高考生物一轮总复习学案：第5单元 遗传的基本规律 第3讲 基因在染色体上伴性遗传

第3讲　基因在染色体上　伴性遗传

考纲考情

知识整合

一、基因在染色体上

1．假说的提出

(1)假说提出者：萨顿。

(2)假说内容：基因和染色体行为存在着明显的平行关系

依据：①基因在杂交过程中保持________和________。染色体在配子形成和受精过程中，也有相对________的形态结构。

②在体细胞中基因是________存在；染色体也是________存在。 在配子中只有成对基因中的________个；同样，也只有成对的染色体中的________个。

③体细胞中成对的基因一个来自________，一个来自母方；________染色体也是如此。

④非等位基因在形成配子时________， 非同源染色体在减数第一次分裂________也是________。

(3)研究方法：类比推理法。

2．实验证据

(1)选择果蝇做遗传实验材料的原因： ____________________ ；有许多易于区分的相对性状；染色体数目少，便于观察。

(2)实验过程

P红眼(♀)×白眼(♂)→F1F2

①F1中雌雄果蝇的表现型：________。

②F2中红眼∶白眼＝3∶1，符合________定律。

③写出F2中雌雄个体的表现型及比例：

雌性：________________；雄性：________________。

④写出实验的现象及结论：

实验现象：白眼性状的表现，总与________相联系。

实验结论：控制白眼的基因在________________。

⑤基因与染色体的关系是：一条染色体上有________基因，基因在染色体上________。

二、性别决定与伴性遗传

1．性别决定是指______________________________，性别主要是由基因决定的。

2．与性别紧密关联的染色体称为________，其他的染色体称为________。

3．性别决定方式：主要有________型和________型两种。

4．完善XY型性别决定遗传图解

5．完善ZW型性别决定遗传图解

6．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。

7．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____________，Xb来自____________。

(2)子代XBY个体中XB来自____________，由此可知这种遗传病的遗传特点是____________。

(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____________。

(4)这种遗传病的遗传特点是男性患者多于女性。

8．伴性遗传的类型

(1)伴X隐性遗传(如红绿色盲)

(2)伴X显性遗传(如抗VD佝偻病)

(3)伴Y遗传

(4)伴性遗传的应用：

9．伴性遗传病的实例、类型及特点(连线)

考点突破

考点1　性别决定

1．性染色体决定类型(说明：A是常染色体)

　　2.根据性状推断后代的性别，指导生产实践

(1)XY型性别决定(即雌性的性染色体组成为XX，雄性的为XY)的生物(如果蝇等)：若控制某性状的基因只位于X染色体上，则“雌隐×雄显”的后代中，表现显性性状的都是雌性个体，表现隐性性状的都是雄性个体。如果蝇的眼色为伴X染色体隐性遗传，隐性性状为白眼，在白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的杂交后代中，红眼的都是雌果蝇，白眼的都是雄果蝇。故通过眼色即可直接判断子代果蝇的性别。

(2)ZW型性别决定(即雌性的性染色体组成为ZW，雄性的为ZZ)的生物(如鸟类、家蚕等)：若控制某性状的基因只位于Z染色体上，则“雌显×雄隐”的杂交后代中，表现显性性状的都是雄性个体，表现隐性性状的都是雌性个体。如家鸡的羽毛芦花(B)和非芦花(b)是一对相对性状，基因B、b位于Z染色体上，芦花母鸡(ZBW)与非芦花公鸡(ZbZb)杂交的后代中，非芦花鸡(ZbW)全是母鸡，芦花鸡(ZBZb)全是公鸡。这样就可根据早期雏鸡羽毛的特征把雌雄个体分开，从而做到多养母鸡，多产蛋。

例1　山羊性别决定方式为XY型。下面的系谱图表示了山羊某种性状的遗传，图中深色表示该种性状的表现者。

已知该性状受一对等位基因控制，在不考虑染色体变异和基因突变的条件下，回答下列问题：

(1)据系谱图推测，该性状为________(选填“隐性”或“显性”)性状。

(2)假设控制该性状的基因仅位于Y染色体上，依照Y染色体上基因的遗传规律，在第Ⅲ代中表现型不符合该基因遗传规律的个体是________(填个体编号)。

(3)若控制该性状的基因仅位于X染色体上，则系谱图中一定是杂合子的个体是________(填个体编号)，可能是杂合子的个体是________(填个体编号)。

1．鸡的性染色体为Z和W，其中母鸡的性染色体组成为ZW。芦花鸡羽毛有黑白相间的横斑条纹，由Z染色体上的显性基因B决定；它的等位基因b纯合时，鸡表现为非芦花，羽毛上没有横斑条纹。以下说法正确的是(　　)

  A．一般地，母鸡产生的一个卵细胞中含有的性染色体一定是Z

  B．正常情况下，公鸡体细胞有丝分裂后期，含有4条Z染色体

  C．非芦花公鸡和芦花母鸡杂交，后代公鸡全为非芦花，母鸡全为芦花

  D．芦花公鸡和芦花母鸡杂交，后代出现的非芦花鸡一定是公鸡

考点2　伴性遗传的特点与遗传系谱图分析

1．认识X、Y异型同源染色体及其遗传特点

XY染色体上的基因表现出下列特点：(ZW也是异型同源染色体其遗传特点同XY染色体)

(1)在Y染色体非同源区段上的基因，由于X染色体上没有它的等位基因或相同基因，所以该区段上基因的遗传是伴性遗传(伴Y染色体遗传)，如外耳道多毛症。

(2)在X染色体非同源区段上的基因，在Y染色体上也没有它的等位基因或相同基因，所以，该区段上基因的遗传也是伴性遗传(伴X显性或隐性遗传)如红绿色盲、抗维生素D佝偻病。

(3)在X、Y染色体同源区段上的某些等位基因，如果显性基因仅存在于Y染色体上，X染色体上仅有隐性基因，也属于伴性遗传，杂交后代也会出现雄性表现显性，雌性表现隐性现象。如果显性基因在雄性的X染色体上，而Y染色体上是隐性基因，雌性X染色体上仅有隐性基因，也属于伴性遗传，杂交后代也会出现雌性表现显性，雄性表现隐性现象。若显隐性基因均可存在于X或Y染色体同源区段，则按分离定律处理，与其他常染色体上的等位基因的遗传相同，其遗传特点如图所示：

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

　　3.伴性遗传与遗传规律的关系

(1)与基因分离定律的关系。伴性遗传是研究存在于性染色体上的一对等位基因控制的一对相对性状的遗传规律；一对等位基因控制的一对相对性状的杂交实验遵循基因的分离定律，因此伴性遗传属于基因的分离定律。但由于性染色体X、Y在形态上存在着差异，其上的基因也存在着差异，故伴性遗传有其特殊性，即其性状的遗传表现出与性别相联系，所以在判断基因型、表现型和计算概率时，也要和性别联系起来。

(2)与基因自由组合定律的关系。在分析既有性染色体又有常染色体上的基因控制的两对相对性状的遗传时，由性染色体上基因控制的性状遗传按伴性遗传处理，由常染色体上基因控制的性状遗传按基因分离定律处理，整体上则按基因的自由组合定律处理。

4．“四步法”分析遗传系谱图

第三，确定致病基因位于常染色体上还是位于性染色体上,

①双亲有病儿子正常

②父病女必病，子病母必病,伴X显性遗传,

①双亲有病女儿正常

②父病女不病或者子病母不病,常染色体显性遗传,

①父亲正常儿子有病

②母病子必病，女病父必病,伴X隐性遗传,

①双亲正常女儿有病

②母病子不病或女病父不病,常染色体隐性遗传,

第四，若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小方面推测,

5．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。

6．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。

例2　某种羊的性别决定为XY型。已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制；黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制，且黑毛对白毛为显性。回答下列问题：

(1)公羊中基因型为NN或Nn的表现为有角，nn无角；母羊中基因型为NN的表现为有角，nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交，则理论上，子一代群体中母羊的表现型及其比例为________________；公羊的表现型及其比例为________________。

(2)某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若________________________，则说明M/m是位于X染色体上；若________________________________________，则说明M/m是位于常染色体上。

(3)一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时，基因型有________种；当其位于X染色体上时，基因型有________种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，(如图所示)，基因型有________种。

2．人血友病是伴X隐性遗传病。现有一对非血友病的夫妇生出了两个非双胞胎女儿。大女儿与一个非血友病的男子结婚并生出了一个患血友病的男孩。小女儿与一个非血友病的男子结婚，并已怀孕。回答下列问题：

(1)用“◇”表示尚未出生的孩子，请画出该家系的系谱图，以表示该家系成员血友病的患病情况。

(2)小女儿生出患血友病男孩的概率为________；假如这两个女儿基因型相同，小女儿生出血友病基因携带者女孩的概率为________。

(3)已知一个群体中，血友病的基因频率和基因型频率保持不变，且男性群体和女性群体的该致病基因频率相等。假设男性群体中血友病患者的比例为1%，则该男性群体中血友病致病基因频率为________；在女性群体中携带者的比例为________。

例3　(2017·江苏高考)人类某遗传病受一对基因(T、t)控制。3个复等位基因IA、IB、i控制ABO血型，位于另一对染色体上。A血型的基因型有IAIA、IAi，B血型的基因型有IBIB、IBi，AB血型的基因型为IAIB，O血型的基因型为ii。两个家系成员的性状表现如图，Ⅱ－3和Ⅱ－5均为AB血型，Ⅱ－4和Ⅱ－6均为O血型。请回答下列问题：

(1)该遗传病的遗传方式为________。Ⅱ－2基因型为Tt的概率为________。

(2)Ⅰ－5个体有________种可能的血型。Ⅲ－1为Tt且表现A血型的概率为________。

(3)如果Ⅲ－1与Ⅲ－2婚配，则后代为O血型、AB血型的概率分别为________、________。

(4)若Ⅲ－1与Ⅲ－2生育一个正常女孩，可推测女孩为B血型的概率为________。若该女孩真为B血型，则携带致病基因的概率为________。

3．(2016·江苏高考)(多选)人类ABO血型由9号染色体上的3个复等位基因(IA，IB和i)决定，血型的基因型组成见下表。若一AB型血红绿色盲男性和一O型血红绿色盲携带者的女性婚配，下列叙述正确的是(　　)

  A．他们生A型血色盲男孩的概率为1/8

  B．他们生的女儿色觉应该全部正常

  C．他们A型血色盲儿子和A型血色盲正常女性婚配，有可能生O型血色盲女儿

  D．他们B型血色盲女儿和AB型血色觉正常男性婚配，生B型血色盲男孩的概率为1/4

考点3　摩尔根果蝇杂交实验分析

美国生物学家摩尔根用果蝇杂交实验为基因位于染色体上提供了证据。1909年，摩尔根从野生型的红眼果蝇培养瓶中发现了一只白眼的雄果蝇，这只例外的白眼雄果蝇特别引起了他的重视，他抓住这个例外不放，用它作了一系列设计精巧的实验。

P　XBXB (红、雌)　×　XbYb( 白、雄)

↓　　　　　　　　　↓

F1　　XBXb (红、雌)　　　XBYb((红、雄)

　　　　　　　　　　　↓F1雌雄交配

F2　XBXB　(红、雌)　XB Xb (红、雌)　XB Yb(红、雄) XbYb　(白、雄)

1．F2中红眼与白眼比例为3∶1，说明这对性状的遗传符合基因的分离定律。白眼全是雄性，说明该性状与性别相关联。

2．假设控制白眼的基因只位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因，取亲本中的白眼雄果蝇和F1中红眼雌果蝇交配，后代性状比为1∶1，仍符合基因的分离定律。

3．实验验证——测交。

4．实验方法——假说演绎法。

5．实验结论：基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上有许多基因。

6．基因、DNA、染色体、脱氧核苷酸之间关系

例4　对摩尔根等人提出“果蝇的白眼基因位于X染色体上”这一结论没有影响的是(　　)

  A．孟德尔的遗传定律

  B．摩尔根的精巧实验设计

  C．萨顿提出的遗传的染色体假说

  D．克里克提出的中心法则

4．果蝇唾液腺细胞染色体上有许多宽窄不一的横纹，下列对横纹的描述中正确的是(　　)

  A．宽窄不一是DNA复制次数不一致所致

  B．每条横纹各代表一个基因

  C．横纹便于在染色体上进行基因定位

  D．横纹的数目和位置在同种果蝇中都不同

例5　在人类的遗传病中，当父亲是某病患者时，无论母亲是否有病，他们子女中的女孩全患此病，这种遗传病最可能是(　　)

  A．常染色体显性遗传病

  B．常染色体隐性遗传病

  C．X染色体显性遗传病

  D．X染色体隐性遗传病

5．(多选)如图为某家庭的遗传系谱图，已知该家庭中有甲、乙两种遗传病，其中一种为红绿色盲症。下列说法正确的是(　　)

  A．甲病为常染色体显性遗传病，存在代代遗传的特点

  B．乙病为红绿色盲症，在人群中女性发病率低于男性

  C．Ⅱ－4为甲病携带者的概率是2/3，为乙病携带者的概率是1/2

  D．若Ⅱ－4和Ⅱ－5再生一个孩子，其为正常女孩的概率是3/8

考点4　常染色体遗传与伴性遗传的

  综合分析　　1.基因位于X染色体上还是位于常染色体上的判断

(1)若相对性状的显隐性是未知的，且亲本均为纯合子，则用正交和反交的方法判断，即：

正反交实验⇒

(2)若相对性状的显隐性已知，只需一个杂交组合判断基因的位置，则用隐性雌性个体与显性雄性纯合个体杂交方法判断，即：

2．基因是伴X染色体遗传还是X、Y染色体同源区段的遗传

适用条件：已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。

(1)基本思路一：用“纯合隐性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状，即：

(2)基本思路二：用“杂合显性雌×纯合显性雄”进行杂交，观察分析F1的性状。即：

3．基因位于常染色体上还是X、Y染色体同源区段

(1)设计思路

隐性的纯合雌性个体与显性的纯合雄性个体杂交，获得的F1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F2，观察F2表现型情况。即：

(2)结果推断

例6　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。)

6．有一实验小组的同学在研究果蝇的暗红眼与朱红眼这对相对性状时，有的同学认为其基因位于常染色体上，有的同学认为位于X染色体上。已知暗红眼对朱红眼为显性。现有纯合朱红眼和暗红眼的雄果蝇各一只，纯合朱红眼和暗红眼的雌果蝇各一只。若你是其中一个同学，请你设计实验来加以探究。要求：只通过一次杂交实验。写出你的实验设计思路，并预测出实验的结果和结论。

(1)实验设计思路。

(2)预测的实验结果和结论。

例7　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

7．某家系的遗传系谱图及部分个体基因型如图所示，A1、A2、A3是位于X染色体上的等位基因。下列推断正确的是(　　)

  A．Ⅱ—2基因型为XA1XA2的概率是1/4

  B．Ⅲ—2基因型为XA1X A2的概率是1/8

  C．Ⅲ—1基因型为XA1Y的概率是1/4

  D．Ⅳ—1基因型为XA1X A1概率是1/8

请根据下列关键词的提示，归纳构建本课时知识体系

常染色体　性染色体　常染色体隐性遗传　伴X显性遗传　伴X隐性遗传　伴Y遗传

随堂演练

1．下列有关性染色体及伴性遗传的叙述，正确的是(　　)

  A．XY型性别决定的生物，Y染色体都比X染色体短小

  B．在不发生基因突变的情况下，双亲表现正常，不可能生出患红绿色盲的女儿

  C．含X染色体的配子是雌配子，含Y染色体的配子是雄配子

  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

2．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，如图所示。下列分析正确的是(　　)

第2题图

  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

3．某种猫的毛色由位于X染色体上的基因控制，研究发现纯合黄色雌猫和纯合黑色雄猫交配，繁殖的子代中，雌猫总是表现为黑黄相间的毛色(即一块黑一块黄)，但黑黄毛色的分布是随机的。据此你认为下列推测合理的是(　　)

  A．纯合黑色雌猫和纯合黄色雄猫交配产生的子代也均为黑黄相间的毛色

  B．黑黄相间雌猫繁殖的后代雄猫可有全黑、全黄和黑黄相间三种

  C．黑黄相间雌猫是由于一个细胞中只有一条X染色体上的DNA具有转录功能

  D．雌猫的黄色毛与黑色毛这对相对性状是由非等位基因控制的

4．果蝇的红眼和白眼是由X染色体上的一对等位基因控制的相对性状。用一对红眼雌雄果蝇交配，子一代中出现白眼果蝇。让子一代果蝇自由交配，理论上子二代果蝇中红眼与白眼的比例为(　　)

  A．3∶1  B．5∶3  C．13∶3  D．7∶1

5．果蝇中，正常翅(A)对短翅(a)为显性，此对等位基因位于常染色体上；红眼(B)对白眼(b)为显性，此对等位基因位于(X)染色体上。现有一只纯合红眼短翅的雌果蝇和一只纯合白眼正常翅雄果蝇杂交，你认为杂交结果正确的是(　　)

  A．F1中雌雄不都是红眼正常翅

  B．F2雄果蝇的红眼基因来自F1的父方

  C．F2雄果蝇中纯合子与杂合子的比例相等

  D．F2雌果蝇中正常翅个体与短翅个体的数目相等

6．(2017·镇江三模)某种鸟的羽色受两对相互独立的等位基因控制，其中A、a基因在性染色体的非同源区，B、b基因在常染色体上，位置如图甲所示．基因A 控制蓝色物质的合成，基因B控制黄色物质的合成，白色个体不含显性基因，其遗传机理如图乙所示．图丙为这种鸟一个家系的羽色遗传系谱图，请回答下列问题：

第6题图

(1)图甲所示个体产生的配子基因组成可能有______________。等位基因B与b的本质区别在于____________不同。

(2)图乙所示的基因控制生物性状的方式是________________________。据图推测，蓝色个体的基因型有________种。

(3)2号基因型为________，4 号基因型为________。

(4)3号与2号交配生出7 号时，产生的卵细胞基因型为________。

(5)5号为纯合子的概率为________；若5号与6号交配，后代8号为白色羽毛的概率为________。

7．有一果蝇品系，其一种突变体的X染色体上存在ClB区段(用XClB表示)。B基因表现显性棒眼性状；l基因的纯合子在胚胎期死亡(XClBXClB与XClBY不能存活)；ClB存在时，X染色体间非姐妹染色单体不发生交换；正常果蝇X染色体无ClB区段(用 X＋表示)。果蝇的长翅(Vg)对残翅(vg)为显性，基因位于常染色体上。请回答下列问题：

图1

(1)图1是果蝇杂交实验示意图。图中F1长翅与残翅个体的比例为________，棒眼与正常眼的比例为________。如果用F1正常眼长翅的雌果蝇与F1正常眼残翅的雄果蝇杂交，预期产生正常眼残翅果蝇的概率是________；用 F1 棒眼长翅的雌果蝇与 F1 正常眼长翅的雄果蝇杂交，预期产生棒眼残翅果蝇的概率是________。

图2

第7题图

(2)图2是研究X射线对正常眼果蝇X染色体诱变示意图。为了鉴定X染色体上正常眼基因是否发生隐性突变，需用正常眼雄果蝇与F1中________果蝇杂交，X 染色体的诱变类型能在其杂交后代________果蝇中直接显现出来，且能计算出隐性突变频率，合理的解释是____________________________________________________________；如果用正常眼雄果蝇与F1中________果蝇杂交，不能准确计算出隐性突变频率，合理的解释是________________________________________。