高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2章 基因和染色体的关系第3节 伴性遗传学案设计
展开第3节 伴性遗传
学习目标
核心素养
1.结合人类红绿色盲的遗传实例,分析掌握伴X染色体隐性遗传病的特点。
2.结合抗维生素D佝偻病的遗传实例,归纳伴X染色体显性遗传病的特点。
3.伴性遗传的应用。
1.生命观念:伴性遗传现象,不仅体现了生命现象的物质性、遗传物质的独立性,也有助于学生自然观的形成。
2.科学思维:运用演绎推理的方法,让学生对伴性遗传的特点进行分析,促进科学思维的发展。
3.社会责任:能利用伴性遗传的知识,合理解释现实生活中的有关遗传现象,并对常见的遗传病发病率作出合理的预测。
知识点一 人类红绿色盲
1.伴性遗传的概念
决定某性状的基因位于性染色体上,在遗传上总是和性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。
2.人类红绿色盲
(1)人类性别决定方式
①人类的性别由性染色体决定。
女性性染色体组成:同型的,用XX表示。
男性性染色体组成:异型的,用XY表示。
②X与Y的区别
图示
大小有差别
Y染色体只有X染色体大小的1/5左右
携带的基因种类和数量有差别
X染色体携带着许多个基因,Y染色体携带的基因比较少;许多位于X染色体上的基因,在Y染色体上没有相应的等位基因;有些位于Y染色体上的基因在X染色体上也没有相应的等位基因
(1)所有的生物都有性染色体。(×)
(2)性染色体不只存在于生殖细胞中。(√)
(3)X、Y染色体不能发生染色体互换。(×)
(4)位于Ⅲ区段内的致病基因,在体细胞中也可能有等位基因。(√)
(5)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子。(×)
(6)一对等位基因(A、a)在X、Y染色体的同源区段,那么相关的基因型有7种,这对基因的遗传与性别有关联。(√)
(2)人类红绿色盲(伴X染色体隐性遗传)
①致病基因的显隐性及其位置
显隐性:红绿色盲受隐性基因控制。
位置:红绿色盲基因位于X染色体上,Y染色体上没有等位基因,即位于X染色体的非同源区段。
②正常色觉和红绿色盲患者的基因型与表型
性别
女性
男性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表型
正常
正常(携带者)
色盲
正常
色盲
③红绿色盲的主要遗传方式
a.方式一
由图解分析可知:男性的色盲基因只能传给女儿,不能传给儿子。
b.方式二
由图解分析可知:男孩的色盲基因只能来自于母亲。
c.方式三
由图解分析可知:女儿色盲,父亲一定色盲。
d.方式四
由图解分析可知:父亲正常,女儿一定正常;母亲色盲,儿子一定色盲。
④遗传特点
患者中男性远多于女性;男性患者的致病基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿。
1.在红绿色盲遗传中,分析女患者的父亲、儿子和正常男性的母亲、女儿的表型。
提示:女患者的父亲、儿子一定患病,正常男性的母亲和女儿一定正常(简记为“女病,父子病;男正,母女正”)。
2.为什么红绿色盲患者男性多于女性?
提示:红绿色盲基因位于X染色体上,属于隐性遗传,男性只有一条X染色体,只要X染色体上有红绿色盲基因,就表现为患病,而女性有两条X染色体,必须两条X染色体上都有红绿色盲基因才能表现为患病,因此红绿色盲患者男性多于女性。
知识点二 抗维生素D佝偻病和外耳道多毛症
1.抗维生素D佝偻病
(1)致病基因的显隐性及其位置
显隐性:抗维生素D佝偻病受显性基因控制。
基因位置:位于X染色体上。
(2)正常和抗维生素D佝偻病患者的基因型和表型
性别
女性
男性
基因型
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
表型
患者
患者
正常
患者
正常
(3)遗传特点
①患者中女性多于男性,但部分女性患者(XDXd)病症较轻。
②男性患者与正常女性婚配的后代中,女性都是患者,男性正常。
3.在人类的抗维生素D佝偻病遗传中,分析正常女性的父亲和儿子及男性患者的母亲和女儿的表型。
提示:正常女性的父亲和儿子一定正常,而男性患者的母亲和女儿一定患病。
4.为什么抗维生素D佝偻病患者女性多于男性?
提示:因为女性有两条X染色体,得到抗维生素D佝偻病显性基因的机会比只有一条X染色体的男性大,只要有一个显性基因就患病,所以抗维生素D佝偻病患者女性多于男性。
2.外耳道多毛症(伴Y染色体遗传)
下面为人类外耳道多毛症患者的遗传系谱图,请据图归纳:
致病基因只位于Y染色体上,无显隐性之分,患者后代中男性全为患者,女性全为正常。简记为“男全患病,女全正常”。
5.XY型性别决定的生物雄性体内的一对异型性染色体——X、Y构成了一对特殊的同源染色体,X和Y染色体都有一部分与对方不同源,但也有一部分是同源的。二者关系如图所示:
控制人类红绿色盲和抗维生素D佝偻病的基因位于哪个区段?控制人类外耳道多毛症的基因位于哪个区段?
提示:B区段。D区段。
知识点三 伴性遗传理论在实践中的应用和遗传系谱图1.伴性遗传理论在实践中的应用
(1)根据伴性遗传的规律,可推算后代的患病概率,从而指导优生
有一位女性血友病(伴X染色体隐性遗传病)患者和正常男性结婚,建议他们生女孩;男性抗维生素D佝偻病患者和正常女性结婚,建议生男孩。
(2)根据伴性遗传理论指导育种工作
①生物的主要性别决定方式
方式
XY型性别决定
ZW型性别决定
性染色体组成
XX
XY
ZW
ZZ
性别
雌性
雄性
雌性
雄性
常见生物
人、果蝇等
鸡、鸟类等
②已知鸡的性别决定是ZW型,芦花鸡(显性)和非芦花鸡(隐性)是一对相对性状,分别由一对等位基因B和b(位于Z染色体上)控制。
表型
芦花雌鸡
非芦花雌鸡
芦花雄鸡
非芦花雄鸡
基因型
ZBW
ZbW
ZBZB、ZBZb
ZbZb
③根据雏鸡的羽毛特征来区分雌性和雄性
6.现在有一只基因型未知的芦花雄鸡,如何确定它的基因型?
提示:让该芦花雄鸡与多只非芦花或芦花雌鸡杂交,若后代都为芦花鸡,则其基因型为ZBZB;若后代中有非芦花鸡,则其基因型为ZBZb。
2.遗传系谱图中遗传方式的判断
(1)首先确定是否为伴Y染色体遗传
若系谱图中女性全正常,患者全为男性,且患者的父亲、儿子全为患者,则为伴Y染色体遗传。如图:
(2)其次确定是显性遗传还是隐性遗传
①图1中,双亲正常,子代有患病个体,一定是隐性遗传病,即“无中生有为隐性”。
②图2中,双亲患病,子代有正常个体,一定是显性遗传病,即“有中生无为显性”。
③图3中,亲子代都有患者和正常个体,无法准确判断,可先假设,再推断。
(3)然后进行常染色体遗传与伴X染色体遗传的判定
①在隐性遗传的系谱图中,主要参照“女患者”。
a.如果所有女患者的父亲和儿子都患病,则最可能为伴X染色体隐性遗传,如图4。
b.如果女患者的父亲和儿子中有正常的,则一定为常染色体隐性遗传,如图5。
②在显性遗传的系谱图中,主要参照“男患者”。
a.如果所有男患者的母亲和女儿都患病,则最可能为伴X染色体显性遗传,如图6。
b.如果男患者的母亲和女儿有正常的,则一定为常染色体显性遗传,如图7。
(4)若系谱图中无上述特征,就不能作出确定的判断,只能从可能性大小方面推断,通常的原则是:
②遗传方式
(5)计算概率
在分析既有伴性遗传又有常染色体遗传的两对及两对以上性状的遗传现象时,按照基因的分离定律分别处理两对或两对以上性状的遗传,整体上按基因的自由组合定律处理。
1.(目标1)甲型血友病(HA,相关基因用A、a表示)是一种伴X隐性遗传病。下列关于HA的叙述不正确的是( )
A.XAXa个体不是HA患者
B.HA患者中男性多于女性
C.女患者的儿子一定患HA
D.男患者的女儿一定患HA
答案 D
解析 XAXa个体携带血友病基因,但不是HA患者,A正确;男性只要有一个隐性基因即患病,而女性有两个隐性基因才患病,因此人群中HA患者中男性多于女性,B正确;女患者的基因型为XaXa,其儿子基因型为XaY,一定患HA,C正确;男患者的基因型为XaY,Xa传给了女儿,若男患者的妻子传给女儿的是XA,则女儿正常,若男患者的妻子传给女儿的是Xa,则女儿患病,D错误。
2.(目标1)某对表型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表型正常的女儿,该女儿与一个表型正常的男子结婚,生出一个红绿色盲基因携带者的概率是( )
A.1/2 B.1/4 C.1/6 D.1/8
答案 D
解析 设相关基因用B、b表示,根据题意可知,该夫妇基因型为XBX-、XBY,其色盲儿子的基因型为XbY,所以该夫妇的基因型为XBXb、XBY,他们所生女儿的基因型为1/2XBXB、1/2XBXb,当女儿基因型为XBXb时与正常的男子(XBY)生出红绿色盲基因携带者的概率是1/2×1/2=1/4,则该女儿与一正常男子生出一个红绿色盲基因携带者的概率是1/2×1/4=1/8。
3.(目标2)抗维生素D佝偻病是由位于X染色体上的显性致病基因决定的一种遗传病,这种疾病的遗传特点是( )
A.男患者与女患者结婚,其女儿正常
B.男患者与正常女子结婚,其子女均正常
C.女患者与正常男子结婚,儿子和女儿都可能患病
D.患者的正常子女可能携带其父母传递的致病基因
答案 C
解析 伴X染色体显性遗传病有如下特点:若父亲患病,女儿一定患病,A、B错误;女患者与正常男子结婚,该女子可能为显性纯合子或杂合子,儿子和女儿都有可能患病,C正确;若子女正常,即女儿基因型为XdXd,儿子基因型为XdY,则不携带其父母传递的致病基因,D错误。
4.(目标3)芦花鸡的羽毛(成羽)是一种黑白相间的斑纹状,但在雏鸡阶段的绒羽为黑色且头顶上有一个黄色斑点。控制芦花的基因在Z染色体上,芦花对非芦花是显性。养鸡场为了多养产蛋母鸡,要大量淘汰公鸡,你建议如何配种来达到这个目的( )
A.芦花母鸡×非芦花公鸡
B.芦花公鸡×非芦花母鸡
C.芦花母鸡×芦花公鸡
D.非芦花母鸡×非芦花公鸡
答案 A
解析 鸡的性别决定方式为ZW型,设相关基因用B、b表示,非芦花公鸡(ZbZb)和芦花母鸡(ZBW)进行杂交,后代中雌性都是非芦花,雄性都是芦花(方便淘汰),A符合题意。
5.(目标3)某男性遗传病患者与一个正常女子结婚,医生告诫他们只能生男孩。据此推测该病的遗传方式为( )
A.伴Y染色体遗传
B.常染色体显性遗传
C.伴X染色体显性遗传
D.伴X染色体隐性遗传
答案 C
解析 如果是伴Y染色体遗传,则男性遗传病患者的儿子一定患病,A不符合题意;常染色体显性遗传病后代的发病率与性别无关,B不符合题意;伴X染色体显性遗传病的男患者与一正常女子结婚,后代女孩都患病,男孩都正常,因此建议生男孩,C符合题意;伴X染色体隐性遗传病的男患者与一正常女子结婚,若该女子不携带致病基因,则后代无论男女都正常,若该女子携带遗传病的致病基因,则后代无论男女都有可能患病,D不符合题意。
6.(目标1)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。下图是一个家族系谱图,请回答:
(1)若1号的母亲是血友病患者,则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________。
(4)6号和一个正常女性结婚,且该女性家族没有该遗传病史,那么,正常情况下这对夫妇后代患病的情况怎样?并阐述理由。
答案 (1)XHY (2)XHXH或XHXh 1/2
(3)1/8 1/4
(4)该夫妇所生子女均正常。因为女方表现正常,且家族没有该遗传病史,那么女方的基因型为XHXH,6号的基因型为XhY,他们所生子女中,凡是男孩基因型均为XHY,表现为正常,所生女孩基因型均为XHXh,也表现为正常。
解析 (1)由题干信息可知,血友病为伴X染色体隐性遗传病,1号的母亲患病,基因型为XhXh,1号不患病,其父亲基因型只能为XHY。
(2)由6号患病,可知1号的基因型为XHXh,2号的基因型为XHY,因此4号的基因型为1/2XHXH、1/2XHXh。
(3)4号基因型为1/2XHXh、1/2XHXH,与正常男性婚配,生出患病孩子概率为1/2XHXh×XHY→1/2×1/4XhY。若已生育一个血友病患者,则4号基因型为XHXh,再生一个孩子患血友病的概率为XHXh×XHY→1/4XhY。
题型一 性染色体与性别决定
[例1] 下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述,错误的是( )
A.性染色体上的等位基因的遗传遵循孟德尔遗传规律
B.次级精母细胞中不一定含有Y染色体
C.性染色体上的基因都与性别决定有关
D.性染色体上的基因控制的性状,遗传上往往和性别相关联
答案 C
知识拓展
有性别之分的生物,其性别决定方式为:①具有性别分化(雌雄异体)的生物主要由性染色体(XY或ZW)决定性别。②有些雌雄异体的生物的性别取决于染色体组的多少,如蜜蜂、蚂蚁等。③还有的生物的性别完全取决于环境因素,如龟、鳄等生物其性别由环境温度决定。此外,雌雄同体(或雌雄同株)的生物无性别之分,体内无性染色体,如玉米、水稻等。
题型二 伴性遗传的特点及概率计算
[例2] 一对夫妇所生女儿全正常,所生儿子全为色盲,则这对夫妇的基因型为( )
A.XBXB与XBY B.XbXb和XBY
C.XBXb和XbY D.XBXB和XbY
解题分析 所生儿子全为色盲,基因型为XbY,Xb来自母亲,母亲的基因型为XbXb;女儿全正常,则女儿的基因型只能为XBXb,所以父亲的基因型为XBY。
答案 B
[例3] 人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区段(Ⅱ)和非同源区段(Ⅰ、Ⅲ),如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.若某病是由位于非同源区段Ⅲ上的致病基因控制的,则患者均为男性
B.若X、Y染色体上存在一对等位基因,则该对等位基因位于同源区段Ⅱ上
C.若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的显性基因控制的,则男性患者的儿子一定患病
D.若某病是由位于非同源区段Ⅰ上的隐性基因控制的,则患病女性的儿子一定是患者
解题分析 由题图可知Ⅰ片段位于X染色体上,Y染色体上无对应区段,若该区段的疾病由显性基因控制,男患者致病基因总是传递给女儿,则女儿一定患病,而儿子是否患病由母方决定,故男性患者的儿子不一定患病,C错误。
答案 C
[例4] 人的色觉正常(B)对红绿色盲(b)是显性,为伴性遗传;褐眼(A)对蓝眼(a)是显性,为常染色体遗传。有一个蓝眼色觉正常的女子与一个褐眼色觉正常的男子婚配,生了一个蓝眼患红绿色盲的男孩,这对夫妇再生出蓝眼患红绿色盲男孩的概率和再生出的男孩为蓝眼患红绿色盲的概率分别是( )
A.1/4和1/4 B.1/8和1/8
C.1/8和1/4 D.1/4和1/8
解题分析 蓝眼色觉正常女子基因型为aaXBX-,褐眼色觉正常男子基因型为A_XBY,他们生出的蓝眼患红绿色盲男孩基因型为aaXbY,所以双亲的基因型分别为aaXBXb、AaXBY,因此他们再生出蓝眼孩子的概率为1/2,再生出色盲男孩(全部后代中患红绿色盲的男孩)的概率为1/4,故他们再生出蓝眼患红绿色盲男孩的概率为(1/2)×(1/4)=1/8;而该夫妇再生出的男孩中患红绿色盲的概率为1/2,所以该男孩为蓝眼患红绿色盲的概率为(1/2)×(1/2)=1/4。
答案 C
技法提升
关于“患病男孩”与“男孩患病”概率的计算
(1)常染色体遗传
①患病男孩的概率=患病孩子的概率×(1/2);
②男孩患病的概率=患病孩子的概率。
(2)伴性遗传
①患病男孩的概率=患病男孩在后代全部孩子中的概率;
②男孩患病的概率=后代男孩中患病的概率。
题型三 遗传系谱图中性状遗传问题分析
[例5] 根据人类遗传病系谱图中各世代个体的表型进行判断,下列说法不正确的是( )
A.①是常染色体隐性遗传
B.②最可能是伴X染色体隐性遗传
C.③最可能是伴X染色体显性遗传
D.④可能是伴X染色体显性遗传
解题分析 ①双亲正常,女儿患病,一定是常染色体隐性遗传,A正确;②双亲正常,后代有病,必为隐性遗传,因后代患者全为男性,可知致病基因最可能位于X染色体上,由母亲传递而来,B正确;③父亲有病,母亲正常,子代女儿全患病,儿子全正常,最可能为伴X染色体显性遗传病,因为父亲携带致病基因的X染色体只能传递给女儿,C正确;④父亲有病,儿子全患病,女儿正常,最可能为伴Y染色体遗传病,不可能为伴X染色体显性遗传,D错误。
答案 D
题型四 判断基因在染色体上的位置
[例6] 野生型果蝇(纯合子)的眼形是圆眼,某遗传学家在研究中偶然发现一只棒眼雄果蝇,为探究控制果蝇眼形基因的遗传方式,设计以下实验:让该棒眼果蝇与圆眼果蝇交配,F1全为圆眼,F1雌雄个体相互交配得F2。下列相关判断正确的是( )
A.据实验现象无法判断圆眼、棒眼这一相对性状的显隐性关系
B.若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,则控制果蝇的眼形的基因一定位于常染色体上
C.若F2中圆眼∶棒眼≈3∶1,且棒眼全为雄果蝇,则控制果蝇眼形的基因只能位于X染色体上
D.若控制圆眼、棒眼的基因位于X和Y染色体的同源区段,则F2中雌雄果蝇表现的性状也有可能不同
解题分析 由于F1全为圆眼,因此圆眼为显性性状,A错误;设相关基因用A、a表示,如果这对基因位于X染色体上,则亲代基因型为XaY和XAXA,子一代XAXa和XAY,子二代XAXA、
XAXa、XAY和XaY,圆眼和棒眼的比例为3∶1,B错误;如果该基因位于X、Y染色体的同源区段,则亲代基因型为XaYa和XAXA,子一代XAXa和XAYa,子二代XAXA、XAXa、XAYa和XaYa,圆眼∶棒眼≈3∶1,且棒眼全为雄果蝇,C错误;根据C项分析,若控制圆眼、棒眼的基因位于X和Y染色体的同源区段,则F2中雌性全为圆眼,雄性既有圆眼又有棒眼,D正确。
答案 D
技法提升
实验判定基因所处位置
(1)判断基因位于常染色体上还是X染色体上(不考虑同源区段)
①在显隐性已知的条件下,可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交。
②在显隐性未知(或已知)条件下,可设置正反交实验。
a.若正反交结果相同,则基因位于常染色体上。
b.若正反交结果不同,则基因位于X染色体上。
(2)判断基因是位于X、Y的同源区段,还是只位于X染色体上
选取纯合隐性雌与纯合显性雄杂交⇒
[基础对点]
知识点一 人类红绿色盲
1.一对色觉正常的夫妇生了一个患红绿色盲的男孩。男孩的外祖父、外祖母和祖母色觉都正常,祖父为色盲。该男孩的色盲基因来自( )
A祖父 B.祖母
C.外祖父 D.外祖母
答案 D
解析 红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,由题干可知,一对色觉正常的夫妇生了一个患红绿色盲的男孩,该男孩的Y染色体来自于父亲,携带致病基因的X染色体来自于母亲;母亲表型正常,则母亲为杂合子,其中一条携带致病基因的X染色体可能来自于外祖父,也可能来自于外祖母。若是来自于外祖父,则外祖父一定患有红绿色盲,又因为外祖父表型正常,所以该致病基因一定来自于外祖母,D正确。
2.有关人类的性别决定的说法错误的是( )
A.女性的性染色体是同型的,用XX表示
B.X染色体的大小约为Y染色体大小的5倍
C.X、Y染色体携带的基因种类和数量无明显差别
D.X、Y染色体上有同源区段和非同源区段
答案 C
解析 人类的性别由性染色体决定,女性的一对性染色体是同型的,用XX表示,男性的一对性染色体是异型的,用XY表示,A正确;人类的X染色体和Y染色体,无论大小还是携带的基因种类和数量都有差别,X染色体携带着许多个基因,Y染色体只有X染色体大小的1/5左右,携带的基因比较少,B正确,C错误。
3.某红绿色盲男性,他的一个次级精母细胞处于分裂后期时,可能存在( )
A.两条Y染色体,两个色盲基因
B.一条X染色体,一条Y染色体,一个色盲基因
C.两条X染色体,两个色盲基因
D.一条Y染色体,没有色盲基因
答案 C
解析 红绿色盲的遗传方式为伴X染色体隐性遗传。次级精母细胞中不含同源染色体,只含一对性染色体中的一条(X或Y);减数分裂Ⅱ后期着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,此时含有两条X染色体(含有两个色盲基因)或两条Y染色体(没有色盲基因)。
4.一对夫妻,若生女孩,则女孩全为红绿色盲基因携带者;若生男孩,则男孩全部正常。则这对夫妻的基因型是(相关基因用B、b表示)( )
A.XBXB、XbY B.XBXb、XBY
C.XbXb、XBY D.XBXb、XbY
答案 A
解析 由于所生男孩全部正常,则母亲为显性纯合子,其基因型为XBXB;女儿全部为携带者,则致病基因来自于父亲,故父亲的基因型为XbY。
5.眼白化病是一种伴X染色体隐性遗传病,眼白化病患者的眼色素减少或缺乏,具有不同程度的视力低下,畏光等症状。下列有关眼白化病的遗传的叙述,错误的是( )
A.患眼白化病女性的父亲一定患眼白化病
B.患眼白化病女性与正常男性婚配,建议生育女孩
C.男性个体的眼白化病基因可能来自其祖母
D.女性眼白化病基因携带者生育患病儿子的概率是1/4
答案 C
解析 眼白化病是一种伴X染色体隐性遗传病,假设基因由B/b表示,患者为XbXb、XbY,正常人为XBX-、XBY。患眼白化病女性(XbXb)的一个Xb来自父亲,父亲的基因型为XbY,因此父亲一定患眼白化病,A正确;患眼白化病女性(XbXb)与正常男性(XBY)婚配,后代男孩一定患病(XbY),女孩正常(XBXb),因此建议生育女孩,B正确;男性个体(XBY、XbY)的Y染色体来自其父亲,X染色体来自其母亲,因此男性个体的眼白化病基因不可能来自其祖母,C错误;女性眼白化病基因携带者(XBXb)生育患病儿子(XbY)的概率是1/2×1/2=1/4,D正确。
6.某种二倍体高等植物的性别决定方式为XY型。该植物开黄花(A)和白花(a),控制这对相对性状的基因A/a位于X染色体上,含有基因a的花粉不育。下列叙述不正确的是( )
A.白花性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中
B.若亲本杂交所得子代雄株均开黄花,则亲本雌株是纯合子
C.黄花雌株与黄花雄株杂交,子代中可能出现白花雄株
D.黄花雌株与白花雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株
答案 D
解析 由于a的花粉不育,因此不可能出现XaXa的白花雌株,A正确;子代雄株均开黄花,基因型为XAY,XA来自于雌株,说明雌株为XAXA,为纯合子,B正确;黄花雌株(如XAXa)与黄花雄株(XAY)杂交,子代中可能出现白花雄株(XaY),C正确;黄花雌株与白花雄株(XaY)杂交,含Xa的花粉不育,因此子代只有雄株没有雌株,D错误。
知识点二 抗维生素D佝偻病和外耳道多毛症
7.外耳道多毛症仅见于男性(a);人类抗维生素D佝偻病中,若患者为男性,则其女儿一定患此病(b)。对a和b的理解正确的是( )
A.a病基因位于X染色体上,且为显性遗传病,b也一样
B.a病基因位于Y染色体上,b病为伴X染色体显性遗传病
C.a病基因位于Y染色体上,b病为伴X染色体隐性遗传病
D.条件不够,无法判断
答案 B
解析 人类的性别决定类型为XY型,男性性染色体组成为XY,女性性染色体组成为XX。仅见于男性的遗传病的致病基因应位于Y染色体上;父亲患病,其女儿一定患病,则该病应为伴X染色体显性遗传病。
8.下列有关抗维生素D佝偻病的叙述,不正确的是( )
A.通常表现为世代连续遗传
B.该病女性患者多于男性患者
C.部分女性患者病症较轻
D.男性患者与正常女性结婚,儿子一定是患者
答案 D
解析 抗维生素D佝偻病是一种伴X染色体显性遗传病,该病通常表现为世代连续遗传,且女性患者多于男性患者,女性患者中杂合子的症状较纯合子轻,A、B、C正确;正常女性遗传给儿子的是Xd,男性患者遗传给儿子的是Y染色体,所以正常女性的儿子一定正常,D错误。
知识点三 伴性遗传理论在实践中的应用及遗传系谱图
9.甲家庭中丈夫患抗维生素D佝偻病,妻子表现正常;乙家庭中,夫妻都表现正常,但妻子的弟弟患红绿色盲。从优生角度考虑,甲、乙家庭应分别选择生育( )
A.男孩,男孩 B.女孩,女孩
C.男孩,女孩 D.女孩,男孩
答案 C
解析 抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病,甲家庭中丈夫患抗维生素D佝偻病(设相关基因用A、a表示),可以判断其基因型为XAY,妻子表现正常,其基因型为XaXa,因为儿子的X染色体来自妻子,妻子没有致病基因,所以这对夫妻只要生育男孩就可以避免该遗传病在后代中出现。乙家庭中,夫妻都表现正常,但妻子的弟弟患红绿色盲,因为红绿色盲为伴X染色体隐性遗传病,由此可以判断妻子有可能是致病基因的携带者,所以这对夫妻最好生女儿,以降低后代患病的概率。
10.家蚕的性别决定方式是ZW型,其幼虫结茧情况受一对等位基因L(结茧)和Lm(不结茧)控制,在家蚕群体中,雌蚕不结茧的比例远大于雄蚕不结茧的比例,下列叙述正确的是( )
A.L基因和Lm基因位于W染色体上,L基因为显性基因
B.L基因和Lm基因位于Z染色体上,L基因为显性基因
C.L基因和Lm基因位于W染色体上,Lm基因为显性基因
D.L基因和Lm基因位于Z染色体上,Lm基因为显性基因
答案 B
解析 家蚕的性别决定方式为ZW型,即雌家蚕为ZW,雄家蚕为ZZ。若L基因和Lm基因位于W染色体上,不论L基因为显性基因,还是Lm基因为显性基因,只有雌家蚕不结茧或结茧,与题意不符合,A、C错误;若L基因和Lm基因位于Z染色体上,L基因为显性基因,则雌家蚕不结茧基因型为ZLmW,雄家蚕不结茧基因型为ZLmZLm,家蚕群体中,雌家蚕不结茧的比例远大于雄家蚕不结茧的比例,B正确;若L基因和Lm基因位于Z染色体上,Lm基因为显性基因,则雌家蚕不结茧基因型为ZLmW,雄家蚕不结茧基因型为ZLmZ-,家蚕群体中,雌家蚕不结茧的比例小于雄家蚕不结茧的比例,D错误。
11.下图为某家系中有关甲(A、a)、乙(B、b)两种单基因遗传病的系谱图,基因A、a与B、b独立遗传,其中一种病的致病基因位于X染色体上,下列分析错误的是( )
A.甲病在男性和女性中的发病率相同
B.6号的乙病致病基因来自2号
C.2号和10号产生含b卵细胞的概率相同
D.3号和4号生育正常女孩的概率为9/16
答案 D
解析 由图中1、2号不患甲病,5号患甲病可知,甲病为常染色体隐性遗传病,故其在男性和女性中的发病率相同;由于甲病为常染色体隐性遗传病,则乙病的致病基因位于X染色体上,由1号患乙病,而4号正常,则乙病为伴X染色体隐性遗传病,且6号为男性,其X染色体只能来自其母亲,故6号的乙病致病基因来自2号;6号患乙病,故2号和10号个体的基因型都是XBXb,故产生含b卵细胞的概率相同;8号患甲病,基因型为aa,则3号和4号的基因型均为Aa,故3号的基因型为AaXBY,1号患乙病,则4号的基因型为AaXBXb,故生育正常女孩的概率为3/4×1/2=3/8。
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12.如图是人体性染色体的模式图,下列叙述不正确的是( )
A.位于Ⅰ区基因的遗传只与男性相关
B.位于Ⅱ区的基因在遗传时,后代男女性状的表现一致
C.位于Ⅲ区的致病基因,在体细胞中可能有等位基因
D.性染色体既存在于生殖细胞中,也存在于体细胞中
答案 B
解析 由图可知,Ⅰ区为Y染色体非同源区段,位于Ⅰ区的基因控制的性状只能传递给男性后代,所以位于Ⅰ区基因的遗传只与男性相关,A正确;Ⅱ区为X、Y染色体同源区段,其上有等位基因,位于Ⅱ区的基因在遗传时,后代男女性状的表现不一定一致,如XDXd×XdYD的后代,男性全部是显性性状,女性一半是显性性状,一半是隐性性状,B错误;Ⅲ区为X染色体非同源区段,雌性个体有两条X染色体,故位于Ⅲ区的致病基因,在体细胞中也可能有等位基因,C正确;性染色体既存在于生殖细胞中,也存在于体细胞中,D正确。
13.鸡的芦花性状由位于Z染色体上基因B决定。现偶得一只非芦花变性公鸡(原先是只下过蛋的母鸡),让其与芦花母鸡交配,得到的F1中,芦花公鸡∶芦花母鸡∶非芦花母鸡=1∶1∶1。根据以上实验结果,下列推测不正确的是( )
A.F1中的芦花公鸡是杂合子
B.雏鸡至少需要一条Z染色体才能存活
C.性反转母鸡表型改变,性染色体随之改变
D.F1中芦花母鸡和芦花公鸡杂交,F2中公鸡全是芦花鸡
答案 C
解析 鸡的芦花性状由位于Z染色体上基因B决定,一只非芦花变性公鸡(原先是只下过蛋的母鸡),基因型为ZbW,与一只芦花母鸡交配,基因型为ZBW,得到的子代中,芦花公鸡(ZBZb)∶芦花母鸡(ZBW)∶非芦花母鸡(ZbW)∶WW(死亡)=1∶1∶1∶0,则F1中的芦花公鸡是杂合子,A正确;基因型为WW的鸡不能成活,说明雏鸡至少需要一条Z染色体才能存活,B正确;鸡的性别决定方式是ZW型,性反转只是表型变化,而不涉及染色体和基因的变化,所以性染色体还是ZW,C错误;F1中芦花母鸡(ZBW)和芦花公鸡(ZBZb)杂交,F2中公鸡的基因型是ZBZB、ZBZb,全是芦花鸡,D正确。
14.下面是红绿色盲的遗传系谱图,致病基因用B或b表示,请分析回答:
(1)写出该家族中下列成员的基因型:4________,6________,11________。
(2)14号成员是色盲患者,致病基因是由第一代中的某个个体传递来的。用成员编号和“→”写出色盲基因的传递途径:______________。
(3)若成员7和8想再生一个健康的孩子,你能给出什么样的建议,说明理由。
答案 (1)XbY XBXb XBXb或XBXB
(2)1→4→8→14
(3)进行产前诊断,如果是男孩,需要进行相应的基因检测,才能确保生下健康的孩子。因为7和8的基因型为XBY和XBXb,生下女孩都正常,而男孩的基因型有XBY和XbY两种可能,患病的概率为50%,需要进行基因检测来确定是否含有致病基因。
解析 (1)4和10均为色盲男性,基因型均为XbY。5和6正常,生出色盲儿子10,则基因型分别为XBY和XBXb,11为女孩,其基因型为XBXb或XBXB。
15.已知果蝇中长翅与残翅为一对相对性状(显性基因用A表示,隐性基因用a表示),直毛和分叉毛为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用b表示)。两只亲代果蝇杂交得到以下子代的类型和比例,请据此回答下列问题:
表型
长翅、直毛
残翅、直毛
长翅、分叉毛
残翅、分叉毛
雄果蝇
3/8
1/8
3/8
1/8
雌果蝇
3/4
1/4
0
0
(1)控制直毛和分叉毛遗传的基因位于________染色体上,________翅为显性性状,其判断理由是_______________________________________。
(2)亲本雌雄果蝇的基因型分别为__________、__________。
(3)在进行遗传实验的过程中,往往进行正交和反交实验,试从染色体类型的角度去分析这样操作的理论依据。
答案 (1)X 长 子代雌果蝇中只有直毛,没有分叉毛,因此控制该性状的基因位于X染色体上;子代中长翅和残翅比为3∶1,说明长翅为显性性状
(2)AaXBXb AaXBY
(3)如果是具有一对相对性状的纯合亲本进行正交和反交,一般来说,子代雌、雄个体的表型不一致,就说明控制该性状的基因位于性染色体上;如果子代雌、雄个体的表型一致,可说明控制该性状的基因位于常染色体上。以此判断控制该性状的基因是位于常染色体还是性染色体上。
解析 (1)从表中看出后代长翅∶残翅=3∶1,且表型与性别无关,可推测长翅、残翅这对性状的相关基因应位于常染色体上,长翅为显性性状;后代雌蝇全为直毛,雄蝇中直毛∶分叉毛=1∶1,说明直毛和分叉毛为一对与性别有关联的相对性状,相关基因应位于X染色体上,并且直毛为显性性状。
(2)根据杂交后代的结果雌雄果蝇中长翅∶残翅=3∶1,故亲本关于翅形为杂合子;雄果蝇中直毛∶分叉毛=1∶1,雌果蝇全部为直毛,则雌雄果蝇关于毛的类型的基因型分别为XBXb、XBY,因此亲本果蝇的基因型:雌果蝇为AaXBXb,雄果蝇为AaXBY。
(3)性染色体上的基因控制的性状与性别相关联,故正交、反交的结果不一致;常染色体上的基因控制的性状与性别无关,故正交、反交的结果一致。
16.果蝇的X染色体和Y染色体是一对同源染色体,但其形态、大小却不完全相同。如图为果蝇X、Y染色体同源和非同源区段的比较图解,其中A与C为同源区段。请回答下列有关问题。
(1)若在A区段上有一基因“E”,则在C区段同一位点可以找到基因________;此区段一对等位基因的遗传遵循________定律。
(2)已知在果蝇的X染色体上有一对基因H、h,分别控制的性状是腿部有斑纹和腿部无斑纹。现有纯种果蝇若干。请通过一次杂交实验,确定H、h基因在X染色体上的位置是A区段还是B区段。实验步骤:
①选用纯种果蝇作亲本,雌性亲本表型为__________,雄性亲本表型为________________。
②_______________________________________________。
③观察子代果蝇的性状并统计记录结果。
结果分析:
若子代雄果蝇表现为____________,则此对基因位于A区段;
若子代雄果蝇表现为____________,则此对基因位于B区段。
答案 (1)E或e 基因分离
(2)①腿部无斑纹 腿部有斑纹 ②用所选亲本雌雄果蝇杂交 ③腿部有斑纹 腿部无斑纹
解析 (2)要通过一次杂交实验确定H、h基因在X染色体上的位置是A区段还是B区段,可选用纯合隐性雌果蝇与纯合显性雄果蝇杂交,所以所选雌果蝇表型为腿部无斑纹,所选雄果蝇表型为腿部有斑纹。若此对基因位于A区段,亲本中腿部无斑纹雌果蝇基因型为XhXh,腿部有斑纹雄果蝇基因型为XHYH,杂交子代雄果蝇的表型为腿部有斑纹;若此对基因位于B区段,亲本中腿部无斑纹雌果蝇基因型为XhXh,腿部有斑纹雄果蝇基因型为XHY,杂交子代雄果蝇的表型为腿部无斑纹。
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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 伴性遗传导学案: 这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3节 伴性遗传导学案,共36页。