花雌鸡ZBW和非芦花雄鸡ZbZb芦花均为雄鸡（ZBZb），非芦花均为雌鸡（ZbW）

【例18】

某种雌雄异株的植物有宽叶和狭叶两种类型，宽叶由显性基因B控制，狭叶由隐性基因b控制，B和b均位于X染色体上。

基因b使雄配子致死。

请回答：

（1）若后代全为宽叶雄株个体，则其亲本基因型为______________________。

（2）若后代全为宽叶，雌、雄株各半时，则其亲本基因型为_____________________。

（3）若后代全为雄株，宽叶和狭叶个体各半时，则其亲本基因型为____________________。

（4）若后代性比为1：

1，宽叶个体占3/4，则其亲本基因型为_____________________。

【答案】

（1）XBXBXbY

（2）XBXBXBY（3）XBXbXbY（4）XBXbXBY

【例19】

决定猫的毛色基因位于

染色体上，基因型

、

和

的猫分别为黄、黑和虎斑色现有虎斑色雌猫与黄色雄猫交配，生下三只虎斑色小猫和一只黄色小猫，它们的性别是（　　）

A．全为雌猫或三雌一雄B．全为雌猫或三雄一雌

C．全为雌猫或全为雄猫D．雌雄各半

【答案】A

【例20】

某对表现型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表现型正常的女儿，该女儿与一个表现型正常的男子结婚，生出一个红绿色盲基因携带者的概率是（　　）

A．1/2B．1/4C．1/6D．1/8

【答案】D

【例21】

如图为某遗传病的家系图，据图可以做出的判断是（　　）

A．母亲肯定是纯合子，子女是杂合子

B．该遗传病女性发病率高于男性

C．该遗传病不可能是X染色体上的隐性遗传

D．子女中的致病基因不可能来自父亲

【答案】C

【例22】

下图是某家族神经系统疾病的遗传图谱，请据图回答下列问题：

（基因用B、b表示）

（1）该致病基因最可能位于______染色体上，_______性遗传。

（2）图中Ⅰ2和Ⅱ5的基因型分别是_____________和_____________。

（3）Ⅲ14的致病基因是由________遗传给________后再传给他的。

（4）Ⅳ16的致病基因是由________遗传给________后再传给他的。

（5）Ⅲ8和Ⅲ9如再生小孩，生患病女孩的概率是________，生患病男孩的概率是________，

所生男孩中患病的概率是________。

【答案】

（1）X；隐

（2）XBXb；XBXb（3）Ⅰ1或Ⅰ2；Ⅱ7

（4）Ⅱ4；Ⅲ9（5）0；1/4；1/2

【例23】

某地发现一个罕见的家族，家族中有多个成年人身材矮小，身高仅1.2米左右。

下图是该家族遗传系谱。

请据图分析回答问题：

（1）该家族中决定身材矮小的基因是________性基因，最可能位于________染色体上。

该基因可能最先是来自上图中的___________个体。

（2）若Ⅱ1和Ⅱ2再生一个孩子、这个孩子是身高正常的女性纯合子的概率为_______；若IV3

与正常男性婚配后生男孩，这个男孩成年时身材矮小的概率为____________。

（3）该家族身高正常的女性中，只有____________不传递身材矮小的基因。

【答案】

（1）隐XⅠ1

（2）1/41/8（3）（显性）纯合子

【例24】

一对夫妇，妻子患白化病，其父为色盲；丈夫正常，其母患白化病。

预测他们子女同时患这两种病的概率是（）

A．1/2B．1/4C．1/8D．1/16

【答案】C

【例25】

在一个远离大陆且交通不便的海岛上，居民中有66%为甲种遗传病（基因为

、

）致病基因携带者。

岛上某家族系谱中，除患甲病外，还患有乙病（基因为

、

），两种病中有一种为血友病，请据图回答问题：

（1）______病为血友病；另一种遗传病的致病基因在_______染色体上，为_______性遗传病。

（2）Ⅲ-13在形成配子时，在相关的基因传递中，遵循的遗传规律是：

__________________。

（3）若Ⅲ-11与该岛一个表现型正常的女子结婚，则其孩子中患甲病的概率为___________。

（4）Ⅱ-6的基因型为____________，Ⅲ-13的基因型为__________。

（5）我国婚姻法禁止近亲结婚，若Ⅲ-11与Ⅲ-13婚配，则其孩子中只患甲病的概率为________，只患乙病的概率为_______；只患一种病的概率为______；同时患有两种病的概率为______。

【答案】

（1）乙，常，隐

（2）基因的自由组合规律（3）11%

（4）

（5）1/6，1/3，1/2，1/6

【例26】

如图是患甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b）两种遗传病的系谱图。

据图回答：

（1）甲病的致病基因位于___________染色体上，为_________性遗传。

（2）据查3号不携带乙病致病基因，则乙病的致病基因位于______染色体上，为______性遗传。

（3）10号不携带致病基因的几率是__________。

（4）3号和4号婚配，所生后代既患甲种病又患乙种病女孩的几率是____________。

（5）若8号和11号婚配，出生只患甲种病女孩的几率是____________。

【答案】

（1）常；隐

（2）X；隐（3）1/3（4）0（5）1/36

【例27】

人类ABO血型系统是由复等位基因IAIB对i决定，其中显性基因IAIB对i为显性，IAIB为共显性。

一个女人她的血型为A，色觉正常，生了下面5个孩子：

孩子编号

性别

血型

色觉

A

男性

A型

色盲

B

男性

O型

色盲

C

女性

A型

色盲

D

女性

B型

正常

E

女性

A型

正常

这个女人曾结过两次婚，丈夫甲的