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白眼(♂)
↓
F1红眼(♀)×
红眼(♂)
↓F1个体之间交配
F2红眼(♀、♂)、白眼(♂)
②提出问题
③提出假说,进行解释
a.假设:
控制果蝇红眼与白眼的基因只位于X染色体上,Y染色体上无相应的等位基因。
b.用遗传图解进行解释(如图所示):
④演绎推理,实验验证:
进行测交实验(亲本中的白眼雄果蝇与F1中的红眼雌果蝇交配)。
⑤得出结论:
控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染色体上。
⑥基因与染色体的关系:
一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
[诊断与思考]
1.判断下列说法的正误
(1)体细胞中基因成对存在,配子中只含一个基因( ×
)
(2)在形成配子时,并非所有非等位基因都发生自由组合( √ )
(3)萨顿利用假说—演绎法,推测基因位于染色体上( ×
2.假说—演绎法与类比推理有怎样的区别?
提示 假说—演绎法是建立在假说基础之上的推理,并通过验证得出结论,如孟德尔发现遗传定律;
而类比推理是借助已知的事实及事物间的联系推理得出假说。
3.若控制某一性状的基因在X、Y染色体上有等位基因,则显性雄性个体的基因型有几种?
写出其基因型(用A、a表示)。
提示 3种。
XAYa、XAYA、XaYA。
题组一 萨顿假说的判断
1.萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”,而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说,下列不属于他所依据的“平行”关系的是( )
A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的,在配子中都只含有成对中的一个
B.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过程中也自由组合
C.作为遗传物质的DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的
D.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
答案 C
解析 基因与染色体的平行关系表现在:
基因、染色体在杂交过程中保持完整性、独立性;
基因、染色体在体细胞中成对存在,在配子中成单存在;
成对的基因和同源染色体都是一个来自母方,一个来自父方;
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。
2.科学的研究方法是取得成功的关键,假说—演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法,人类在探索基因神秘踪迹的历程中,进行了如下研究:
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验:
提出了生物的性状由遗传因子(基因)控制
②1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程,提出假说:
基因在染色体上
③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验:
找到基因在染色体上的实验证据
他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为( )
A.①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理
B.①假说—演绎法 ②类比推理 ③类比推理
C.①假说—演绎法 ②类比推理 ③假说—演绎法
D.①类比推理 ②假说—演绎法 ③类比推理
解析 孟德尔提出生物的性状由遗传因子控制和摩尔根找到基因在染色体上的实验证据运用的都是假说—演绎法。
萨顿提出基因在染色体上的假说运用的是类比推理。
题组二 基因位置的确定
3.摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传,在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中,最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是( )
A.白眼突变体与野生型个体杂交,F1全部表现为野生型,雌、雄比例为1∶1
B.F1自由交配,后代出现性状分离,白眼全部是雄性
C.F1雌性与白眼雄性杂交,后代出现白眼,且雌雄中比例均为1∶1
D.白眼雌性与野生型雄性杂交,后代白眼全部为雄性,野生型全部为雌性
答案 B
解析 白眼基因无论是位于常染色体上,还是位于X染色体上,当白眼突变体与野生型个体杂交时,F1全部表现为野生型,雌雄中比例均为1∶1,A、C项错误;
白眼基因若位于X染色体上,则白眼性状应与性别有关,其中B项是最早提出的实验证据,故B项正确,D项错误。
4.果蝇具有易饲养,性状明显等优点,是经典的遗传学实验材料。
已知果蝇红眼为伴X显性遗传,其隐性性状为白眼。
下列杂交组合中,通过眼色即可直接判断子代性别的一组是( )
A.杂合红眼雌果蝇×
红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇×
C.杂合红眼雌果蝇×
白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇×
解析 白眼雌果蝇×
红眼雄果蝇组合,子代雄果蝇全为白眼,雌果蝇全为红眼,因此可直接判断性别。
判断基因在常染色体上还是在X染色体上的方法
(1)若已知性状的显隐性
隐性雌×
显性雄
(2)若未知性状的显隐性
设计正反交杂交实验⇒
考点二 伴性遗传的特点与应用分析
1.伴性遗传的概念
性染色体上的基因控制的性状的遗传与性别相关联的遗传方式。
2.观察红绿色盲遗传图解,据图回答
(1)子代XBXb的个体中XB来自母亲,Xb来自父亲。
(2)子代XBY个体中XB来自母亲,由此可知这种遗传病的遗传特点是交叉遗传。
(3)如果一个女性携带者的父亲和儿子均患病,这说明这种遗传病的遗传特点是隔代遗传。
(4)这种遗传病的遗传特点是男性患者多于女性。
3.伴性遗传病的实例、类型及特点(连线)
(1)生物的性别并非只由性染色体决定( √ )
(2)性染色体上的基因都与性别决定有关( ×
(3)性染色体上的基因都伴随性染色体遗传( √ )
(4)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子( ×
(5)玉米、小麦、西瓜等植物雌、雄同株,细胞内无性染色体( √ )
2.下图表示X和Y染色体的同源区段和非同源区段,据图回答问题。
(1)X、Y染色体同源区段的基因遗传与性别有关吗?
请举例说明。
提示 假设控制某相对性状的基因(A、a)位于同源区段,则:
可见同源区段上的基因遗传与性别有关。
(2)利用遗传系谱图探讨位于X、Y染色体非同源区段上基因的传递特点。
序号
图谱
遗传方式
判断依据
①
常隐
父母无病,女儿有病,一定是常隐
②
常显
父母有病,女儿无病,一定是常显
③
常隐或X隐
父母无病,儿子有病,一定是隐性
④
常显或X显
父母有病,儿子无病,一定是显性
⑤
最可能是X显(也可能是常隐、常显、X隐)
父亲有病,女儿全有病,最可能是X显
⑥
非X隐(可能是常隐、常显、X显)
母亲有病,儿子无病,非X隐
⑦
最可能在Y上(也可能是常显、常隐、X隐)
父亲有病,儿子全有病,最可能在Y上
题组一 性染色体组成与传递特点的分析
1.一个性染色体组成为XXY的男孩,下列情况中,其染色体变异一定与他的父亲有关的是( )
A.男孩色盲,其父正常,其母色盲
B.男孩色盲,其父正常,其母正常
C.男孩正常,其父色盲,其母正常
D.男孩正常,其父正常,其母色盲
答案 D
解析 设控制色盲的基因为b。
A项,其父正常(XBY),其母色盲(XbXb),则该色盲男孩(XbXbY)的产生与其父无关;
B项,其父母都正常,该色盲男孩(XbXbY)的产生也与其父无关;
C项,其父色盲(XbY),其母正常(XBX-),该正常男孩(XBX-Y)的产生可能与其父有关,也可能与其母有关;
D项,其父正常(XBY),其母色盲(XbXb),该正常男孩(XBXbY)的产生一定与其父有关。
2.火鸡的性别决定方式是ZW型(♀ZW、♂ZZ)。
曾有人发现少数雌火鸡(ZW)的卵细胞未与精子结合,也可以发育成二倍体后代。
遗传学家推测,该现象产生的原因可能是:
卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合,形成二倍体后代(WW的胚胎不能存活)。
若该推测成立,理论上这种方式产生后代的雌雄比例是( )
A.雌∶雄=1∶1B.雌∶雄=1∶2
C.雌∶雄=3∶1D.雌∶雄=4∶1
解析 按题意分两种情况,第一种情况是若卵细胞含Z染色体,则三个极体分别含Z、W、W染色体,卵细胞与其中之一结合后的情况是(ZZ)雄∶ZW(雌)=1∶2,第二种情况是若卵细胞含W染色体,则三个极体分别含W、Z、Z染色体,卵细胞与其中之一结合后的情况是WW(不存活)∶ZW(雌)=1∶2。
故综合两种情况,理论上这种方式产生后代的雌雄比例是雌∶雄=4∶1。
题组二 伴性遗传的特点及其概率计算
3.(2015·
全国Ⅰ,6)抗维生素D佝偻病为X染色体显性遗传病,短指为常染色体显性遗传病,红绿色盲为X染色体隐性遗传病,白化病为常染色体隐性遗传病。
下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述,正确的是( )
A.短指的发病率男性高于女性
B.红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C.抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D.白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现
解析 短指是常染色体显性遗传病,与性别无关,在男性和女性中发病率是一样的,A错误;
红绿色盲是X染色体隐性遗传病,致病基因在X染色体上,女性患者的两个X染色体上均有致病基因,其中一个来自父亲,一个来自母亲,父亲必然是该病患者,B正确;
抗维生素D佝偻病是X染色体显性遗传病,女性性染色体为XX,只要有一个X染色体上有致病基因就为患者,所以女性发病率高于男性,C错误;
常染色体隐性遗传病往往有隔代遗传现象,故D错误。
4.一个家庭中,父亲是色觉正常的多指(由常染色体上的显性基因控制)患者,母亲的表现型正常,他们却生了一个手指正常但患红绿色盲的孩子。
下列叙述正确的是( )
A.该孩子的色盲基因来自外祖母
B.这对夫妇再生一个男孩,其只患红绿色盲的概率是1/2
C.这对夫妇再生一个正常女儿的概率是1/4
D.父亲的精子不携带致病基因的概率是1/3
解析 设控制手指的基因用A、a表示,控制色觉的基因用B、b表示,由题意知,该家庭中父母的基因型分别为AaXBY、aaXBXb,生育的手指正常但患红绿色盲的孩子一定为男孩,其色盲基因来自他的母亲,由于不知道外祖父母的表现型,故无法判断色盲基因来自于谁,故A错误;
这对夫妇再生一个男孩,其只患红绿色盲的概率是1/2(手指正常概率)×
1/2(男孩患色盲概率)=1/4,故B错误;
生育的女孩色觉都正常,这对夫妇再生一个正常女孩的概率是1/2(手指正常概率)×
1/2(女孩的概率)=1/4,故C正确;
从父亲的基因型分析,基因型为aXB、aY的精子中不携带致病基因,占1/2,故D错误。
5.人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因(T)位于X染色体上。
已知没有X染色体的胚胎是致死的。
如果褐色的雌兔(染色体组成为XO)与正常灰色(t)雄兔交配,预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为( )
A.3/4与1∶1B.2/3与2∶1
C.1/2与1∶2D.1/3与1∶1
解析 雌兔基因型为XTO,雄兔基因型为XtY,两兔交配,其子代基因型分别为XTXt、XtO、XTY、OY,因没有X染色体的胚胎是致死的,因此子代只有XTXt、XtO、XTY三种基因型的兔,且数量之比为1∶1∶1,子代中XTXt为褐色雌兔,XtO为灰色雌兔,XTY为褐色雄兔,故子代中褐色兔占2/3,雌、雄之比为2∶1。
题组三 遗传系谱图的判断
6.以下家系图中最可能属于常染色体上的隐性遗传、Y染色体遗传、X染色体上的显性遗传、X染色体上的隐性遗传的依次是( )
A.③①②④B.②④①③
C.①④②③D.①④③②
解析 ①存在“无中生有”的现象,应是隐性遗传,又因为患病的女儿其父亲正常,因此是常染色体上的隐性遗传。
②代代有患者,患病男性的女儿都有病,且第二代中两患者的后代中出现正常男性,因此最可能是X染色体上的显性遗传。
③存在“无中生有”的现象,是隐性遗传,且“母患子必患、女患父必患”,因此最可能是X染色体上的隐性遗传。
④存在明显的传男不传女现象,因此最可能是伴Y染色体遗传。
7.(2015·
山东,5)人类某遗传病受X染色体上的两对等位基因(A、a和B、b)控制,且只有A、B基因同时存在时个体才不患病。
不考虑基因突变和染色体变异。
根据系谱图,下列分析错误的是( )
A.Ⅰ1的基因型为XaBXab或XaBXaB
B.Ⅱ3的基因型一定为XAbXaB
C.Ⅳ1的致病基因一定来自于Ⅰ1
D.若Ⅱ1的基因型为XABXaB,与Ⅱ2生一个患病女孩的概率为
解析 图中的Ⅰ2的基因型为XAbY,其女儿Ⅱ3不患病,儿子Ⅱ2患病,故Ⅰ1的基因型为XaBXab或XaBXaB,A正确;
Ⅱ3不患病,其父亲传给XAb,则母亲应能传给她XaB,B正确;
Ⅳ1的致病基因只能来自Ⅲ3,Ⅲ3的致病基因只能来自Ⅱ3,Ⅱ3的致病基因可以来自Ⅰ1,也可来自Ⅰ2,C错误;
若Ⅱ1的基因型为XABXaB,无论Ⅱ2的基因型为XaBY还是XabY,Ⅱ1与Ⅱ2(基因型为XaBY或XabY)生一个患病女孩的概率均为1/2×
1/2=1/4,D正确。
题组四 X、Y染色体同源区段和非同源区段上基因的传递规律的判断
8.已知果蝇红眼(A)和白眼(a)由位于X染色体Ⅰ区段(与Y染色体非同源区段)上的一对等位基因控制,而果蝇刚毛(B)和截毛(b)由X和Y染色体的Ⅱ区段(同源区段)上一对等位基因控制,且突变型都表现隐性性状,如下图所示。
下列分析正确的是( )
A.若纯种野生型雌果蝇与突变型雄果蝇杂交,则F1中会出现截毛个体
B.若纯种野生型雌果蝇与突变型雄果蝇杂交,则F1中会出现白眼个体
C.若纯种野生型雄果蝇与突变型雌果蝇杂交,则F1中不会出现截毛个体
D.若纯种野生型雄果蝇与突变型雌果蝇杂交,则F1中不会出现白眼个体
解析 A项中亲本基因型是XBXB和XbYb,可见后代应全为刚毛个体;
B项中亲本基因型是XAXA和XaY,可见后代应全为红眼个体;
C项中亲本基因型是XBYB和XbXb,可见后代应全为刚毛个体,不会出现截毛个体;
D项中亲本基因型是XAY和XaXa,可见后代雌性全表现为红眼,雄性全表现为白眼。
9.如图甲中Ⅰ表示X和Y染色体的同源区段,在该区段上基因成对存在,Ⅱ和Ⅲ是非同源区段,在Ⅱ和Ⅲ上分别含有X和Y染色体所特有的基因,在果蝇的X和Y染色体上分别含有图乙所示的基因,其中B和b分别控制果蝇的刚毛和截毛性状,R和r分别控制果蝇的红眼和白眼性状。
请据图分析回答下列问题:
(1)果蝇的B和b基因位于图甲中的________(填序号)区段,R和r基因位于图甲中的________(填序号)区段。
(2)在减数分裂时,图甲中的X和Y染色体之间有交叉互换现象的是________(填序号)区段。
(3)红眼雄果蝇和红眼雌果蝇的基因型分别为__________________和____________。
(4)已知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有B和b两种基因,请写出该果蝇可能的基因型,并设计实验探究基因B和b在性染色体上的位置情况。
①可能的基因型:
_____________________________________________________________。
②设计实验:
__________________________________________________________________。
③预测结果:
如果后代中雌性个体全为刚毛,雄性个体全为截毛,说明________________;
如果后代中雌性个体全为截毛,雄性个体全为刚毛,说明____________________。
答案
(1)Ⅰ Ⅱ
(2)Ⅰ (3)XRY XRXR或XRXr (4)①XBYb或XbYB ②让该果蝇与截毛雌果蝇杂交,分析后代的表现型 ③B和b分别位于X和Y染色体上 B和b分别位于Y和X染色体上
解析
(1)由题图可知,基因B位于X染色体上,基因b位于Y染色体上,因此基因B和b应位于图甲中的Ⅰ区段,而基因R和r只存在于X染色体上,应位于图甲中的Ⅱ区段。
(2)减数分裂过程中,X、Y染色体上同源区段中的非姐妹染色单体可能发生交叉互换,即图甲中的Ⅰ区段。
(3)由于控制眼色的基因R、r位于X和Y染色体的非同源区段,所以,红眼雄果蝇的基因型为XRY,红眼雌果蝇的基因型为XRXR或XRXr。
(4)由于基因B和b位于图甲中的Ⅰ区段,刚毛对截毛为显性,所以刚毛雄果蝇的基因型为XBYb或XbYB。
要探究基因B和b在X、Y染色体上的位置,应让该果蝇与截毛雌果蝇(XbXb)杂交,再根据后代的表现型确定该对基因分别所处的位置。
1.患病概率计算技巧
(1)由常染色体上的基因控制的遗传病
①男孩患病概率=女孩患病概率=患病孩子概率。
②患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率×
1/2。
(2)由性染色体上的基因控制的遗传病
①若病名在前、性别在后,则从全部后代中找出患病男(女),即可求得患病男(女)的概率。
②若性别在前、病名在后,求概率时只考虑相应性别中的发病情况,如男孩患病概率则是指在所有男孩中患病的男孩所占的比例。
2.快速突破遗传系谱题思维模板
3.判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上
(1)方法:
隐性雌性×
纯合显性雄性。
(2)结果预测及结论
①若子代全表现为显性性状,则相应的控制基因位于X、Y染色体的同源区段。
②若子代中雌性个体全表现为显性性状,雄性个体全表现为隐性性状,则相应的控制基因仅位于X染色体上。
知识网络 答题语句
网络构建
要语强记
1.萨顿运用类比推理提出了基因在染色体上的假说。
2.摩尔根运用假说—演绎法通过果蝇杂交实验证明了萨顿假说。
3.一条染色体上有许多基因,呈线性排列。
4.性别决定是指雌雄异体的生物决定性别的方式。
性别决定的方式有XY型和ZW型两种。
5.伴X隐性遗传病表现出隔代交叉遗传、男患者多于女患者、女患者的父亲、儿子都是患者的特点。
6.伴X显性遗传病表现出连续遗传、女患者多于男患者、男患者的母亲、女儿都是患者的特点。
7.伴Y遗传病表现出全男性遗传特点。
探究高考 明确考向
1.(2013·
山东,5)家猫体色由X染色体上一对等位基因B、b控制,只含基因B的个体为黑猫,只含基因b的个体为黄猫,其他个体为玳瑁猫,下列说法正确的是( )
A.玳瑁猫互交的后代中有25%的雄性黄猫
B.玳瑁猫与黄猫杂交后代中玳瑁猫占50%
C.为持续高效地繁殖玳瑁猫,应逐代淘汰其他体色的猫
D.只有黑猫和黄猫杂交,才能获得最大比例的玳瑁猫
解析 由题干信息可知A项中,黑色的基因型为XBXB、XBY,黄色为XbXb、XbY,玳瑁色为XBXb。
只有雌性猫具有玳瑁色;
B项中玳瑁猫与黄猫杂交,后代中玳瑁猫占25%;
C项中由于只有雌性猫为玳瑁色,淘汰其他体色的猫,将得不到玳瑁猫;
D项中黑色雌猫与黄色雄猫杂交或黑色雄猫与黄色雌猫杂交,子代中雌性猫全为玳瑁色。
2.(2012·
天津,6)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性,位于X染色体上;
长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性,位于常染色体上。
现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配,F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。
下列叙述错误的是( )
A.亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr
B.亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
C.F1出现长翅雄果蝇的概率为3/16
D.白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞
解析 通过分析果蝇的亲子代之间的关系,先推导亲代基因型,然后逐项排查即可。
从题目中F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅,再结合亲本的表现型可知,红眼长翅果蝇的基因型为BbXRXr,白眼长翅果蝇的基因型为BbXrY,A项正确;
由亲本基因型可进一步推知两亲本产生Xr配子的概率:
父方为1/2,母方也为1/2,因此整体比例为1/2,B项正确;
其F1出现长翅雄果蝇的概率是1/2(雄)×
3/4(长翅),即3/8,C项错误;
白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr,减数第一次分裂时同源染色体分离,染色体数目减半,在减数第二次分裂后期,每个着丝点一分为二,使两条复制而来的姐妹染色单体分开,由于其上基因相同(不考虑突变和交叉互换),因此,其形成的次级卵母细胞基因型是bbXrXr,D项正确。
3.(2014·
安徽,5)鸟类的性别决定为ZW型。
某种鸟类的眼色受两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制。
甲、乙是两个纯合品种,均为红色眼。
根据下列杂交结果,推测杂交1的亲本基因型是( )
杂交1 ♂甲×
乙♀杂交2 ♀甲×
乙♂
↓ ↓
雌雄均为褐色眼 雄性为褐色眼、雌性为红色眼
A.甲为AAbb,乙为aaBB
B.甲为aaZBZB,乙为AAZbW
C.甲为AAZbZb,乙为aaZBW
D.甲为AAZbW,乙为aaZBZB
解析 由题干和杂交1、2组合分析可知,正交和反交结果不同,说明鸟眼色的遗传与性别相关联。
由于控制鸟类眼色的两对基因独立遗传,可以判断两对基因中一对位于常染色体上,一对位于性染色体上,可排除A项。
鸟类的性别决定方式为ZW型,雄性为ZZ,雌性为ZW,可排除D项。
杂交1中后代雌雄表现型相同,且都与亲本不同,子代雌雄个体应是同时含A和B表现为褐色眼,则甲的基因型为aaZBZB,乙的基因型为AAZbW,后代褐色眼的基因型为AaZBZb和AaZBW;
杂交2中亲本基因型为aaZBW和AAZbZb,后代雌性的基因型为AaZbW(红色眼),雄性的基因型为AaZBZb(褐色眼),B项正确,C项错误。
4.(2015·
全国Ⅱ,32)等位基因A和a可能位于X染色体上,也可能位于常染色体上,假定某女孩的基因型是XAXA或AA,其祖父的基因型是XAY或Aa,祖母的基因型是XAXa或Aa,外祖父的基因型是XAY或Aa,外祖母的基因型是XAXa或Aa。
不考虑基因突变和染色体变异,请回答下列问题:
(1)如果这对等位基因位于常染色体上,能否确定该女孩的2个显性基因A来自于祖辈4人中的具体哪两个人?
为什么?
________________________________________________________________________。
(2)如果这对等位基因位于X染色体上,那么可判断该女孩两个XA中的一个必然来自于________(填“祖父”或“祖母”),判断依据是______________________________________;
此外,________(填“能”或“不能”)确定另一个XA来自于外祖父还是外祖母。
答案
(1)不能。
女孩AA中的一个A,必然来自于父亲,但因为祖父和祖母都含有A,故无法确定父亲传给女儿的A是来自于祖父还是祖母;
另一个A必然来自于母亲,也无法确定母亲传
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