浙科版 (2019)必修2《遗传与进化》第二章 染色体与遗传第三节 性染色体上基因的传递和性别相关联学案设计

第三节　性染色体上基因的传递和性别相关联

一、染色体组型

1．概念

将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像，称为该生物的染色体组型。

2．意义

染色体组型体现了该生物染色体的数目和形态特征的全貌。染色体组型有种的特异性，因此可用来判断生物的亲缘关系，也可以用于遗传病的诊断。

二、生物的性别主要由性染色体决定

1．染色体的分类

生物细胞中的染色体可以分成两类：一类是性染色体，即与性别决定有直接关系的染色体；另一类是常染色体，即除性染色体外的其他染色体，雌、雄性个体的常染色体是相同的。自然界中，由性染色体决定生物性别的类型主要有XY型和ZW型。

2．XY型性别决定

(1)决定方式

在雄性个体的体细胞内，除了含有数对常染色体外，还含有两个异型的性染色体，用XY表示；在雌性个体的体细胞内，除了含有数对常染色体外，还含有两个同型的性染色体，用XX表示。

(2)实例

人、哺乳类、某些两栖类和许多昆虫都属这种类型。

(3)人的性染色体特点

人有23对染色体，其中有22对为常染色体，男女都一样；另一对是性染色体，这对性染色体在形态、结构和大小上具有明显差别，大的为X染色体，小的为Y染色体。Y染色体上的基因很少，所以一般位于X染色体上的基因在Y染色体上没有相应的等位基因。

(4)人群中男女性别比总是接近1∶1的原因

在减数分裂形成配子时，男性产生两种精子，一种是含有Y染色体的Y型精子，另一种是含有X染色体的X型精子，这两种精子数目相等；女性只产生一种含X染色体的卵细胞。受精时，如果卵细胞和X型精子结合，则产生XX型受精卵，将来发育成女孩；如果卵细胞与Y型精子结合，则产生XY型受精卵，将来发育成男孩。可见，精子的类型决定了孩子的性别。由于两种类型的精子数目相等，且与卵细胞结合的机会均等，因此在人群中男女性别比总是接近1∶1。

(5)XY型性别决定图解

3．ZW型性别决定

(1)决定方式

属于ZW型性别决定的生物，在雌性的体细胞内，除了含有数对常染色体外，还含有两个异型的性染色体；在雄性的体细胞内，除了含有数对常染色体外，还含有两个同型的性染色体。

(2)实例

家蚕体细胞的染色体有28对，其中一对为性染色体，雌性为ZW型，雄性为ZZ型。鸟类的性别决定也属于此类型。

三、性染色体上的基因伴随性染色体而遗传

1．伴性遗传的概念

人们将位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传方式称为伴性遗传。例如，男性X染色体上的红绿色盲基因，只随X染色体传给女儿，不能传给儿子；同理，在Y染色体上的基因只能传给儿子，不能传给女儿。这种与性别相关的遗传现象就是伴性遗传。

2．伴X染色体隐性遗传

(1)概念　由X染色体携带的隐性基因所表现的遗传方式称为伴X染色体隐性遗传。

(2)实例分析

①血友病的基因型与表型分析

假设h为隐性血友病基因，H为显性的正常基因，已知h位于X染色体上，记为Xh，而Y染色体上没有它的等位基因。下表是该病有关的基因型和表型：

②遗传特点

该遗传病在人群中男性患者远远多于女性患者，这是因为男性只有一条X染色体，XhY即可表现出患病，而女性有两条X染色体，只有XhXh才会患病。人类的红绿色盲也属X隐性遗传，色盲者不能正确区分红色和绿色。在中国，男性群体的色盲率接近7%，女性群体的色盲率大约为0.5%。

3．伴X染色体显性遗传

(1)概念　由X染色体携带的显性基因所表现的遗传方式称为伴X染色体显性遗传。

(2)实例分析

①抗维生素D佝偻病基因型与表型分析

抗维生素D佝偻病就是一种伴X染色体显性遗传病。假设致病基因为A，则女性XAXA、XAXa均表现为患病，XaXa为正常；男性XAY为患病，XaY为正常。

②遗传特点

该遗传病的女性患者多于男性患者，这是因为女性的两条X染色体上只要有一条带有致病基因就会患病，而男性仅有一条X染色体，携带致病基因的概率要低于女性。

4．伴Y染色体遗传

(1)遗传特点

由Y染色体携带的基因所表现的遗传方式称为伴Y染色体遗传。因为基因位于Y染色体上，并且在X染色体上无相应的等位基因，所以这些基因将随Y染色体在上下代间传递，它所控制的性状只能在男性中表现出来，由父传儿、儿传孙。

(2)实例　人类有一种罕见的毛耳性状，这种人的外耳道上长出一丛密集的黑色硬长毛。经系谱调查知道，凡是毛耳者皆为男性，女性无此性状，这是因为控制毛耳性状的基因在Y染色体上。

5．伴性遗传现象具有普遍性

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，非芦花的基因为Zb，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，细叶的基因为Xb。这些性状均属伴性遗传。

判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．性染色体决定生物性别的类型只有XY型和ZW型。 (　　)

提示：×　还有其他性别决定方式。

2．从人类的很多性状或疾病入手，可以找到很多伴性遗传的特点。

  (　　)

提示：×

3．无论是男性还是女性，只要含有红绿色盲基因就一定患病。 (　　)

提示：×　女性有两条X染色体，只有两条X染色体同时含有红绿色盲基因才会患病。

4．X染色体上的显性基因的遗传遵循分离定律。 (　　)

提示：√

5．性染色体组成为ZW型的生物，W染色体来自父本。 (　　)

提示：×　W染色体来自母本。

　生物的性别主要由性染色体决定

1．染色体的分类

2．XY型与ZW型性别决定的两种类型的比较

3.与性别决定有关的几个易错点

(1)性别决定只出现在雌雄异体的生物中，雌雄同体生物不存在性别决定问题。

(2)XY型、ZW型是指决定性别的染色体而不是基因型，但性别相当于一对相对性状，其传递遵循分离定律。

(3)直翅目昆虫(如蝗虫、蟋等)雌体的性染色体成对，为XX；雄体只有一条单一的X染色体，为XO。自然界中还有一些生物的性别可以在发育过程中转变，如黄鳝。

 (4)自然界还存在其他类型的性别决定。如染色体倍数决定性别(如蜜蜂等)，环境因子(如温度等)决定性别等。

合作探究：自然情况下，人群中男女性别比为什么总是接近1∶1？请用遗传图解表示。

提示：

1．XY型性别决定的生物，群体中的性别比例为1∶1，主要原因是(　　)

A．雌配子∶雄配子＝1∶1

B．含X型的配子∶含Y型的配子＝1∶1

C．含X型的精子∶含Y型的精子＝1∶1

D．含X型的卵细胞∶含Y型的卵细胞＝1∶1

C　[雄配子数远多于雌配子数，A错误；含X的配子有精子和卵细胞，含Y的配子只有精子，两者的数目不相等，B错误；XY型性别决定的生物，群体中的性别比例为1∶1，原因是含X的精子数∶含Y的精子数＝1∶1，C正确；没有Y型的卵细胞，D错误。]

2．下列关于性染色体的叙述，正确的是(　　)

A．所有雌雄异体的生物都具有性染色体

B．性染色体上的基因都参与性别控制

C．具同型性染色体的生物一定是雌性

D．果蝇的所有细胞理论上均含性染色体

D　[多数雌雄异体的生物都具有性染色体，而有些由环境条件决定性别，如大多数龟类无性染色体，其性别决定与温度有关，A错误；性染色体上有的基因参与性别控制，有的与性别决定无关，如色盲基因等，B错误；具有同型性染色体的生物不一定是雌性，如ZW型性别决定的生物，同型性染色体为雄性，C错误；果蝇是XY型性别决定的生物，理论上果蝇的所有细胞均含性染色体，D正确。]

　性染色体上的基因伴随性染色体而遗传

1．伴性遗传的类型及判断依据

2．“三步法”快速突破遗传系谱题

合作探究：系谱图中性状遗传方式的判断

(1)甲的遗传方式为伴Y染色体遗传。

①主要特点：连续遗传，患者全为男性。

②判断依据：父病，子必病。

(2)乙的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。

①主要特点：隔代交叉遗传，患者中男性多于(填“少于”或“多于”)女性。

②判断依据：女病，父、子必病。

(3)丙的遗传方式为伴X染色体显性遗传。

①主要特点：连续遗传，患者中女性多于(填“少于”或“多于”)男性。

②判断依据：男病，母、女必病；女正常，父、子必正常。

1．如图为某一遗传病的家系图，据图可以作出的判断是(　　)

A．母亲肯定是纯合子，子女是杂合子

B．这种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病

D．子女中的致病基因不可能来自父亲

C　[据图无法准确判断该病的遗传方式，但是可以排除伴X染色体隐性遗传，因为伴X染色体隐性遗传中，正常的男性不会有患病的女儿。]

2．白化病是常染色体上隐性基因(a)控制的遗传病，人的红绿色盲是X染色体上隐性基因(b)控制的遗传病。某家庭遗传系谱图如下。则Ⅲ－1的基因型是AaXBXb的概率是(　　)

A．1/4　　　B．11/72　　　C．3/32　　　D．3/20

D　[单纯考虑白化病的遗传，Ⅱ－1患白化病，则Ⅰ－1与Ⅰ－2基因型均为Aa，Ⅱ－2为1/3AA、2/3Aa；Ⅱ－2×Ⅱ－3即(1/3AA、2/3Aa)×Aa＝2AA∶3Aa∶1aa，故Ⅲ－1为Aa的概率为3/5。单纯考虑色盲的遗传，Ⅱ－1患色盲，则Ⅰ－1为XBXb，Ⅰ－2为XBY，Ⅱ－2为1/2XBXB、1/2XBXb，Ⅱ－3为XBY。Ⅱ－2×Ⅱ－3即(1/2XBXB、1/2XBXb)×XBY＝3XBXB∶1XBXb∶3XBY∶1XbY，故Ⅲ－1的基因型为XBXb的概率为1/4。故Ⅲ－1的基因为AaXBXb的概率为3/5×1/4＝3/20。故选D。]

3．已知鸡的性别决定方式属于ZW型，现用一只纯种雌性芦花鸡与一只纯种雄性非芦花鸡交配多次，F1中的芦花鸡均为雄性，非芦花鸡均为雌性。据此推测错误的是(　　)

A．控制芦花和非芦花性状的基因只在Z染色体上

B．F1中雌性非芦花鸡所占的比例比雄性芦花鸡的比例小

C．F1中的雌雄鸡自由交配，F2表型之比为1∶1∶1∶1

D．任选上述F2中的芦花与非芦花雌雄鸡交配，不同组合产生的子代表型不同

B　[纯种雌性芦花鸡与纯种雄性非芦花鸡交配多次，F1中雄性均为芦花，雌性均为非芦花，可知控制芦花和非芦花性状的基因(设为A、a)位于Z染色体上，且芦花对非芦花为显性，A项正确；由前面分析可知，母本芦花鸡的基因型是ZAW，父本非芦花鸡的基因型是ZaZa，所以F1中雌性非芦花鸡∶雄性芦花鸡＝1∶1，B项错误；F1中雌雄鸡的基因型分别是ZaW、ZAZa，所以F1中的雌雄鸡自由交配，F2表型之比为雌性芦花鸡(ZAW)∶雌性非芦花鸡(ZaW)∶雄性芦花鸡(ZAZa)∶雄性非芦花鸡(ZaZa)＝1∶1∶1∶1，C项正确；由前面分析可知，F2中的芦花雄鸡基因型为ZAZa和ZaZa，雌鸡基因型为ZAW和ZaW，可见雌鸡和雄鸡都有两种表型，所以任选上述F2中的芦花与非芦花雌雄鸡交配，不同组合产生的子代表型可能不同，D项正确。]

[课堂小结]

1．下列有关人类性染色体的叙述，错误的是(　　)

A．人的性别是由性染色体决定的

B．体细胞中性染色体是成对存在的

C．精子中都含有一条Y染色体

D．女儿的性染色体有一条来自父亲

C　[人类的性别决定方式是XY型，在男性的体细胞中有一对异型性染色体XY，在女性的体细胞中有一对同型性染色体XX，A、B正确；男性产生的精子有含X染色体和含Y染色体两种类型，C错误；女儿的两条性染色体，一条来自父亲，一条来自母亲，D正确。]

2．已知某人的父母、祖父母、外祖父母的色觉都正常，但其弟弟是红绿色盲患者，则弟弟红绿色盲基因的来源是(　　)

A．外祖父→母亲→弟弟

B．外祖母→母亲→弟弟

C．祖父→父亲→弟弟

D．祖母→父亲→弟弟

B　[红绿色盲是伴X染色体隐性遗传病(设相关基因用B、b表示)，弟弟患病，其基因型为XbY，其致病基因只能来自母亲，外祖父母色觉都正常，母亲的致病基因只能来自外祖母，即相关基因的传递方式为外祖母(XBXb)→母亲(XBXb)→弟弟(XbY)。]

3．抗维生素D佝偻病是一种显性遗传病，在人群中女性的发病率高于男性，则该病的致病基因最可能位于(　　)

A．常染色体　　　　 B．X、Y染色体

C．X染色体     D．Y染色体

C　[抗维生素D佝偻病是一种伴X染色体显性遗传病，女性发病率高于男性，该病的致病基因最可能位于X染色体上。]

4．如图为某家族遗传病的遗传系谱图，则该病一定不是(　　)

A．常染色体显性遗传病

B．常染色体隐性遗传病

C．伴X染色体显性遗传病

D．伴X染色体隐性遗传病

C　[如果该病为伴X染色体显性遗传病，则Ⅰ1的女儿Ⅱ3、Ⅱ5都应该为患者，但Ⅱ5不患病，说明该病一定不是伴X染色体显性遗传病，C项符合题意。]

5．人体X染色体上存在血友病基因，用Xh表示，显性基因用XH表示。右图是一个家族系谱图，若1号的母亲是血友病患者，请回答：

(1)1号父亲的基因型是________。

(2)4号的可能基因型是________，她是杂合子的概率是________。

(3)若4号与正常男性结婚，所生第一个孩子患血友病的概率是________；若这对夫妇的第一个孩子是血友病患者，再生一个孩子患血友病的概率是________。

解析：由题干信息可知，血友病为伴X染色体隐性遗传病，若1号的母亲是血友病患者，则1号的基因型为XHXh，因此1号父亲的基因型为XHY，2号的基因型为XHY，因此4号的基因型为1/2XHXH或1/2XHXh。4号与正常男性婚配，1/2XHXh×XHY→1/2×1/4XhY，所生孩子患血友病的概率为1/8。若这对夫妇已生育一个血友病患者，则4号基因型为XHXh，XHXh×XHY→1/4XhY，再生一个孩子患血友病的概率为1/4。

答案：(1)XHY　(2)XHXH或XHXh　1/2　(3)1/8　1/4