第5单元 第3讲 基因在染色体上与伴性遗传.docx
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第5单元第3讲基因在染色体上与伴性遗传
第3讲__基因在染色体上与伴性遗传
[考纲导学] 伴性遗传(Ⅱ)
知识梳理|夯实高考双基
回扣教材
一、基因在染色体上
1.萨顿的假说
(1)方法:
类比推理法。
(2)内容:
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因就在染色体上。
(3)依据:
基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
2.基因位于染色体上的实验证据
(1)摩尔根实验
P红眼(♀)×白眼(♂)→F1
F2
①F1中雌雄果蝇的表现型:
红眼。
②F2中红眼∶白眼=3∶1,符合分离定律。
③F2中雌雄个体的表现型及比例
雌性:
都是红眼;雄性:
红眼∶白眼=1∶1。
④实验现象:
白眼性状的表现,总与性别相联系。
(2)实验现象的解释
♂配子
♀配子
1/2XW
1/2Y
1/2XW
1/4XWXW(红眼♀)
1/4XWY(红眼♂)
1/2Xw
1/4XWXw(红眼♀)
1/4XwY(白眼♂)
(3)实验结论
控制白眼的基因在X染色体上。
(4)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。
二、伴性遗传
1.红绿色盲遗传
(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。
2.连线
实例 类型 特点
①外耳道多毛症 a.伴X隐性遗传 Ⅰ.世代遗传,女患者多
②红绿色盲b.伴X显性遗传Ⅱ.交叉遗传,男患者多
③抗维生素D
佝偻病c.伴Y遗传Ⅲ.只有男患者
【答案】 ①—c—Ⅲ ②—a—Ⅱ ③—b—Ⅰ
基础自测
1.判断
(1)萨顿利用假说—演绎法,推测基因位于染色体上,且基因都位于染色体上。
(×)
(2)染色体和基因并不是一一对应关系,一条染色体上含有很多基因。
(√)
(3)摩尔根利用假说—演绎法,证明控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上。
(√)
(4)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合说明核基因和染色体行为存在平行关系。
(√)
(5)性染色体上的基因都伴随性染色体遗传。
(√)
(6)性别既受性染色体控制,又与部分基因有关。
(√)
(7)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子。
(×)
2.下列叙述中,不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是( )
A.基因发生突变而染色体没有发生变化
B.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
C.二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D.Aa杂合子发生染色体缺失后,可表现a基因控制的性状
【解析】 由于染色体是核基因的载体,因此在细胞分裂(包括有丝分裂、减数分裂)过程中染色体数量的变化和分配规律,均影响相应基因,即说明“核基因与染色体行为存在平行关系”。
【答案】 A
3.在探索遗传本质的过程中,科学发现与研究方法相一致的是( )
①1866年孟德尔根据豌豆杂交实验,提出遗传定律
②1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上”
③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上
A.①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理法
B.①假说—演绎法 ②类比推理法 ③类比推理法
C.①假说—演绎法 ②类比推理法 ③假说—演绎法
D.①类比推理法 ②假说—演绎法 ③类比推理法
【解析】 孟德尔根据豌豆杂交实验,提出遗传定律,采用的是假说—演绎法,萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说基因在染色体上,采用的是类比推理法,摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上采用的是假说—演绎法。
【答案】 C
网络记忆
重点突破|领悟高考方向
重点1 性别决定
[典例导悟1]
绿色荧光标记的X染色体DNA探针(X探针),仅能与细胞内的X染色体DNA的一段特定序列杂交,并使该处呈现绿色荧光亮点。
同理,红色荧光标记的Y染色体DNA探针(Y探针)可使Y染色体呈现一个红色荧光亮点。
同时用这两种探针检测体细胞,可诊断性染色体数目是否存在异常。
医院对某夫妇及其流产胎儿的体细胞进行检测,结果如下图所示。
下列分析正确的是( )
A.X染色体DNA上必定有一段与X探针相同的碱基序列
B.据图分析可知妻子患X染色体伴性遗传病
C.妻子的父母至少有一方患有性染色体数目异常疾病
D.该夫妇选择生女儿可避免性染色体数目异常疾病的发生
【解析】 A项,根据题意可知,X染色体上DNA的一段特定序列可与DNA探针(X探针)杂交,而DNA是由两条链组成的,两条链上的碱基可互补配对,则该段DNA序列的互补链与X探针的碱基序列相同。
B项,分析题图,妻子体细胞有三个绿色荧光亮点,所以妻子的性染色体组成为XXX,妻子患染色体异常遗传病,不是伴性遗传病。
C项,妻子患有性染色体数目异常遗传病,而其双亲可能正常,患病原因可能是双亲在减数分裂形成配子时发生异常,产生了染色体组成为XX的卵细胞或者精子。
D项,该异常卵细胞与含X染色体的精子和含Y染色体的精子结合的概率相等,后代男女患性染色体异常疾病的概率均等。
【答案】 A
[考点精讲]
1.性别决定
(1)概念:
雌、雄异体的生物决定性别的方式。
(2)染色体类型
(3)性别决定方式
(4)决定时间:
受精卵形成时。
(5)其他几种性别决定方式
①是否受精决定性别:
如蜜蜂。
②由环境决定性别:
有些生物性别完全由环境决定
③基因差异决定性别:
如玉米。
[命题视角]
视角 性别决定与性别分化
1.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
【解析】 含X染色体的精子和含Y染色体的精子数量相等;含X的配子数(含X染色体的精子+卵细胞)多于含Y染色体的配子数(只有精子含Y染色体);果蝇是XY型性别决定,其Y染色体比X染色体大;无性别区分的生物体内没有性染色体。
【答案】 C
2.自然状况下,鸡有时会发生性反转,如母鸡逐渐变为公鸡。
已知鸡的性别由性染色体决定。
如果性反转公鸡与正常母鸡交配,并产生后代,后代中母鸡与公鸡的比例是( )
A.1∶0 B.1∶1
C.2∶1D.3∶1
【解析】 亲本:
性反转公鸡 母鸡
ZW × ZW
↓
子代:
ZZ 2ZW WW
公鸡 母鸡 不存活
↓
公鸡∶母鸡=1∶2
【答案】 C
重点2 伴性遗传
[典例导悟2]
(2015·全国卷Ⅱ)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。
【解析】
(1)若这对等位基因位于常染色体上,则该女孩的基因型为AA时,2个A基因一个来自于父亲,一个来自于母亲。
由于祖父和祖母的基因型均为Aa,其父亲的A基因可能来自于该女孩的祖父也可能来自于祖母。
同理也不能判断来自于母亲的A基因的来源。
(2)若这对等位基因位于X染色体上,则该女孩的基因型为XAXA,其父亲的基因型一定是XAY,其中XA必然来自于该女孩的祖母,而Y基因来自于其祖父;该女孩母亲的基因型可能是XAXA,也可能是XAXa,若该女孩母亲的基因型为XAXA,则XA可能来自于该女孩的外祖父也可能来自于外祖母,若该女孩母亲的基因型为XAXa,则XA来自于外祖父,因此不能确定母亲传递给该女孩的XA基因是来自于其外祖父还是外祖母。
【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,也无法确定母亲传给女儿的A是来自于外祖父还是外祖母。
(其他合理答案也给分)
(2)祖母 该女孩的一个XA来自于父亲,而父亲的XA一定来自于祖母 不能
[考点精讲]
1.X、Y染色体上基因的传递规律
X和Y染色体有一部分不同源,但也有一部分是同源的。
二者关系如图所示:
(1)假设控制某个相对性状的基因A(a)位于X和Y染色体的同源区段,那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别,如:
♀XaXa × XaYA♂ ♀XaXa × XAYa
↓ ↓
XaYA XaXa XAXa XaYa
(♂全为显性) (♀全为隐性)(♀全为显性)(♂全为隐性)
[名师点睛]
亲代杂合子为雌性:
后代表现与性别无关。
亲代杂合子为雄性:
显性基因在X或Y染色体上的遗传结果在雌、雄后代不同。
(2)X、Y染色体非同源区段的基因的遗传
类型
伴X染色体隐性
伴X染色体显性
伴Y染色体
实例
红绿色盲症、
血友病
抗维生素
D佝偻病
外耳道
多毛症
患者
基因型
XbXb、XbY
XDXD、XDXd、XDY
XYM
特点
①交叉遗传
②患者男性多于女性
③隔代遗传
①世代连续
②患者女性多于男性
③男性患者的母亲和女儿一定患病(交叉遗传)
①只有男性患者
②父传子,子传孙(限雄遗传)
模型
图解
2.伴性遗传与遗传基本定律间的关系
(1)伴性遗传的基因与性染色体的传递均遵循分离定律;
(2)性染色体上的基因与常染色体上的基因属于非同源染色体上的非等位基因,它们一起的传递遵循自由组合定律。
[命题视角]
视角1 性别决定、伴性遗传的特点
3.人类有一种遗传病,牙齿因缺少珐琅质而呈现棕色,患病男性与正常女性结婚,女儿均为棕色牙齿,儿子都正常。
则他们的( )
A.儿子与正常女子结婚,后代患病率为1/4
B.儿子与正常女子结婚,后代患病一定是女性
C.女儿与正常男子结婚,其后代患病率为1/2
D.女儿与正常男子结婚,后代患者一定是男性
【解析】 患病男性的女儿全有病,儿子都正常,该遗传病属于伴X显性遗传;假设控制该病的基因用A、a表示,则XAY×XaXa→XAXa、XaY,儿子(XaY)与正常女子(XaXa)结婚,后代全正常;女儿(XAXa)与正常男子(XaY)结婚,后代患病率为1/2,男女都有患病。
【答案】 C
视角2 X、Y染色体的特殊性与遗传特点
4.如图甲中Ⅰ表示X和Y染色体的同源区域,在该区域上基因成对存在,Ⅱ和Ⅲ是非同源区域,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)区域,R和r基因位于图甲中的________(填序号)区域。
(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)区域。
(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____________。
【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区域,而基因R和r只存在于X染色体上,应位于图甲中的Ⅱ区域。
(2)减数分裂过程中,X、Y染色体上同源区域中的非姐妹染色单体可能发生交叉互换,即图甲中的Ⅰ区域。
(3)由于控制眼色的基因R、r位于X和Y染色体的非同源区域,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区域,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。
【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
视角3 伴性遗传与遗传系谱图分析
5.人类遗传病调查中发现两个家系都有甲遗传病(基因为H、h)和乙遗传病(基因为T、t)患者,系谱图如下。
以往研究表明在正常人群中Hh基因型频率为10-4。
请回答下列问题(所有概率用分数表示)。
(1)甲病的遗传方式为__________________,乙病最可能的遗传方式为____________________。
(2)若Ⅰ3无乙病致病基因,请继续以下分析。
①Ⅰ2的基因型为________;Ⅱ5的基因型为________________。
②如果Ⅱ5与Ⅱ6结婚,则所生男孩同时患两种遗传病的概率为________。
③如果Ⅱ7与Ⅱ8再生育一个女儿,则女儿患甲病的概率为________。
④如果Ⅱ5与h基因携带者结婚并生育一个表现型正常的儿子,则儿子携带h基因的概率为________。
【解析】
(1)由Ⅰ1和Ⅰ2正常却生出患病的Ⅱ2,可判断甲病为常染色体隐性遗传病。
由Ⅰ3和Ⅰ4正常却生出患病的Ⅱ9,可判断乙病为隐性遗传病,又因为只有男性患者,故乙病很可能是X染色体上致病基因控制的隐性遗传病。
(2)若Ⅰ3无乙病致病基因,则可确定乙病为X染色体上致病基因控制的隐性遗传病。
①Ⅰ2的基因型为HhXTXt,Ⅱ5的基因型为1/3HHXTY、2/3HhXTY。
②Ⅱ5的基因型为1/3HHXTY、2/3HhXTY,Ⅱ6的基因型为1/6HHXTXT(1/3×1/2)、1/3HhXTXt(2/3×1/2),则所生男孩患甲病的概率为2/3×2/3×1/4=1/9,所生男孩患乙病的概率为1/2×1/2=1/4,所以所生男孩同时患两种病的概率为1/9×1/4=1/36。
③Ⅱ7与甲病相关的基因型是1/3HH、2/3Hh,Ⅱ8与甲病相关的基因型是10-4Hh,则女孩患甲病的概率为2/3×10-4×1/4=1/60000。
④依据题中信息,Ⅱ5的基因型为1/3HH、2/3Hh,h基因携带者的基因型为Hh,则后代儿子中表现型正常的概率为1-2/3×1/4=5/6,后代儿子中基因型为Hh的概率为1/3×1/2+2/3×2/4=3/6,故表现型正常的儿子中携带h基因的概率是3/6÷5/6=3/5。
【答案】
(1)常染色体隐性遗传 伴X染色体隐性遗传
(2)①HhXTXt HHXTY或HhXTY ②1/36
③1/60000 ④3/5
[心有灵犀]男孩患病与患病男孩概率计算方法
(1)常染色体遗传时
①男(女)孩患病概率=患病孩子的概率。
②患病男(女)孩的概率=患病孩子的概率×1/2
(2)伴X染色体遗传
①计算男(女)孩患病概率时,不需考虑性别出现概率,则直接在该性别中计算即可。
男(女)孩患病概率=后代中男(女)孩中患病概率
②计算“患病男(女)孩”的概率时,则需在整个后代中计算,即患病男(女)孩的概率=患病男(女)孩在全部后代中的概率。
当堂验收|提升高考考能
1.(2016·全国甲卷)果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制,且对于这对性状的表现型而言,G对g完全显性。
受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。
用一对表现型不同的果蝇进行交配,得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型。
据此可推测:
雌蝇中( )
A.这对等位基因位于常染色体上,G基因纯合时致死
B.这对等位基因位于常染色体上,g基因纯合时致死
C.这对等位基因位于X染色体上,g基因纯合时致死
D.这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死
【解析】 结合选项,并根据题干信息:
子一代果蝇中雌∶雄=2∶1,且雌蝇有两种表现型,可知这对等位基因位于X染色体上。
若亲代雄蝇为显性个体,则子代雌蝇不可能有两种表现型,故亲代雄蝇应为隐性个体,基因型为XgY,说明受精卵中不存在g基因(即G基因纯合)时会致死。
由于亲代表现型不同,故亲代雌蝇为显性个体,且基因型为XGXg,子一代基因型为XGXg、XgXg、XGY(死亡)、XgY。
综上分析,这对等位基因位于X染色体上,G基因纯合时致死,D项正确。
【答案】 D
2.(2016·全国乙卷)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。
同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1。
同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。
请根据上述结果,回答下列问题:
(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性?
(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。
(要求:
每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果。
)
【解析】
(1)同学甲的实验是用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代无论雌雄均有灰体和黄体,且比例均为1∶1。
根据以上实验,不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,也不能判断黄体与灰体的显隐性,因为若控制黄体的基因位于常染色体上,也符合上述实验结果。
(2)同学乙的结论是控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。
若要证明同学乙的这一结论,可以用同学甲得到的子代果蝇为材料设计杂交实验。
先假设同学乙的结论成立,则同学甲的杂交实验用图解表示如下:
可从F1中选取果蝇作为亲本进行以下两组杂交实验,根据子代的表现来证明同学乙的结论。
实验1:
实验1的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。
实验2:
实验2的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。
答案:
(1)不能。
(2)实验1:
杂交组合:
♀黄体×♂灰体。
预期结果:
子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体。
实验2:
杂交组合:
♀灰体×♂灰体。
预期结果:
子一代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。
3.如图为某男性的一个精原细胞示意图(白化病基因a、色盲基因b),该男性与正常女性结婚生了一个白化兼色盲的儿子。
下列叙述不正确的是( )
A.此男性的某些体细胞中可能含有4个染色体组
B.该夫妇所生儿子的色盲基因来自于父亲
C.该夫妇再生一个正常男孩的概率是3/16
D.若再生一个女儿,患两种病的概率是1/8
【解析】 该男性基因型为AaXbY,与正常女性结婚生了一个白化兼色盲的儿子aaXbY,推断女性基因型为AaXBXb。
该男性处于有丝分裂后期的体细胞含有4个染色体组,A正确;该夫妇所生儿子的色盲基因来自于母亲,B错误;该夫妇再生一个正常男孩A_XBY的概率是:
3/4×1/4=3/16,C正确;再生一个女儿,患两种病(aaXbXb)的概率是1/4×1/2=1/8,D正确。
【答案】 B
4.(2016·海南高考)某种植物雄株(只开雄花)的性染色体XY;雌株(只开雌花)的性染色体XX。
等位基因B和b是伴X遗传,分别控制阔叶(B)和细叶(b),且带Xb的精子与卵细胞结合后使受精卵致死。
用阔叶雄株和杂合阔叶雌株进行杂交得到子一代,再让子一代相互杂交得到子二代。
回答下列问题:
(1)理论上,子二代中,雄株数∶雌株数为________。
(2)理论上,子二代雌株中,B基因频率∶b基因频率为________;子二代雄株中,B基因频率∶b基因频率为________。
(3)理论上,子二代雌株的叶型表现为________;子二代雄株中,阔叶∶细叶为________。
【解析】
(1)阔叶雄株(XBY)和杂合阔叶雌株(XBXb)进行杂交得到子一代,子一代中雄株为1/2XBY、1/2XbY,可产生1/4XB、1/4Xb、1/2Y三种配子,雌株为1/2XBXB、1/2XBXb,可产生3/4XB、1/4XB两种配子,子一代相互杂交,雌雄配子随机结合,带Xb的精子与卵细胞结合后使受精卵致死,理论上,子二代中雌性仅1/2存活,雄株数∶雌株数为2∶1。
(2)理论上子二代雌株的基因型及比例为3XBXB、1XBXb,则雌株中B基因频率∶b基因频率为(3×2+1)∶1=7∶1;子二代雄株的基因型及比例为3XBY、1XBY,子二代雄株中B基因频率∶b基因频率为3∶1。
(3)据上述分析,理论上子二代雌株的叶型表现为阔叶;子二代雄株中,阔叶∶细叶为3∶1,
【答案】
(1)2∶1
(2)7∶1 3∶1 (3)阔叶 3∶1
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- 第5单元 第3讲 基因在染色体上与伴性遗传 单元 基因 染色体 遗传