必修2第二章第3节性别决定与伴性遗传.docx
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必修2第二章第3节性别决定与伴性遗传
年级
高二
学科
生物
版本
浙江版
内容标题
必修2第二章第3节性别决定与伴性遗传
编稿老师
李惠新
【本讲教育信息】
一、教学内容
性染色体与伴性遗传
1.染色体组型的概念。
2.人类染色体组型分析的方法。
3.生物性别决定的方式。
4.以人的血友病为例理解伴性遗传的遗传规律。
二、重点导学
染色体组型性别决定伴性遗传
三、全面突破
知识点1:
染色体组型的概念及人类染色体组型分析的方法
思考:
(1)同样是受精卵,为什么后来有的发育成雌性个体,有的发育成雄性个体?
(2)为何生物中雌雄个体比例大致为1:
1?
(3)人类的性别是怎样决定的?
想不想知道生男生女的奥秘?
(4)人类体细胞中染色体的数目正常的是多少?
常以什么时期的染色体作为观察染色体组型的材料?
为什么?
1.染色体组型的概念
又称染色体核型。
是指将某种生物体细胞中的全部染色体,按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像。
2.确定染色体组型的步骤:
(1)对处于有丝分裂中期的染色体进行显微摄影,然后对显微照片上的染色体进行测量,根据染色体的形状、大小和着丝粒的位置等特征,对染色体进行配对。
(2)对配好对的染色体进行分组、排队,形成染色体组型的图像。
人类的染色体可分为7组,即A、B、C、D、E、F、G组。
其中前面六组与性别无关,后面一组与性别相关。
3.染色体组型分析的意义
不同生物有不同数目、不同形态和不同大小的染色体。
不同的生物有不同的染色体组型。
染色体组型代表了生物的种属特性。
进行染色体组型分析,对于探讨动、植物的起源,物种间的亲缘关系,人类遗传病的发病机理等都有非常重要的意义。
知识点2:
性染色体及性别决定
1.常染色体与性染色体
常染色体:
与性别没有关系的染色体叫做常染色体;
性染色体:
另一类与性别有关的染色体叫做性染色体。
2.生物性别决定的类型
自然界中,由性染色体决定性别的类型主要有XY型和ZW型。
(1)XY性别决定类型
属XY型性别决定的生物,雄性个体是一对异型的性染色体,用XY表示,减数分裂形成精子时,可同时产生含有X染色体的精子和含有Y染色体的精子,这两种精子的数目相等;雌性个体是一对同型的性染色体,用XX表示,减数分裂只能产生一种含X染色体的卵细胞。
人、哺乳类、某些两栖类和许多昆虫都属于此类型。
思考:
人类受精卵将来发育成男孩还是女孩是由什么决定的?
受精的卵细胞将来发育成什么性别,取决于受精卵中性染色体的组成。
若由含X的精子和含X的卵细胞结合而成的受精卵将发育成女性;若由含Y的精子和含X的卵细胞结合而成的受精卵将发育成男性。
受精时,两种精子和卵细胞的结合是随机的,后代的性别比理论上应为1:
1。
人类的性别是由性染色体决定的,生男生女的奥秘在于卵细胞与哪种类型的精子结合。
(2)ZW性别决定类型
属ZW性别决定类型的生物,雌性的体细胞内,除了含有数对常染色体外,还含有两个异型的性染色体ZW;雄性的体细胞内,除了含有数对常染色体外,还含有两个同型的性染色体ZZ。
实例:
家蚕性别决定
鸟类、某些两栖类和爬行类动物的性别决定属于此种类型。
3.人类研究性别决定的意义:
主要是为人类的社会生产服务。
如:
奶牛业为了要生产牛奶,就希望母牛产下的小牛都是母牛;种瓜的农民希望多开雌花以增加产量,等等。
知识点3:
伴性遗传
1.果蝇
果蝇是一种昆虫,有体小、繁殖快、生育力强、容易饲养等优点。
是遗传实验的经典材料。
自然界野生果蝇的眼色是红色的,1910年摩尔根偶然发现了一只白眼雄果蝇,于是他就用这只白眼雄果蝇与红眼雌果蝇交配。
摩尔根让白眼雄蝇与通常的红眼雌蝇交配,F1无论雌雄都是红眼,再让F1的雌雄果蝇互交得到F2,在F2中红眼与白眼的分离比为3:
1,但雌蝇全为红眼,雄蝇的半数为红眼,半数为白眼。
F2中红眼与白眼的数量比接近于3:
1,符合孟德尔式遗传中的比数。
但是,与其不同的是所有的白眼果蝇都是雄性的,没有雌性的。
当时这一点启发摩尔根推想到果蝇的这个性状可能跟性别有关。
摩尔根假定:
白眼基因(w)是隐性基因,它位于X染色体上,而Y染色体上没有它的等位基因。
雌果蝇为XX型,必须在两条X染色体上都带有白眼基因(w)才表现白眼;而雄果蝇为XY型,只要这条X染色体上有白眼基因(w)即可表现为白眼。
再用+表示红眼显性基因,亲本中白眼雄蝇的基因型为XWY,红眼雌果蝇的基因型为X+X+。
摩尔根用测交的实验验证了假定的正确性。
测交实验:
让上述实验得到的F1红眼雌蝇与白眼雄蝇交配,后代中1/4为红眼雌蝇。
1/4为白眼雌蝇。
1/4为红眼雄蝇,1/4为白眼雄蝇。
这个比例符合孟德尔的测交比例,说明白眼雄蝇为隐性基因的纯合体,雌蝇同样可以出现白眼性状。
实验的结果与理论预测的完全符合。
可见,摩尔根提出的有关伴性遗传的理论是正确的。
摩尔根对果蝇伴性遗传的研究,又一次用实验证实了孟德尔定律的正确性。
同时他也是人类历史上第一个将一个特定基因定位在一条特定染色体(X染色体)上的科学家。
2.伴性遗传
(1)概念:
由位于X或Y性染色体上的基因所控制的性状或遗传病,在遗传上会随X或Y染色体的传递而遗传,表现出与性别相伴不离的联系,叫做伴性遗传或性连锁遗传.
伴X染色体隐性遗传:
由位于X染色体携带的隐性致病基因所表现的遗传方式。
(2)人类的伴性遗传
A.伴X隐性遗传病:
如血友病、红绿色盲等。
实例1:
血友病
血友病的患者血液中缺少凝血因子,在受伤出血后,血液不易凝固而导致死亡。
英国的维多利亚一世是血友病基因携带者(本人无病),也是这个大家族内血友病流行的起源。
皇族间联姻使致病基因从英国皇族传到俄国、西班牙等欧洲皇室,使这些皇室产生了一连串患者和携带者,家族中的所有患者都为男性。
又叫“皇家病”。
假定h为隐性血友病基因,H为显性的正常基因。
女性
男性
基因型
XHXH
XHXh
XhXh
XHY
XhY
表现型
正常
正常(携带者)
患者
正常
患者
实例2:
红绿色盲
红绿色盲测试:
红绿色盲的几种婚配方式:
红绿色盲遗传分析:
X连锁隐性遗传病的家族系谱特点:
①男性患者多于女性患者;
②女性患者的父亲将发病,儿子全为患者;
③有隔代遗传现象。
B.X连锁显性遗传
实例:
抗VD性佝偻病
这种病的患者的小肠由于对钙、磷吸收不良等障碍,病人常常表现出O型腿、X型腿、骨骼发育畸形、生长缓慢等症状。
X连锁显性遗传的家族系谱有以下特点:
①女性患者多于男性患者;
②患者双亲中必有一方是患者;
③男性患者的女儿都将发病,儿子都为正常;
④有世代连续性。
C.Y连锁遗传
有的遗传性状或遗传病的基因位于Y染色体上,X染色体上缺少相应的等位基因,这些基因随Y染色体在上下代之间传递,即父传子,子传孙。
女性不会出现相应的遗传性状,也不传递有关的基因。
这种限雄遗传的方式叫做Y连锁遗传。
男性外耳道多毛症就是Y连锁遗传的一个实例。
伴性遗传现象在生物界十分普遍,除了上述的果蝇白眼、人类的血友病和红绿色盲外,还有鸡的羽毛芦花性状遗传(控制芦花的基因为ZB,非芦花基因为Zb)和雌雄异株植物女娄菜叶子形状的遗传(控制阔叶的基因为XB,细叶基因为Xb)等均属伴性遗传。
所谓伴性遗传现象实际上是发生在性染色体上的非性别性状的遗传现象,它仍然符合基因的分离规律,只是同时表现为与性别相关联。
【典型例题】
例1、人的血友病属于伴性遗传,苯丙酮尿症属于常染色体遗传。
一对表现型正常的夫妇,生下一个既患血友病又患苯丙酮尿症的男孩。
如果他们再生一个女孩,表现型正常的概率是()
A.9/16B.3/4C.3/16D.1/4
分析:
设患血友病基因用Xb表示;苯丙酮尿症属于常染色体隐性遗传,设患病基因用a表示。
试题中既患血友病又患苯丙酮尿症男孩的基因型为aaXbY,确定其表现型正常的父母(夫妇)的基因型为AaXBY和AaXBXb。
由此可以推断其父母(夫妇)再生一个女孩,患苯丙酮尿症的可能是1/4。
患血友病的可能是0,表现型正常的概率是:
(1-1/4)×1=3/4。
答案:
B
例2、已知果蝇中,灰身与黑身为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示);直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用F表示,隐性基因用f表示)。
两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例:
灰身、直毛
灰身、分叉毛
黑身、直毛
黑身、分叉毛
雌蝇
3/4
0
1/4
0
雄蝇
3/8
3/8
1/8
1/8
请回答:
(1)控制灰身与黑身的基因位于_______;控制直毛与分叉毛的基因位于________。
(2)亲代果蝇的表现型为_________、_________。
(3)亲代果蝇的基因型为_________、_________。
(4)子代表现型为灰身直毛的雌蝇中,纯合体与杂合体的比例为_________。
(5)子代雄蝇中,灰身分叉毛的基因型为_______________、_________;黑身直毛的基因型为_________。
分析:
从题干表格中的数据可以推出:
①全部或整个子代群体中,相关表现型个体所占的比例。
见下表:
灰身直毛
灰身分叉毛
黑身直毛
黑身分叉毛
♀(1/2)
3/8=6/16
0
1/8=2/16
0
♂(1/2)
3/16
3/16
1/16
1/16
从上表可知:
灰身∶黑身=12/16∶4/16=3∶1;直毛∶分叉毛=12/16∶4/16=3∶1
即子代中:
灰身直毛∶灰身分叉毛∶黑身直毛∶黑身分叉毛=9∶3∶3∶1
从子代的表现型种类和数量关系,根据自由组合规律可以推出,这两对相对性状是自由组合的。
即控制这两对相对性状的基因不可能都在同一对染色体上。
②据表分析可知:
灰♀∶黑♀∶灰♂∶黑♂=6/16∶2/16∶6/16∶2/16=6∶2∶6∶2=3∶1∶
3∶1。
因性别比为1∶1即♀∶♂=1∶1,及灰身与黑身的比例为3∶1,如果控制这两对相对性状的基因自由组合,从理论上推知,子代中灰♀∶黑♀∶灰♂∶黑♂=3∶1∶3∶1。
综合考虑:
实际比例与理论比例一致,说明性别这一对相对性状与灰身、黑身这一对相对性状是自由组合的,因此控制灰、黑身这一对相对性状的基因不会在性染色体上。
再看直毛与分叉毛这对相对性状与性染色体的关系。
从上表可知,直毛♀∶分叉毛♀∶直毛♂∶分叉毛♂=8/16∶0∶4/16∶4/16=8∶0∶4∶4
又因性别比,即♀∶♂=1∶1,直毛∶分叉毛=3∶1,如果控制这两对相对性状的基因自由组合,从理论上推知,子代中直毛♀∶分叉毛♀∶直毛♂∶分叉毛♂=3∶1∶3∶1,由于理论比3∶1∶3∶1与实际比8∶0∶4∶4不相符,说明性别这一对相对性状与直毛、分叉毛这一对相对性状不是自由组合的,由此可知,直毛与分叉毛的基因位于X染色体上。
③由表中数据可以推出:
灰∶黑=3∶1
直毛∶分叉毛=3∶1,且直毛与分叉毛的基因在性染色体上,因此按照自由组合规律可以推知:
亲代果蝇的基因型为BbXFY、BbXFXf,表现型为♂灰身直毛,♀灰身直毛。
④对亲本产生配子的情况进行观察和分析,见下表:
♀
♂
BXF
BXf
bXF
bXf
BXF
纯合体
杂合体
杂合体
杂合体
BY
灰分
灰分
bXF
杂合体
杂合体
黑直
bY
灰分
黑直
从表中可以推出,灰身直毛的雌蝇中,纯合体与杂合体的比例为1∶5。
从表中可以得出雄蝇中:
灰身分叉毛的基因型为BBXfY、BbXfY,黑身直毛的基因型为bbXFY。
答案:
(1)常染色体X染色体
(2)雌蝇灰身直毛、雄蝇灰身直毛
(3)BbXFXfBbXFY(4)1∶5(5)BBXfYBbXfYbbXFY
【超前思维】
下一讲我们将学习《核酸是遗传物质的证据》,请大家从以下几方面做好预习。
1.染色体是遗传物质的主要载体。
2.肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。
3.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
重点导学
1.证明DNA是遗传物质的实验关键是:
设法把与分开,单独直接地观察
的作用。
2.肺炎双球菌的类型:
①型,菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒,注入小鼠体内后,小鼠不死亡。
②型,菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒,注入小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
如果用加热的方法杀死S型细菌后注入小鼠体内,小鼠不死亡。
3.格里菲斯实验:
格里菲斯用加热的办法将S型细菌杀死,并用死的S型细菌与活的R型细菌的混合物注射到小鼠身上,小鼠死亡。
4.艾弗里实验说明DNA是“转化因子”的原因:
将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来,分别与R型细菌进行混合;结果只有才能使R型细菌转化成S型细菌,并且的含量越高,转化越有效。
5.肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只证明是遗传物质(而没有证明它是主要的遗传物质)。
6.绝大多数生物的遗传物质是,只有少数病毒(如烟草花叶病病毒)的遗传物质是,因此说是主要的遗传物质。
病毒的遗传物质是DNA或RNA。
7.①遗传物质的载体有:
、线粒体、叶绿体。
②遗传物质的主要载体是。
【模拟试题】(答题时间:
25分钟)
一、选择题:
1.性染色体存在于()
A.体细胞B.精子C.卵细胞D.以上都有
2.一个正常的女子和一个患病的男子结婚,生了一个正常的男孩和一个正常的女孩,子女长大后分别与正常人结婚,所生子女都不会患此遗传病。
请判断该遗传病最可能属于()
A.X染色体上的隐性遗传病B.Y染色体上的遗传病
C.常染色体上的显性遗传病D.X染色体上的显性遗传病
3.正常情况下,某色盲男孩的一个次级精母细胞处于分裂后期时,细胞中可能含有()
A.两个Y染色体,两个色盲基因
B.一个X染色体,一个Y染色体,一个色盲基因;
C.两个X染色体,两个色盲基因
D.一个Y染色体,没有色盲基因
4.一对夫妇生一“龙凤胎”,即一男孩一女孩,女孩是红绿色盲,男孩色觉正常,这对夫妇的基因型是()
A.XBXB×XbYB.XBXB×XBYC.XbXb×XBYD.XBXb×XbY
5.有一种雌雄异株的草本植物,其叶片的斑点由X染色体上的b基因控制,某园艺场要通过杂交培养出一批在苗期就能识别雌雄的植物,应选择的亲本基因型是()
A.XBXB×XbYB.XBXB×XBYC.XbXb×XBYD.XbXb×XbY
6.人类某种遗传病的患者,女性患者约是男性患者的二倍,致病基因可能是()
A.显性基因位于常染色体上B.隐性基因位于常染色体上
C.显性基因位于X染色体上D.隐性基因位于X染色体上
7.一对表现型正常的夫妇,有一个患白化病且为色盲的儿子,理论上计算,他们的子女中,与其母亲基因型相同的概率是()
A.0B.1/2C.1/4D.l/8
8.决定猫的毛色基因位于X染色体上,基因型为bb、BB、Bb的猫,依次是黄色,黑色和虎斑色,现有虎斑色雌猫与黑色雄猫交配,生下一只虎斑色小猫和一只黄色小猫,它们的性别应是()
A.一只雌猫、一只雄猫或两只雌猫B.一只雌猫、一只雄猫
C.两只雄猫D.两只雌猫
9.正常人的染色体组型可表示为()
A.
或
B.
或
C.
或
D.
或
10.一对夫妇前三胎生的都是女孩,则第四胎生一个男孩的概率是()
A.0B.25%C.50%D.100%
11.下列系谱图中一定能排除伴性遗传的是()
二、非选择题
12.果蝇为XY型性别决定的生物,在研究甲、乙、丙三只果蝇的两对相对性状遗传时,发现其基因型组成为:
甲:
AaBb,乙:
AaB,丙:
Aab,请分析:
(1)两对等位基因中,_________位于常染色体上,_________位于性染色体中的_______染色体上。
(2)减数分裂时,甲可产生配子________种,乙可产生配子________种,丙可产生配子________种。
(3)三个个体的性别分别为:
甲为________,乙为________,丙为________。
13.果蝇红眼(W)对白眼(w)为显性,这对等位基因位于X染色体上,而果蝇灰身(B)对黑身(b)为显性,这对等位基因位于常染色体上,现将纯合的灰身白眼雄果蝇与纯合黑身红眼雌果蝇杂交,再将F1中雌,雄个体相交,产生F2,请分析回答下列问题:
(1)写出F1的基因型为_______________,表现型为______________。
(2)F1中雌雄性别比例为_________。
(3)F2中灰身果蝇与黑身果蝇的分离比为_________。
(4)F2代中,眼色出现性状分离的果蝇性别为_______,其中红眼与白眼比例为______,眼色不出现性状分离的果蝇性别为__________。
14.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,雌雄植株各半时,则亲本的基因型为:
__________________。
(2)若后代全为宽叶雄株,则亲本的基因型为:
____________________________。
(3)若后代全为雄株,宽,狭叶各占一半,则亲本的基因型为:
____________________。
(4)若后代性别比例为1:
1时,宽叶植株占3/4,则其亲本的基因型为:
______________。
15.某女孩是红绿色盲患者,其母亲是血友病患者,医生在了解这些情况后,不再做任何检查,就能断定其父亲一定是__________________,而其弟弟一定是_______________。
【试题答案】
一、选择题
1.D2.C3.C4.D5.C6.C7.D8.B9.A10.C11.D
二、非选择题
12.
(1)AaBbX
(2)444(3)雌性雄性雄性。
13.
(1)
,
灰身红眼
(2)
(3)
(4)雄性
雌性
14.
(1)
,
(2)
,
(3)
,
(4)
,
15.红绿色盲患者血友病患者
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