资源简介

第23讲　基因在染色体上、伴性遗传
【课标要求】
概述性染色体上的基因传递和性别相关联。
考点一　基因在染色体上
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.萨顿的假说:
2.基因位于染色体上的实验证据——摩尔根果蝇杂交实验(假说—演绎法):
(1)观察现象,提出问题
摩尔根提出的问题:为什么白眼性状的表现总是与性别相关联
(2)提出假说,解释现象
假说1 控制眼色的基因仅位于X染色体上,Y染色体上没有对应的等位基因
实验一图 解(杂交)
假说2 控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段
实验二 图解 (杂交)
疑惑:上述两种假说都能够解释实验现象。
(3)演绎推理
为了验证假说,摩尔根设计了多个新的实验,其中有一组实验最为关键,即白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇交配,最后假说1得到了证实。
实验的遗传图解如表所示:
假说 假说1 假说2
图解
(4)实验验证,得出结论:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上。
3.基因与染色体的关系:
(1)数量关系:一条染色体上有多个基因。
(2)位置关系:基因在染色体上呈线性排列。
【多维赋能】
1.(必修2 P30 相关信息)果蝇作为研究遗传学实验材料的优点:
①个体小,容易饲养。
②繁殖速度快,在室温下10多天就繁殖一代。
③后代数量大,一只雌果蝇一生能产生几百个后代。
④有明显的相对性状,便于观察和统计。
⑤染色体数目少(4对),便于观察。
2.(必修2 P32 拓展应用T1)用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交,通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别;用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交,通过眼睛颜色却不能直接判断子代果蝇的性别,原因是红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw两种,白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交,则子一代无论雌雄,全部为红眼;如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交,那么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼,也有白眼,因此无法通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
3.(必修2 P32 拓展应用T2)生物如果丢失或增加一条或若干条染色体就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界,有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的,如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物的体细胞中染色体数目虽然减少一半,但它们仍能正常生活,请解释这一现象:这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半,但仍具有一整套染色体组,携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
【自测强化】
1.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明“基因和染色体的行为存在平行关系”。(√)
2.摩尔根在实验室培养的红眼果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因重组。(必修2 P30正文)(×)
分析:摩尔根在实验室培养的红眼果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因突变而不是基因重组。
3.摩尔根针对果蝇杂交实验提出的假说是控制果蝇眼色的基因位于X和Y染色体上。(×)
分析:摩尔根针对果蝇杂交实验提出的假说是控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,Y染色体上没有对应的等位基因。
4.摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上且呈线性排列。(×)
分析:摩尔根证明了基因在染色体上且呈线性排列,但是不是用果蝇杂交实验证明的。
5.染色体是基因的载体,染色体是由基因组成的。(必修2 P32 概念检测)(×)
分析:染色体是基因的载体,但是染色体并不是由基因组成的,染色体主要是由DNA和蛋白质组成的。
【精研强思维】
【思维探究】
1.摩尔根利用发现的一只白眼雄果蝇和野生型红眼雌果蝇杂交,得F1,F1互交得F2,做了两代杂交实验。探究:
(1)(科学思维)若假设控制白眼的基因在Y染色体上,这一假设成立吗 为什么
提示:不成立。假设控制白眼的基因在Y染色体上,则白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼,与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符。
(2)(科学思维)由果蝇的杂交实验结果,能说明控制眼色的基因只位于X染色体上吗 解释原因。
提示:不能。如果控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体上,纯合红眼雌果蝇和纯合白眼雄果蝇杂交,F2中红眼∶白眼=3∶1,也符合果蝇的杂交实验结果。
(3)(科学探究)你能运用摩尔根的果蝇杂交实验的知识设计一个实验,来验证他们的解释吗
提示:可用F1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验,如果后代中出现红眼雌果蝇、白眼雌果蝇、红眼雄果蝇和白眼雄果蝇这4种类型,且数量各占1/4,再选用其中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配,如果子代中雌果蝇都是红眼,雄果蝇都是白眼,则可以证明他们的解释是正确的。
2.果蝇的直毛与分叉毛为一对相对性状(相关基因用F和f表示)。现有两只亲代果蝇杂交,F1的表型与比例如图所示。则:
(1)(科学思维)控制直毛与分叉毛的基因在染色体上的分布如何 你判断的主要依据是什么
提示:仅位于X染色体上,判断依据是杂交子代中,雄性个体中直毛∶分叉毛是1∶1,雌性个体中都是直毛,没有分叉毛。
(2)两个亲本的基因型是什么
提示:XFXf、XFY
【思维建构】
判断基因位于常染色体还是X染色体上
1.杂交实验法:
(1)性状显隐性已知。
(2)性状显隐性未知。
【名师点睛】
此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中,若正反交结果不同,且子代只表现母本的性状,则控制该性状的基因位于细胞质中。
2.数据信息分析法:
(1)可依据子代性别、性状的数量比分析确认基因的位置。
现象 结果
若后代中两种表型在雌雄个体中的比例一致 说明遗传与性别无关,可确定基因在常染色体上
若后代中两种表型在雌雄个体中的比例不一致 说明遗传与性别有关,可确定基因在性染色体上
(2)依据调查所得数据进行推断。
【精练提素养】
1.(2024·北京卷)摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱,示意图如图,相关叙述正确的是(　　)
A.所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B.所示基因在Y染色体上都有对应的基因
C.所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D.四个与眼色表型相关的基因互为等位基因
【解析】选A。本题考查孟德尔遗传定律与伴性遗传。题图为X染色体上一些基因的示意图,性染色体上基因控制的性状总是与性别相关联,图中所示基因控制的性状均表现为伴性遗传,A正确;X染色体和Y染色体存在非同源区段,所以图中所示基因在Y染色体上不一定有对应的基因,B错误;在性染色体上的基因(位于细胞核内)遵循孟德尔定律,因此,题图所示基因在遗传时遵循孟德尔定律,C错误;等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上,控制相对性状的基因,图中四个与眼色表型相关的基因位于同一条染色体上,不互为等位基因,D错误。
2. 【不定项】果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但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。某同学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。下列说法正确的是(　　)
A.若基因位于常染色体上,无法确定显隐性
B.若基因只位于X染色体上,则灰体为显性
C.若黄体为显性,基因一定只位于常染色体上
D.若灰体为显性,基因一定只位于X染色体上
【解析】选A、B、C。若基因位于常染色体上,根据题干信息,亲本是灰体雌蝇和黄体雄蝇,子代雌蝇中灰体∶黄体=1∶1,雄蝇中灰体∶黄体=1∶1,无论灰体和黄体谁是显性性状,均可以出现此结果,无法判断显隐性,A正确。若基因只位于X染色体上且灰体为显性,子代雄蝇中灰体∶黄体=1∶1,(设显隐性基因分别用B、b表示,下同)则亲本灰体雌蝇基因型为XBXb,黄体雄蝇基因型为XbY,两者杂交后代♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1,B正确。黄体为显性,若基因位于X染色体上,则亲本基因型为XbXb、XBY,则后代雄蝇均为灰体,雌蝇均为黄体;若基因位于常染色体上,则亲本基因型为bb、Bb,则后代可以出现♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1。所以若黄体为显性,则基因一定只位于常染色体上,C正确。灰体为显性,若位于X染色体上,则亲本灰体雌蝇基因型为XBXb,黄体雄蝇基因型为XbY,两者杂交后代♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1;若基因位于常染色体上,则亲本基因型为Bb、bb,杂交后代可以出现♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1。所以若灰体为显性,基因无论位于X染色体上还是常染色体上均符合题意,D错误。
【加固训练】
(2022·江苏卷)摩尔根和他的学生用果蝇实验证明了基因在染色体上。下列相关叙述与事实不符的是(　　)
A.白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性
B.F1互交后代中雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,推测红、白眼基因在X染色体上
C.F1雌蝇与白眼雄蝇回交,后代雌雄个体中红、白眼都各半,结果符合预期
D.白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,显微观察证明为基因突变所致
【解析】选D。本题考查伴性遗传和基因突变等知识。假设相关基因用A、a表示,白眼雄蝇(XaY)与红眼雌蝇(XAXA)杂交,F1全部为红眼果蝇(XAXa、XAY),雌雄比例为1∶1,推测白眼对红眼为隐性,A正确;F1中红眼果蝇相互交配,F2出现性状分离,雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,雌雄表型不同,推测红、白眼基因在X染色体上,B正确;F1中雌蝇(XAXa)与白眼雄蝇(XaY)回交,后代出现四种基因型,XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,白眼果蝇中雌雄比例为1∶1,后代雌雄个体中红、白眼都各半,结果符合预期,C正确;白眼雌蝇(XaXa)与红眼雄蝇(XAY)杂交,后代雄蝇(XaY)全为白眼,雌蝇全为红眼(XAXa),若后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,可能是基因突变所致,但不能用显微观察证明,D错误。
考点二　伴性遗传
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.伴性遗传的概念:
由位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联。
2.性染色体类型与性别决定的区别:
性染色体 类型 XY型性别决定 ZW型性别决定
雄性的染色 体组成 常染色体+XY 常染色体+ZZ
雌性的染色 体组成 常染色体+XX 常染色体+ZW
雄配子的染 色体组成 (常染色体+X)∶ (常染色体+Y)= 1∶1 常染色体+Z
雌配子的染 色体组成 常染色体+X (常染色体+Z)∶ (常染色体+W)= 1∶1
【名师点睛】
关于性别决定的3点提醒
(1)不是所有生物都有性染色体,由性染色体决定性别的生物才有性染色体。雌雄同株的植物(如水稻等)无性染色体。
(2)有些生物由环境因子决定性别如一些龟鳖类和鳄鱼的性别是由环境温度决定的。
(3)有些生物由X染色体的个数决定性别,蝗虫、蟋蟀等直翅目昆虫和蟑螂等少数动物,性染色体组成为XX时为雌性,性染色体组成为XO(缺失一条X染色体)时为雄性。
3.伴性遗传的类型、特点、实例:
(1)伴X染色体隐性遗传——红绿色盲
(2)伴X染色体显性遗传——抗维生素D佝偻病
(3)伴Y染色体遗传——外耳道多毛症
4.伴性遗传的应用:
(1)推测后代发病率,指导优生优育。
(2)根据性状推断后代性别,指导生产实践。
【多维赋能】
1.(必修2 P34 相关信息)红绿色盲是一种常见的遗传病,而男性多于女性的原因是:控制色盲的基因位于X染色体上,男性有一条X染色体,女性有两条X染色体,男性出现一个隐性基因就会患病,而女性出现两个隐性基因才会患病。
2.(必修2 P40非选择题T3延伸)母鸡性反转成公鸡后和母鸡交配,后代性别及比例:ZW×ZW→ZZ∶ZW∶WW=1∶2∶1。WW不能存活,后代公鸡∶母鸡=1∶2。
【自测强化】
1.性状的遗传表现出与性别相关联的遗传方式是伴性遗传。(必修2 P34)(×)
分析:只由性染色体上的基因控制的性状遗传才是伴性遗传,常染色体上的基因控制的性状有时也与性别相关联,如从性遗传。
2.女性的某一条X染色体来自父方的概率是1/2,男性的X染色体来自母方的概率是1。(√)
3.抗维生素D佝偻病女患者的父亲和母亲可以都正常。(必修2 P37)(×)
分析:抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,女患者的父亲和母亲至少有一个患该病。
4.红绿色盲男性的色盲基因只能来自母亲,将来也只能传给儿子。(×)
分析:红绿色盲男性的色盲基因只能来自母亲,将来只能传给女儿,不能传给儿子。
5.抗维生素D佝偻病男性患者的母亲和女儿都是患者。(必修2 P37)(√)
【精练提素养】
1. 【不定项】 (2026·佳木斯模拟)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
C.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
D.若某病是由位于非同源区段(Ⅰ)上的隐性基因控制的,则女性患者的儿子不一定患病
【解析】选B、D。区段(Ⅲ)是Y染色体特有的区域,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,A正确;区段(Ⅰ)位于X染色体上,Y染色体上无对应区段,若该区段的疾病是由显性基因控制的,男患者的致病基因总是传递给女儿,则女儿一定患病,但是儿子不一定患病,B错误;由题图可知,区段(Ⅱ)是X、Y染色体的同源区段,因此只有在该部位才存在等位基因,C正确;若某病是由位于区段(Ⅰ)上的隐性致病基因控制的,即为伴X染色体隐性遗传病,则女性患者的儿子一定患病,D错误。
2. 【不定项】(2024·黑吉辽卷)位于同源染色体上的短串联重复序列(STR)具有丰富的多态性。跟踪STR的亲本来源可用于亲缘关系鉴定。分析如图家系中常染色体上的STR(D18S51)和X染色体上的STR(DXS10134,Y染色体上没有)的传递,不考虑突变,下列叙述正确的是(　　)
A.Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/2
B.Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为3/4
C.Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/4
D.Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为0
【解析】选A、B、D。将STR(D18S51)定义为D,STR(DXS10134,Y染色体上没有)定义为S,由于STR具有丰富的多态性,因此,家系中Ⅰ代中部分个体的基因型如下表:
Ⅰ-1 Ⅰ-2
D1D2 D3D4
XS1XS2 XS3Y
Ⅱ-1与Ⅱ-2可能的基因型都有4种:D1D3、D1D4、D2D3、D2D4。Ⅱ-1和Ⅱ-2为D1D3、D1D4、D2D3、D2D4的概率均为1/4,当Ⅱ-1为D1D3时,Ⅱ-2基因型有4种:D1D3、D1D4、D2D3、D2D4。①当Ⅱ-1和Ⅱ-2都为D1D3时,Ⅲ-1肯定能得到和Ⅱ-1同样的D,即Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/4×1/4=1/16;②当Ⅱ-1为D1D3,Ⅱ-2为D1D4(或D2D3)时,Ⅱ-2和Ⅱ-1中相同的D有1/2的概率传递给Ⅲ-1,即Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/4×1/4×1/2=1/32;③当Ⅱ-1为D1D3,Ⅱ-2为D2D4时,因Ⅱ-2中没有和Ⅱ-1相同的D基因,所以Ⅲ-1不会有和Ⅱ-1相同的D基因,即Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为0。综上所述,当Ⅱ-1为D1D3时,Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/16+2×1/32+0=1/8。当Ⅱ-1为D1D4、D2D3、D2D4时与为D1D3时相等,所以,Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/8×4=1/2,A正确。由于伴性遗传特点,Ⅱ-1与Ⅱ-2都会得到来自Ⅰ-2的XS3,仅对于S基因而言,①Ⅱ-1与Ⅱ-2基因型相同的概率为1/2,若Ⅱ-1与Ⅱ-2基因型相同,则Ⅲ-1肯定能获得和Ⅱ-1相同的XS基因,即Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为1/2。②Ⅱ-1与Ⅱ-2基因型不相同(即其中一个为XS1XS3,另一个为XS2XS3)的概率为1/2,此种情况下,Ⅲ-1能得到Ⅱ-2和Ⅱ-1中相同XS基因的概率为1/2,Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为1/2×1/2=1/4。综上所述,Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为1/2+1/4=3/4,B正确。因为D18S51位于常染色体上,所以Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率与Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率相同,均为1/2,C错误。因DXS10134位于X染色体的非同源区段,根据伴性遗传特点,Ⅲ-1的XS基因来自Ⅰ-1或Ⅰ-2,Ⅱ-4的XS基因来自Ⅰ-3和Ⅰ-4,因此Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为0,D正确。
3.(2023·北京卷)纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交,结果如图。F2中每种表型都有雌雄个体。根据杂交结果,下列推测错误的是(　　)
P　　　白眼长翅(♀)　×　红眼残翅(♂)
　　　↓
F1　　　红眼长翅(♀)　　　白眼长翅(♂)
　　　　　　　　 ↓　　F1雌雄交配
F2　白眼长翅　白眼残翅　红眼长翅　红眼残翅
　　　3　　∶　　1　　∶　　3　　∶　　1
A.控制两对相对性状的基因都位于X染色体上
B.F1雌果蝇只有一种基因型
C.F2白眼残翅果蝇间交配,子代表型不变
D.上述杂交结果符合自由组合定律
【解析】选A。本题主要考查伴性遗传和自由组合定律的应用。白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,产生的F1中白眼均为雄果蝇,红眼均为雌果蝇,说明性状表现与性别有关,则控制眼色的基因位于X染色体上,同时说明红眼对白眼为显性;长翅雌果蝇与残翅雄果蝇杂交,F1无论雌雄均表现为长翅,说明长翅对残翅为显性,F2中无论雌雄均表现为长翅∶残翅=3∶1,说明控制果蝇翅形的基因位于常染色体上,题述杂交结果符合自由组合定律,A错误、D正确。若控制长翅和残翅的基因用A/a表示,控制眼色的基因用B/b表示,则亲本的基因型可表示为AAXbXb、aaXBY,二者杂交产生的F1中,雌果蝇基因型为AaXBXb,雄果蝇基因型为AaXbY,B正确。F2白眼残翅果蝇的基因型为aaXbXb、aaXbY,这些雌雄果蝇交配,子代均为残翅白眼,即子代表型不变,C正确。
【方法规律】判断基因位置常用的方法
(1)子代中雌雄性状分离比不同,该基因最可能位于性染色体上。
(2)子代中雌雄性状分离比相同,该基因最可能位于常染色体上。
【体验高考真题溯源】
1.(2024·湖北卷)→(必修2 P38概念检测T2)某种由单基因控制的常染色体显性遗传病(S病)患者表现为行走不稳、眼球震颤,多在成年发病。甲、乙两人均出现这些症状。遗传咨询发现,甲的家系不符合S病遗传系谱图的特征,而乙的家系符合。经检查确诊,甲不是S病患者,而乙是。回答下列问题:
(1)遗传咨询中医生初步判断甲可能不是S病患者,而乙可能是该病患者,主要依据是________(填序号)。
①血型　　②家族病史　　③B超检测结果
【解析】(1)S病为常染色体显性遗传病,不能通过血型进行检测,①错误;S病为常染色体显性遗传病,其家族患者多,多代连续得病,可通过遗传咨询进行初步诊断,②正确;B超不能用于检测单基因遗传病,③错误。
(2)系谱图分析是遗传疾病诊断和优生的重要依据。下列单基因遗传病系谱图中,一定不属于S病的是______(填序号),判断理由是________________________
____________________________________________________________________;一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是______(填序号)。
【解析】(2)①Ⅱ-2、Ⅱ-3患该病,Ⅲ-1不患该病,说明该病为显性遗传病,Ⅱ-2的母亲Ⅰ-2不患该病,说明该病为常染色体显性遗传病;②Ⅰ-1、Ⅰ-2患该病,Ⅱ-1不患该病,说明该病为常染色体显性遗传病;③Ⅰ-1、Ⅰ-2不患该病,Ⅱ-3患该病,说明该病为隐性遗传病,一定不属于S病;④Ⅱ-2的女儿Ⅲ-1不患该病,排除伴X染色体显性遗传病,但无法判断其是否为常染色体显性遗传病。故一定不属于S病的是③;一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是①②。
(3)提取患者乙及其亲属的DNA,对该病相关基因进行检测,电泳结果如图(1是乙,2、3、4均为乙的亲属)。根据该电泳图________(填“能”或“不能”)确定2号和4号个体携带了致病基因,理由是________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】(3)由题意可知,未设置正常人基因条带作对照,无法确定致病基因对应的电泳条带位置。
(4)《“健康中国2030”规划纲要》指出,孕前干预是出生缺陷防治体系的重要环节。单基因控制的常染色体显性遗传病患者也有可能产生不含致病基因的健康配子,再通过基因诊断和试管婴儿等技术,生育健康小孩。该类型疾病女性患者有可能产生不含致病基因的卵细胞,请从减数分裂的角度分析,其原因是____________________________________________________________________________________________________。
【解析】(4)该类型疾病女性患者属于杂合子,她的致病基因和正常基因随减数第一次分裂同源染色体的分离而分开,从而可以产生不含致病基因的卵细胞。
【教考融通】
本题中的(2)判断常染色体显性遗传的系谱图与教材第2题的判断方法相同,只要明确不同遗传方式的特点,就能根据系谱图解决具体问题。
答案:(1)②　(2)③　系谱图③中Ⅰ-1、Ⅰ-2不患该病,Ⅱ-3患该病,说明该病为隐性遗传病,一定不属于S病　①②
(3)不能　未设置正常人基因条带作对照,无法确定致病基因对应的电泳条带位置
(4)该类型疾病女性患者属于杂合子,她的致病基因和正常基因随减数第一次分裂同源染色体的分离而分开,从而可以产生不含致病基因的卵细胞
【深研教材预测高考】
2.(必修2 P35 “思考·讨论”【改编】)下图是一种单基因(相关基因用A、a表示)遗传病的系谱图,(图中深颜色表示患者)。不考虑染色体互换,据图回答问题。
(1)从系谱图分析,可以排除的遗传方式是__________________________。
【解析】(1)系谱图中有女患者,所以不可能是伴Y染色体遗传;Ⅱ5正常,所以不可能是伴X染色体显性遗传;Ⅲ7患病,所以不可能是伴X染色体隐性遗传。
(2)针对该遗传病,图示中的患病个体与正常个体近亲结婚后代患病概率________(填“一定”“不一定”或“一定不”)比与其他家族的正常个体婚配高,原因是______________。
【解析】(2)近亲结婚会提高后代患隐性遗传病的概率,对于显性遗传病来说,近亲结婚不一定会提高后代的患病率。
(3)科研人员对该家系成员相关的两个基因进行了PCR扩增,部分成员扩增产物凝胶电泳图如下。
不考虑XY同源区段遗传,从电泳图谱判断该遗传病的遗传方式为________________,其中________(填“条带1”或“条带2”)代表致病基因。
【解析】(3)Ⅲ5和Ⅲ6只有条带2,且表型正常,说明条带2代表正常基因,则条带1代表致病基因且为显性。由于Ⅲ4作为男性含有成对的基因,说明该基因位于常染色体上。
(4)若考虑XY染色体同源区段,该遗传病________(填“有可能”或“不可能”)属于XY染色体同源区段遗传,原因是___________。
【解析】(4)如果该遗传病为XY染色体同源区段显性遗传,则Ⅰ1基因型有三种可能:XAYA、XAYa、XaYA。若为第一种,则后代均患病,若为后两种,则后代只有女孩患病或只有男孩患病,结果均不符合,因此不可能是XY染色体同源区段显性遗传。
答案:(1)伴Y、伴X染色体显性、伴X染色体隐性遗传
(2)不一定　只有遗传病为隐性时,近亲结婚才会提高患病率,而系谱图所代表的遗传病可能为显性遗传病
(3)常染色体显性遗传　条带1
(4)不可能　根据电泳条带可知,该病为显性。若为XY染色体同源区段显性,Ⅰ1基因型有三种可能:XAYA、XAYa、XaYA。若为第一种,则后代均患病,若为后两种,则后代只有女孩患病或只有男孩患病,结果均不符合,因此不可能是XY染色体同源区段显性遗传(共31张PPT)
核心素养测评
第四单元　第23讲　基因在染色体上、伴性遗传
(20分钟　29分)
【基础过关练】
1.(2分)下列研究成果能证明基因在染色体上呈线性排列的是 (　　)
A.摩尔根发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法
B.摩尔根研究发现控制果蝇眼色的基因位于X染色体上
C.萨顿发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
D.研究发现细胞进行染色体复制时伴随着基因的复制
√
【解析】选A。摩尔根发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法,从而证明基因在染色体上呈线性排列,A符合题意;摩尔根运用假说—演绎法,研究发现控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,而Y染色体上没有其等位基因,证明了基因在染色体上,但是该实验不能证明基因在染色体上呈线性排列,B不符合题意;萨顿通过类比推理法,发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,提出了基因在染色体上的假说,C不符合题意;细胞进行染色体复制时伴随着基因的复制,说明基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,D不符合题意。
2.(2分)某种动物的毛色有黑色和棕色,由常染色体上的基因A、a控制,且黑
色对棕色为显性。基因B、b只位于X染色体上,当基因B存在时会抑制黑色
和棕色色素的形成,导致毛色变成白色,基因b无此作用。下列有关叙述错误
的是 (　　)
A.该动物种群中黑色雌性个体的基因型有4种
B.该动物种群中白色雌性个体的基因型有6种
C.控制该动物毛色的两对基因遵循自由组合定律
D.黑色雌雄个体相互交配后代不会出现白色个体
√
【解析】选A。由题意可知,黑色雌性个体的基因型为A_XbXb,故该动物种群中黑色雌性个体的基因型有2种,即AAXbXb、AaXbXb,A错误;只要该动物含有B基因,毛色就为白色,白色雌性个体的基因型为_ _XBX-,故该动物种群中白色雌性个体的基因型有6种,即AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb、aaXBXB、aaXBXb,B正确;已知A、a位于常染色体上,B、b只位于X染色体上,故控制该动物毛色的两对基因遵循自由组合定律,C正确;黑色雌雄个体均不含B基因,二者相互交配后代不会出现白色个体,D正确。
3.(2分)野生型果蝇存在以下隐性突变的类型,相关基因及位置关系如图。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.摩尔根等人测出了果蝇的上述基因在染色体上的具体位置
B.上图中两条染色体上的所示基因均属于非等位基因
C.在减数分裂Ⅱ后期,上述基因不会位于细胞的同一极
D.白眼雄蝇与野生型杂交,可根据F1表型验证基因位于染色体上的假说
√
【解析】选B。摩尔根等人测出了果蝇的题述基因在染色体上的相对位置,A错误;图示的两条染色体为非同源染色体,这两条染色体上的基因为非等位基因,B正确;减数分裂Ⅱ后期细胞中的染色体是同源染色体分离、非同源染色体自由组合的结果,而图中的基因是非同源染色体上的非等位基因,因此可能移向同一极,C错误;白眼雄蝇与野生型杂交,F1雌雄均为红眼,无法验证基因位于染色体上的假说,D错误。
4.(2分)甲为人类性染色体的扫描电镜图,乙为人类性染色体的模式图。结合
两图分析,下列说法正确的是 (　　)
A.位于性染色体上的基因的遗传总与性别
相关联
B.XY型性别决定的生物,Y染色体总是比X
染色体短小
C.位于Ⅱ同源区中的基因在遗传时,后代男女性状表现均一致
D.正常情况下,位于Ⅰ、Ⅲ非同源区中的基因,在体细胞中可能有其等位基因
√
【解析】选A。性染色体上的基因在传递时,子代性别会影响基因的组合方式和显隐表现(如X隐性性状在男性中更易显现),可见基因位于性染色体上,在遗传时必然和性别相关联,A正确;XY型性别决定的生物,有些生物(如果蝇)X染色体比Y染色体短小,B错误;位于Ⅱ同源区的基因在遗传时,后代男女性状表现并不总是一致,如亲本基因型为XaXa与XaYA,后代女性表现为隐性性状,男性表现为显性性状,C错误;正常情况下,位于Ⅰ非同源区中的基因,在女性的体细胞中可能有其等位基因,而Y染色体只存在于男性中且只有一条,故在Y染色体的Ⅲ非同源区中的基因,在男性体细胞中不可能有其等位基因,D错误。
5.(2分)(2022·北京卷)控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上。白眼雌
蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,但偶尔出现极少数例外
子代。子代的性染色体组成如图。下列判断错误的是 (　　)
A.果蝇红眼对白眼为显性
B.亲代白眼雌蝇产生2种类型的配子
C.具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性
D.例外子代的出现源于母本减数分裂异常
√
【解析】选B。本题综合考查减数分裂和染色体数目变异的知识。白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,相关基因位于X染色体上,说明果蝇红眼对白眼为显性,A正确;亲代白眼雌蝇正常情况下产生1种类型的配子,设为Xb;根据杂交实验结果,还可以产生白眼雌蝇和红眼雄蝇,基因型分别为XbXbY和XBO,故亲代白眼雌蝇还产生了XbXb和O配子,共3种类型,B错误;具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性,例如XXY,C正确;根据B选项分析可知,例外子代的出现源于母本减数分裂异常,产生了异常配子,D正确。
【加固训练】
1.(2023·广东卷)鸡的卷羽(F)对片羽(f)为不完全显性,位于常染色体上,Ff表现为半卷
羽;体型正常(D)对矮小(d)为显性,位于Z染色体上。卷羽鸡适应高温环境,矮小鸡饲料
利用率高。为培育耐热节粮型种鸡以实现规模化生产,研究人员拟通过杂交将d基因
引入广东特色肉鸡“粤西卷羽鸡”,育种过程见图。下列分析错误的是 (　　)
A.正交和反交获得F1个体表型和亲本不一样
B.分别从F1群体Ⅰ和Ⅱ中选择亲本可以避免近交衰退
C.为缩短育种时间应从F1群体Ⅰ中选择父本进行杂交
D.F2中可获得目的性状能够稳定遗传的种鸡
√
【解析】选C。由于控制体型的基因位于Z染色体上,性状与性别相关联,属于伴性遗传。用♀卷羽正常(FFZDW)与♂片羽矮小(ffZdZd)杂交,F1是♂FfZDZd和♀FfZdW,都是半卷羽;用♀片羽矮小(ffZdW)与♂卷羽正常(FFZDZD)杂交,F1是♂FfZDZd和♀FfZDW,也都是半卷羽。正交和反交获得的F1表型都与亲本不同,A正确。F1群体Ⅰ和Ⅱ杂交不是近亲繁殖,可以避免近交衰退,B正确。为缩短育种时间,应从F1群体Ⅰ中选择母本(基因型为FfZdW),从F1群体Ⅱ中选择父本(基因型为FfZDZd),可以快速获得基因型为FFZdW和FFZdZd的个体,即在F2中可获得目的性状能够稳定遗传的种鸡,C错误、D正确。
2.染色体缺失的部分若包含某些显性基因,同源染色体上与缺失相对位置上的隐性等
位基因就得以体现,此现象称为假显性。果蝇控制红白眼的基因位于X染色体,某果
蝇种群一只纯合正常翅红眼雌蝇偶然突变成一只缺刻翅红眼雌蝇,将此果蝇与正常
翅白眼雄蝇杂交,F1中缺刻翅白眼雌蝇∶正常翅红眼雌蝇∶正常翅红眼雄蝇=1∶1∶1。
下列叙述错误的是 (　　)
A.果蝇缺刻翅由X染色体缺失片段引起,此缺失片段中包含控制果蝇红眼的基因
B.由上述F1性别比例可知,雌雄果蝇含一条缺失片段的X染色体均不能存活
C.F1中出现白眼雌蝇,是一条X染色体缺失让白眼隐性基因得以体现的假显性
D.若上述F1果蝇随机交配,理论上F2中红眼∶白眼=5∶2,缺刻翅∶正常翅=1∶6
√
【解析】选B。由题干可知,一只纯合的正常翅红眼雌蝇突变为缺刻翅红眼雌蝇,而这只缺刻翅红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交得到了白眼的雌蝇,控制眼色的基因位于X染色体上,假设与果蝇红白眼有关的基因用A、a表示,则要得到白眼雌蝇,亲本只能是XAX-和XaY,可以判断缺刻翅是由X染色体缺失片段引起的,并且该缺失片段中包括A基因,也就是包含红眼基因,A正确。亲本XAX-中染色体片段缺失导致缺刻翅,但是F1中出现的白眼雌蝇就包含这个X-,所以含一条片段缺失的X染色体的雌蝇可以存活,B错误。F1出现的白眼雌
蝇是一条XA染色体缺失了含A的染色体片段,让白眼基因显现的假显性,
属于染色体结构变异,C正确。F1中雌蝇是XaX-和XAXa,产生的配子是
XA∶X-∶Xa=1∶1∶2,雄蝇是XAY,X-Y不能存活,所以白眼占2/7,
即红眼∶白眼=5∶2。缺刻翅只能是含有X-(缺失片段)的雌蝇XAX-,
所以占比=1/4×1/2=1/8,因为X-Y致死,所以是1/7,即缺刻翅∶正常翅=1∶6,
D正确。
【思维进阶练】
6.(3分) 【不定项】(2026·滨州模拟)果蝇的体色和眼型分别受等位基因A/a、
B/b控制,研究人员选择一对灰身圆眼雌、雄果蝇杂交,结果如表。下列分
析正确的是 (　　)
F1 灰身圆眼 灰身棒眼 黑身圆眼 黑身棒眼
雄果蝇(只) 301 102 102 98
雌果蝇(只) 599 0 198 0
A.基因A/a位于常染色体上,基因B/b位于X染色体上
B.灰身和圆眼均为显性性状,亲本基因型为AaXBXb、AaXBY
C.F1中雌、雄果蝇数量不等,可能是特定实验条件下AaXBY个体不能存活
D.同样实验条件下,F1灰身棒眼雄果蝇与黑身圆眼雌果蝇自由交配,F2雄果蝇只有1种表型
√
√
√
【解析】选A、B、D。亲本为灰身圆眼的雌雄果蝇杂交,子代出现黑身,说
明黑身为隐性性状,且黑身在雌雄果蝇中都有,说明A/a基因位于常染色体上,
亲本基因型均为Aa,眼型中子代出现棒眼,说明棒眼为隐性性状,且棒眼仅出
现在雄果蝇上,说明B/b基因位于X染色体上,亲本基因型为XBXb×XBY,综上
所述,亲本基因型为AaXBXb、AaXBY,A、B正确;亲本AaXBXb和AaXBY杂
交,F1雄果蝇的基因型(表型)及比例理论上为1AAXBY(灰身圆
眼)∶2AaXBY(灰身圆眼)∶1AAXbY(灰身棒眼)∶2AaXbY(灰身棒
眼)∶1aaXBY(黑身圆眼)∶1aaXbY(黑身棒眼),而表中F1雄果蝇的表型及比例
为3灰身圆眼∶1灰身棒眼∶1黑身圆眼∶1黑身棒眼,故雄果蝇中致死基因型为AaXbY,C错误;F1灰身棒眼雄果蝇AAXbY与黑身圆眼雌果蝇aaXBX-杂交,F2雄果蝇的基因型为AaXBY、AaXbY,但AaXbY致死,因此F2雄果蝇的表型只有1种,D正确。
7.(3分) 【不定项】(2026·哈尔滨模拟)果蝇中性染色体异常个体XXX、YO、
YY、XYY致死,XXY为雌果蝇、XO为雄果蝇,且都能正常存活。XXY产生
的配子随机含有一条或两条性染色体,XO能够正常产生配子,所有配子育性
均正常。一只染色体组成为XXY的果蝇与一只染色体组成为XO的果蝇杂
交产生F1。不考虑其他突变,下列相关叙述正确的是 (　　)
A.F1中雌果蝇不可能携带Y染色体
B.F1中雌果蝇与雄果蝇的比例为1∶1
C.F1存活个体中性染色体组成异常的类型共有6种
D.F1中的致死个体的比例为1/12
√
【解析】选B。一只染色体组成为XXY的果蝇与一只染色体组成为XO的果蝇杂交产生F1,由于XXY果蝇产生的雌配子为X∶XY∶XX∶Y=2∶2∶1∶1,XO雄果蝇产生的雄配子为X∶O=1∶1,F1中基因型有2XX(雌果蝇,存活)、2XXY(雌果蝇,存活)、1XXX(致死)、1XY(雄果蝇,存活)、2XO(雄果蝇,存活)、2XYO(雄果蝇,存活)、1XXO(雌果蝇,存活)、1YO(致死),故F1中雌果蝇的基因型为XXY、XX、XXO,可能携带Y染色体,A错误;F1中雌果蝇(2XX、2XXY、1XXO)与雄果蝇(1XY、2XO、2XYO)的比例为1∶1,B正确; F1中存活个体有XX、XXY、XY、XO、XYO、XXO,其中性染色体组成异常的类型有XXY、XO、XYO、XXO共4种,C错误;F1中的致死个体的基因型为1XXX、1YO,所占的比例为2/12=1/6,D错误。
【加固训练】
小鼠Y染色体上的S基因决定雄性性别的发生,在X染色体上无等位基因,带有S基
因的染色体片段可转接到X染色体上。已知配子形成不受S基因的位置和数量的
影响,染色体能正常联会、分离,产生的配子均具有受精能力;含S基因的受精卵均
发育为雄性,不含S基因的均发育为雌性,但含有两个Y染色体的受精卵不发育。一
个基因型为XYS的受精卵中的S基因丢失,由该受精卵发育成能产生可育雌配子的
小鼠。若该小鼠与一只体细胞中含两条性染色体但基因型未知的雄鼠杂交得
F1,F1小鼠雌雄间随机杂交得F2,则F2小鼠中雌雄比例不可能为 (　　)
A.4∶3　 B.3∶4　 C.8∶3　 D.7∶8
√
【解析】选C。由题意可知,一个基因型为XYS的受精卵中的S基因丢失,由该受精卵发育成能产生可育雌配子的小鼠,其基因型可写成XY;体细胞中含有两条性染色体但基因型未知的雄鼠其基因型可能有XYS、XSY、XSX三种。若雄鼠的基因型为XYS,则XY的雌鼠与之杂交得到的F1的基因型有:XX(雌鼠)、XY(雌鼠)、XYS(雄鼠)、YYS(不发育),比例为1∶1∶1∶1,F1随机杂交,雌配子有:3/4X和1/4Y,雄配子有1/2X、1/2YS,F2的基因型为:3/8XX(雌性)、1/8XY(雌性)、3/8XYS(雄性)、1/8YYS(不发育),因此F2雌雄比例为4∶3,A不符合题意。若雄鼠的基因型为XSY,则XY的雌鼠与之
杂交得到的F1的基因型有:XY(雌鼠)、XSY(雄鼠)、XXS(雄鼠)、YY(不发育),比例为1∶1∶1∶1,F1随机杂交,雌配子有1/2X和1/2Y,雄配子有1/4X、1/2XS、1/4Y,F2的基因型为:1/8XX(雌性)、2/8XY(雌性)、2/8XXS(雄性)、2/8XSY(雄性)、1/8YY(不发育),因此F2雌雄比例为3∶4,B不符合题意。若雄鼠的基因型为XSX,则XY的雌鼠与之杂交得到的F1的基因型有:XX(雌鼠)、XY(雌鼠)、XSY(雄鼠)、XXS(雄鼠),比例为1∶1∶1∶1,F1随机杂交,雌配子有3/4X和1/4Y,雄配子有1/4X、1/2XS、1/4Y,F2的基因型为:3/16XX(雌性)、4/16XY(雌性)、6/16XXS(雄性)、2/16XSY(雄性)、1/16YY(不发育),因此F2雌雄比例为7∶8,D不符合题意。由此可见,C符合题意。
8.(13分)(2023·海南卷)家鸡(2n=78)的性别决定方式为ZW型。慢羽和快羽是
家鸡的一对相对性状,且慢羽(D)对快羽(d)为显性。正常情况下,快羽公鸡与
慢羽母鸡杂交,子一代的公鸡均为慢羽,母鸡均为快羽;子二代的公鸡和母鸡
中,慢羽与快羽的比例均为1∶1。回答下列问题。
(1)(2分)正常情况下,公鸡体细胞中含有______个染色体组,精子中含有
______条W染色体。
【解析】(1)家鸡为二倍体,正常情况下,公鸡体细胞中含有2个染色体组,公
鸡的性染色体组成为ZZ,产生的精子不含有W染色体。
　2　
　0　
(2)(3分)等位基因D/d位于______染色体上,判断依据是_______________
___________________________________________________________。
【解析】(2)根据题干分析,正常情况下,快羽公鸡与慢羽母鸡杂交,子一代的
公鸡均为慢羽,母鸡均为快羽,体现了性别差异,说明控制慢羽和快羽的基因
位于Z染色体上,亲本的基因型是ZdZd、ZDW。
　Z　
　快羽公鸡与慢
羽母鸡杂交,子一代的公鸡均为慢羽,母鸡均为快羽,出现性别差异　
(3)(2分)子二代随机交配得到的子三代中,慢羽公鸡所占的比例是
_________。
【解析】(3)ZdZd与ZDW杂交,子一代为ZDZd、ZdW,子二代为
ZDZd∶ZdZd∶ZDW∶ZdW=1∶1∶1∶1。子二代公鸡产生的配子为1/4ZD、
3/4Zd,母鸡产生的配子为1/4ZD、1/4Zd、1/2W。随机交配,则子三代中慢羽
公鸡(ZDZ-)所占的比例为1/4×1/4+1/4×1/4+3/4×1/4=5/16。
　5/16　
(4)(2分)家鸡羽毛的有色(A)对白色(a)为显性,这对等位基因位于常染色体
上。正常情况下,1只有色快羽公鸡和若干只白色慢羽母鸡杂交,产生的子一
代公鸡存在_________种表型。
【解析】(4)有色快羽公鸡的基因型是AAZdZd或AaZdZd,白色慢羽母鸡的基
因型是aaZDW,当AAZdZd与aaZDW杂交时,产生的公鸡只有1种表型,当
AaZdZd与aaZDW杂交时,产生的公鸡有2种表型。
　1或2　
(5)(4分)母鸡具有发育正常的卵巢和退化的精巢,产蛋后由于某种原因卵巢退化,精巢
重新发育,出现公鸡性征并且产生正常精子。某鸡群中有1只白色慢羽公鸡和若干只
杂合有色快羽母鸡,设计杂交实验探究这只白色慢羽公鸡的基因型。简要写出实验
思路、预期结果及结论(已知WW基因型致死)。
______________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________。
　将这只白色慢羽公鸡与多只杂合有色快羽母鸡进行杂交,观察后代的表型及比
例。若后代公鸡∶母鸡=1∶1,且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽∶白色慢羽=1∶1,
则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZD;若后代公鸡∶母鸡=1∶1,且无论公鸡还是
母鸡都是有色慢羽∶有色快羽∶白色慢羽∶白色快羽=1∶1∶1∶1,则这只白色慢羽
公鸡的基因型是aaZDZd;若后代公鸡∶母鸡=1∶2,公鸡全为慢羽,母鸡慢羽∶快羽
=1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDW　
【解析】(5)母鸡的性染色体组成为ZW,这只白色慢羽公鸡的基因型可能是aaZDZD、aaZDZd或aaZDW,欲判断这只白色慢羽公鸡的基因型,可将其与多只杂合有色快羽母鸡(AaZdW)杂交,观察后代的表型及比例,若后代公鸡∶母鸡=1∶1,且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽∶白色慢羽=1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZD;若后代公鸡∶母鸡=1∶1,且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽∶有色快羽∶白色慢羽∶白色快羽=1∶1∶1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZd;若后代公鸡∶母鸡=1∶2,公鸡全为慢羽,母鸡为慢羽∶快羽=1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDW。(共62张PPT)
第23讲　基因在染色体上、伴性遗传
考点一　基因在染色体上
考点二　伴性遗传
从教材走向高考
【课标要求】
概述性染色体上的基因传递和性别相关联。
考点一　基因在染色体上
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.萨顿的假说:
2.基因位于染色体上的实验证据——摩尔根果蝇杂交实验(假说—演绎法):
(1)观察现象,提出问题
摩尔根提出的问题:______________________________________
为什么白眼性状的表现总是与性别相关联
(2)提出假说,解释现象
假说1 控制眼色的基因仅位于X染色体上,Y染色体上没有对应的等位基因
实验一图 解(杂交)
假说2 控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段
实验二 图解 (杂交)
疑惑:上述两种假说都能够解释实验现象。
(3)演绎推理
为了验证假说,摩尔根设计了多个新的实验,其中有一组实验最为关键,即白
眼雌果蝇与__________________交配,最后假说1得到了证实。
实验的遗传图解如表所示:
假说 假说1 假说2
图解
野生型红眼雄果蝇
(4)实验验证,得出结论:_________________________________________。
3.基因与染色体的关系:
(1)数量关系:一条染色体上有______基因。
(2)位置关系:基因在染色体上呈__________。
【多维赋能】
1.(必修2 P30 相关信息)果蝇作为研究遗传学实验材料的优点:
①__________________
②______________________________________
③____________________________________________
控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上
多个
线性排列
个体小,容易饲养。
繁殖速度快,在室温下10多天就繁殖一代。
后代数量大,一只雌果蝇一生能产生几百个后代。
④__________________________________
⑤____________________________
2.(必修2 P32 拓展应用T1)用白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交,通过眼睛颜色可判断子代果蝇的性别;用白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交,通过眼睛颜色却
不能直接判断子代果蝇的性别,原因是_____________________________
______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________
________________________。
有明显的相对性状,便于观察和统计。
染色体数目少(4对),便于观察。
红眼雌果蝇的基因型有XWXW和
XWXw两种,白眼雄果蝇的基因型为XwY。如果基因型为XWXW的红眼雌
果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交,则子一代无论雌雄,全部为红眼;
如果基因型为XWXw的红眼雌果蝇与基因型为XwY的白眼雄果蝇杂交,那
么子代雌果蝇和子代雄果蝇都是既有红眼,也有白眼,因此无法通过眼睛
颜色判断子代果蝇的性别
3.(必修2 P32 拓展应用T2)生物如果丢失或增加一条或若干条染色体就会出现严重疾病甚至死亡。但是在自然界,有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的,如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物的体细
胞中染色体数目虽然减少一半,但它们仍能正常生活,请解释这一现象:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
__________________。
这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半,但仍具有一整套染色体
组,携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因,共同控制生物的生长、
发育、遗传和变异
【自测强化】
1.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明“基因和染色体的行为存在平行关系”。( )
2.摩尔根在实验室培养的红眼果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因重组。(必修2 P30正文)( )
分析:摩尔根在实验室培养的红眼果蝇中首次发现了白眼性状,该性状来自基因突变而不是基因重组。
√
×
3.摩尔根针对果蝇杂交实验提出的假说是控制果蝇眼色的基因位于X和Y染色体上。( )
分析:摩尔根针对果蝇杂交实验提出的假说是控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,Y染色体上没有对应的等位基因。
4.摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上且呈线性排列。( )
分析:摩尔根证明了基因在染色体上且呈线性排列,但是不是用果蝇杂交实验证明的。
×
×
5.染色体是基因的载体,染色体是由基因组成的。(必修2 P32 概念检测)
( )
分析:染色体是基因的载体,但是染色体并不是由基因组成的,染色体主要是由DNA和蛋白质组成的。
【精研强思维】
【思维探究】
1.摩尔根利用发现的一只白眼雄果蝇和野生型红眼雌果蝇杂交,得F1,F1互交得F2,做了两代杂交实验。探究:
×
(1)(科学思维)若假设控制白眼的基因在Y染色体上,这一假设成立吗 为什么
提示:不成立。假设控制白眼的基因在Y染色体上,则白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼,与摩尔根的果蝇杂交实验结果不符。
(2)(科学思维)由果蝇的杂交实验结果,能说明控制眼色的基因只位于X染色体上吗 解释原因。
提示:不能。如果控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体上,纯合红眼雌果蝇和纯合白眼雄果蝇杂交,F2中红眼∶白眼=3∶1,也符合果蝇的杂交实验结果。
(3)(科学探究)你能运用摩尔根的果蝇杂交实验的知识设计一个实验,来验证他们的解释吗
提示:可用F1的红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验,如果后代中出现红眼雌果蝇、白眼雌果蝇、红眼雄果蝇和白眼雄果蝇这4种类型,且数量各占1/4,再选用其中的白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配,如果子代中雌果蝇都是红眼,雄果蝇都是白眼,则可以证明他们的解释是正确的。
2.果蝇的直毛与分叉毛为一对相对性状(相关基因用F和f表示)。现有两只亲代果蝇杂交,F1的表型与比例如图所示。则:
(1)(科学思维)控制直毛与分叉毛的基因在染色体上的分布如何 你判断的主要依据是什么
提示:仅位于X染色体上,判断依据是杂交子代中,雄性个体中直毛∶分叉毛是1∶1,雌性个体中都是直毛,没有分叉毛。
(2)两个亲本的基因型是什么
提示:XFXf、XFY
【思维建构】
判断基因位于常染色体还是X染色体上
1.杂交实验法:
(1)性状显隐性已知。
(2)性状显隐性未知。
【名师点睛】
此方法还可以用于判断基因是位于细胞核中还是细胞质中,若正反交结果不同,且子代只表现母本的性状,则控制该性状的基因位于细胞质中。
2.数据信息分析法:
(1)可依据子代性别、性状的数量比分析确认基因的位置。
现象 结果
若后代中两种表型在雌雄个体中的比例一致 说明遗传与性别无关,可确定基因在常染色体上
若后代中两种表型在雌雄个体中的比例不一致 说明遗传与性别有关,可确定基因在性染色体上
(2)依据调查所得数据进行推断。
【精练提素养】
1.(2024·北京卷)摩尔根和他的学生们绘出了第一幅基因位置图谱,示意图如图,相关叙述正确的是(　　)
A.所示基因控制的性状均表现为伴性遗传
B.所示基因在Y染色体上都有对应的基因
C.所示基因在遗传时均不遵循孟德尔定律
D.四个与眼色表型相关的基因互为等位基因
√
【解析】选A。本题考查孟德尔遗传定律与伴性遗传。题图为X染色体上一些基因的示意图,性染色体上基因控制的性状总是与性别相关联,图中所示基因控制的性状均表现为伴性遗传,A正确;X染色体和Y染色体存在非同源区段,所以图中所示基因在Y染色体上不一定有对应的基因,B错误;在性染色体上的基因(位于细胞核内)遵循孟德尔定律,因此,题图所示基因在遗传时遵循孟德尔定律,C错误;等位基因是指位于一对同源染色体相同位置上,控制相对性状的基因,图中四个与眼色表型
相关的基因位于同一条染色体上,不互为
等位基因,D错误。
2. 【不定项】果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但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。某同学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。下列说法正确的是(　　)
A.若基因位于常染色体上,无法确定显隐性
B.若基因只位于X染色体上,则灰体为显性
C.若黄体为显性,基因一定只位于常染色体上
D.若灰体为显性,基因一定只位于X染色体上
√
√
√
【解析】选A、B、C。若基因位于常染色体上,根据题干信息,亲本是灰体雌蝇和黄体雄蝇,子代雌蝇中灰体∶黄体=1∶1,雄蝇中灰体∶黄体=1∶1,无论灰体和黄体谁是显性性状,均可以出现此结果,无法判断显隐性,A正确。若基因只位于X染色体上且灰体为显性,子代雄蝇中灰体∶黄体=1∶1,(设显隐性基因分别用B、b表示,下同)则亲本灰体雌蝇基因型为XBXb,黄体雄蝇基因型为XbY,两者杂交后代♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1,B正确。黄体为显性,若基因位于X染色体上,则亲本基因型为XbXb、XBY,则后代雄蝇均为灰体,雌蝇均为黄体;若基因位于常染色体上,则亲本基因型为bb、Bb,则后代可以出现♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1。所
以若黄体为显性,则基因一定只位于常染色体上,C正确。灰体为显性,若位于X染色体上,则亲本灰体雌蝇基因型为XBXb,黄体雄蝇基因型为XbY,两者杂交后代♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1;若基因位于常染色体上,则亲本基因型为Bb、bb,杂交后代可以出现♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体=1∶1∶1∶1。所以若灰体为显性,基因无论位于X染色体上还是常染色体上均符合题意,D错误。
【加固训练】
(2022·江苏卷)摩尔根和他的学生用果蝇实验证明了基因在染色体上。下列相关叙述与事实不符的是(　　)
A.白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性
B.F1互交后代中雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,推测红、白眼基因在X染色体上
C.F1雌蝇与白眼雄蝇回交,后代雌雄个体中红、白眼都各半,结果符合预期
D.白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,显微观察证明为基因突变所致
√
【解析】选D。本题考查伴性遗传和基因突变等知识。假设相关基因用A、a表示,白眼雄蝇(XaY)与红眼雌蝇(XAXA)杂交,F1全部为红眼果蝇(XAXa、XAY),雌雄比例为1∶1,推测白眼对红眼为隐性,A正确;F1中红眼果蝇相互交配,F2出现性状分离,雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,雌雄表型不同,推测红、白眼基因在X染色体上,B正确;F1中雌蝇(XAXa)与白眼雄蝇(XaY)回交,后代出现四种基因型,XAXa∶XaXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,白眼果蝇中雌雄比例为1∶1,后代雌雄个体中红、白眼都各半,结果符合预期,C正确;白眼雌蝇(XaXa)与红眼雄蝇(XAY)杂交,后代雄蝇(XaY)全为白眼,雌蝇全为红眼(XAXa),若后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,可能是基因突变所致,但不能用显微观察证明,D错误。
考点二　伴性遗传
【精梳攻教材】
【基础整合】
1.伴性遗传的概念:
由位于__________上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相______。
性染色体
关联
2.性染色体类型与性别决定的区别:
性染色体类型 XY型性别决定 ZW型性别决定
雄性的染色体组成 常染色体+XY _____________
雌性的染色体组成 ______________ 常染色体+ZW
雄配子的染色体 组成 (常染色体+X)∶ (常染色体+Y)=1∶1 ____________
雌配子的染色体 组成 ____________ (常染色体+Z)∶
(常染色体+W)=1∶1
常染色体+ZZ
常染色体+XX
常染色体+Z
常染色体+X
【名师点睛】
关于性别决定的3点提醒
(1)不是所有生物都有性染色体,由性染色体决定性别的生物才有性染色体。雌雄同株的植物(如水稻等)无性染色体。
(2)有些生物由环境因子决定性别如一些龟鳖类和鳄鱼的性别是由环境温度决定的。
(3)有些生物由X染色体的个数决定性别,蝗虫、蟋蟀等直翅目昆虫和蟑螂等少数动物,性染色体组成为XX时为雌性,性染色体组成为XO(缺失一条X染色体)时为雄性。
3.伴性遗传的类型、特点、实例:
(1)伴X染色体隐性遗传——红绿色盲
(2)伴X染色体显性遗传——抗维生素D佝偻病
(3)伴Y染色体遗传——外耳道多毛症
4.伴性遗传的应用:
(1)推测后代发病率,指导优生优育。
(2)根据性状推断后代性别,指导__________。
【多维赋能】
1.(必修2 P34 相关信息)红绿色盲是一种常见的遗传病,而男性多于女性的原因是:控制色盲的基因位于X染色体上,男性有一条X染色体,女性有两条X
染色体,________________________________________________________
______。
生产实践
男性出现一个隐性基因就会患病,而女性出现两个隐性基因才会
患病
2.(必修2 P40非选择题T3延伸)母鸡性反转成公鸡后和母鸡交配,后代性别及
比例:ZW×ZW→ZZ∶ZW∶WW=1∶2∶1。WW不能存活,后代________
___________。
【自测强化】
1.性状的遗传表现出与性别相关联的遗传方式是伴性遗传。(必修2 P34)
( )
分析:只由性染色体上的基因控制的性状遗传才是伴性遗传,常染色体上的基因控制的性状有时也与性别相关联,如从性遗传。
公鸡∶
母鸡=1∶2
×
2.女性的某一条X染色体来自父方的概率是1/2,男性的X染色体来自母方的概率是1。( )
3.抗维生素D佝偻病女患者的父亲和母亲可以都正常。(必修2 P37)( )
分析:抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,女患者的父亲和母亲至少有一个患该病。
4.红绿色盲男性的色盲基因只能来自母亲,将来也只能传给儿子。( )
分析:红绿色盲男性的色盲基因只能来自母亲,将来只能传给女儿,不能传给儿子。
5.抗维生素D佝偻病男性患者的母亲和女儿都是患者。(必修2 P37)( )
√
×
×
√
【精练提素养】
1. 【不定项】 (2026·佳木斯模拟)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
C.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
D.若某病是由位于非同源区段(Ⅰ)上的隐性基因控制的,则女性患者的儿子不一定患病
√
√
【解析】选B、D。区段(Ⅲ)是Y染色体特有的区域,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,A正确;区段(Ⅰ)位于X染色体上,Y染色体上无对应区段,若该区段的疾病是由显性基因控制的,男患者的致病基因总是传递给女儿,则女儿一定患病,但是儿子不一定患病,B错误;由题图可知,区段(Ⅱ)是X、Y染色体的同源区段,因此只有在该部位才存在等位基因,C正确;若某病是由位于区段(Ⅰ)上的隐性致病基因控制的,即为伴X染色体隐性遗传病,则女性患者的儿子一定患病,D错误。
2. 【不定项】(2024·黑吉辽卷)位于同源染色体上的短串联重复序列(STR)具有丰富的多态性。跟踪STR的亲本来源可用于亲缘关系鉴定。分析如图家系中常染色体上的STR(D18S51)和X染色体上的STR(DXS10134,Y染色体上没有)的传递,不考虑突变,下列叙述正确的是(　　)
A.Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/2
B.Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为3/4
C.Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/4
D.Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为0
【解析】选A、B、D。将STR(D18S51)定义为D,STR(DXS10134,Y染色体上没有)定义为S,由于STR具有丰富的多态性,因此,家系中Ⅰ代中部分个体的基因型如下表:
Ⅰ-1 Ⅰ-2
D1D2 D3D4
XS1XS2 XS3Y
√
√
√
Ⅱ-1与Ⅱ-2可能的基因型都有4种:D1D3、D1D4、D2D3、D2D4。Ⅱ-1和Ⅱ-2为D1D3、D1D4、D2D3、D2D4的概率均为1/4,当Ⅱ-1为D1D3时,Ⅱ-2基因型有4种:D1D3、D1D4、D2D3、D2D4。①当Ⅱ-1和Ⅱ-2都为D1D3时,Ⅲ-1肯定能得到和Ⅱ-1同样的D,即Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/4×1/4=1/16;②当Ⅱ-1为D1D3,Ⅱ-2为D1D4(或D2D3)时,Ⅱ-2和Ⅱ-1中相同的D有1/2的概率传递给Ⅲ-1,即Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/4×1/4×1/2=1/32;③当Ⅱ-1为D1D3,Ⅱ-2为D2D4时,因Ⅱ-2中没有和Ⅱ-1相同的D基因,所以Ⅲ-1不会有和Ⅱ-1相同的D基因,即Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为0。
综上所述,当Ⅱ-1为D1D3时,Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/16+2×1/32+0=1/8。当Ⅱ-1为D1D4、D2D3、D2D4时与为D1D3时相等,所以,Ⅲ-1得到Ⅱ-1来自Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率为1/8×4=1/2,A正确。由于伴性遗传特点,Ⅱ-1与Ⅱ-2都会得到来自Ⅰ-2的XS3,仅对于S基因而言,①Ⅱ-1与Ⅱ-2基因型相同的概率为1/2,若Ⅱ-1与Ⅱ-2基因型相同,则Ⅲ-1肯定能获得和Ⅱ-1相同的XS基因,即Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为1/2。②Ⅱ-1与Ⅱ-2基因型不相同(即其中一个为XS1XS3,另一个为XS2XS3)的概率为1/2,此种情况下,Ⅲ-1能得到Ⅱ-2和Ⅱ-1中相同XS基因的概率为1/2,Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个
DXS10134的概率为1/2×1/2=1/4。综上所述,Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为1/2+1/4=3/4,B正确。因为D18S51位于常染色体上,所以Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率与Ⅲ-1与Ⅱ-1得到Ⅰ代同一个体的同一个D18S51的概率相同,均为1/2,C错误。因DXS10134位于X染色体的非同源区段,根据伴性遗传特点,Ⅲ-1的XS基因来自Ⅰ-1或Ⅰ-2,Ⅱ-4的XS基因来自Ⅰ-3和Ⅰ-4,因此Ⅲ-1与Ⅱ-4得到Ⅰ代同一个体的同一个DXS10134的概率为0,D正确。
3.(2023·北京卷)纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交,结果如图。F2中每种表型都有雌雄个体。根据杂交结果,下列推测错误的是(　　)
P　　　白眼长翅(♀)　×　红眼残翅(♂)
　　　 ↓
F1　　　红眼长翅(♀)　　　白眼长翅(♂)
　　　　　　　　 ↓　　F1雌雄交配
F2　白眼长翅　白眼残翅　红眼长翅　红眼残翅
　　　3　　∶　　1　　∶　　3　　∶　　1
A.控制两对相对性状的基因都位于X染色体上
B.F1雌果蝇只有一种基因型
C.F2白眼残翅果蝇间交配,子代表型不变
D.上述杂交结果符合自由组合定律
【解析】选A。本题主要考查伴性遗传和自由组合定律的应用。白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,产生的F1中白眼均为雄果蝇,红眼均为雌果蝇,说明性状表现与性别有关,则控制眼色的基因位于X染色体上,同时说明红眼对白眼为显性;长翅雌果蝇与残翅雄果蝇杂交,F1无论雌雄均表现为长翅,说明长翅对残翅为显性,F2中无论雌雄均表现为长翅∶残翅=3∶1,说明控制果蝇翅形
√
的基因位于常染色体上,题述杂交结果符合自由组合定律,A错误、D正确。若控制长翅和残翅的基因用A/a表示,控制眼色的基因用B/b表示,则亲本的基因型可表示为AAXbXb、aaXBY,二者杂交产生的F1中,雌果蝇基因型为AaXBXb,雄果蝇基因型为AaXbY,B正确。F2白眼残翅果蝇的基因型为aaXbXb、aaXbY,这些雌雄果蝇交配,子代均为残翅白眼,即子代表型不变,C正确。
【方法规律】判断基因位置常用的方法
(1)子代中雌雄性状分离比不同,该基因最可能位于性染色体上。
(2)子代中雌雄性状分离比相同,该基因最可能位于常染色体上。
从教材走向高考
【体验高考真题溯源】
1.(2024·湖北卷)→(必修2 P38概念检测T2)某种由单基因控制的常染色体显性遗传病(S病)患者表现为行走不稳、眼球震颤,多在成年发病。甲、乙两人均出现这些症状。遗传咨询发现,甲的家系不符合S病遗传系谱图的特征,而乙的家系符合。经检查确诊,甲不是S病患者,而乙是。回答下列问题:
(1)遗传咨询中医生初步判断甲可能不是S病患者,而乙可能是该病患者,主要
依据是____(填序号)。
①血型　　②家族病史　　③B超检测结果
②
【解析】(1)S病为常染色体显性遗传病,不能通过血型进行检测,①错误;S病为常染色体显性遗传病,其家族患者多,多代连续得病,可通过遗传咨询进行初步诊断,②正确;B超不能用于检测单基因遗传病,③错误。
(2)系谱图分析是遗传疾病诊断和优生的重要依据。下列单基因遗传病系
谱图中,一定不属于S病的是____(填序号),判断理由是_________________
_____________________________________________________________________;一定属
于常染色体显性遗传病的系谱图是______(填序号)。
③
系谱图③中Ⅰ-1、
Ⅰ-2不患该病,Ⅱ-3患该病,说明该病为隐性遗传病,一定不属于S病
①②
【解析】(2)①Ⅱ-2、Ⅱ-3患该病,Ⅲ-1不患该病,说明该病为显性遗传病,Ⅱ-2的母亲Ⅰ-2不患该病,说明该病为常染色体显性遗传病;②Ⅰ-1、Ⅰ-2患该病,Ⅱ-1不患该病,说明该病为常染色体显性遗传病;③Ⅰ-1、Ⅰ-2不患该病,Ⅱ-3患该病,说明该病为隐性遗传病,一定不属于S病;④Ⅱ-2的女儿Ⅲ-1不患该病,排除伴X染色体显性遗传病,但无法判断其是否为常染色体显性遗传病。故一定不属于S病的是③;一定属于常染色体显性遗传病的系谱图是①②。
(3)提取患者乙及其亲属的DNA,对该病相关基因进行检测,电泳结果如图(1
是乙,2、3、4均为乙的亲属)。根据该电泳图______(填“能”或“不能”)确定
2号和4号个体携带了致病基因,理由是____________________________
____________________________________。
【解析】(3)由题意可知,未设置正常人基因条带作对照,无法确定致病基因对应的电泳条带位置。
不能
未设置正常人基因条带作对照,
无法确定致病基因对应的电泳条带位置
(4)《“健康中国2030”规划纲要》指出,孕前干预是出生缺陷防治体系的重要环节。单基因控制的常染色体显性遗传病患者也有可能产生不含致病基因的健康配子,再通过基因诊断和试管婴儿等技术,生育健康小孩。该类型疾病女性患者有可能产生不含致病基因的卵细胞,请从减数分裂的角度分析,
其原因是________________________________________________________
________________________________________________________________
______。
【解析】(4)该类型疾病女性患者属于杂合子,她的致病基因和正常基因随减数第一次分裂同源染色体的分离而分开,从而可以产生不含致病基因的卵细胞。
该类型疾病女性患者属于杂合子,她的致病基因和正常基因随减
数第一次分裂同源染色体的分离而分开,从而可以产生不含致病基因的卵
细胞
【教考融通】
本题中的(2)判断常染色体显性遗传的系谱图与教材第2题的判断方法相同,只要明确不同遗传方式的特点,就能根据系谱图解决具体问题。
【深研教材预测高考】
2.(必修2 P35 “思考·讨论”【改编】)下图是一种单基因(相关基因用A、a表示)遗传病的系谱图,(图中深颜色表示患者)。不考虑染色体互换,据图回答问题。
(1)从系谱图分析,可以排除的遗传方式是____________________________
______________。
【解析】(1)系谱图中有女患者,所以不可能是伴Y染色体遗传;Ⅱ5正常,所以不可能是伴X染色体显性遗传;Ⅲ7患病,所以不可能是伴X染色体隐性遗传。
(2)针对该遗传病,图示中的患病个体与正常个体近亲结婚后代患病概率
________(填“一定”“不一定”或“一定不”)比与其他家族的正常个体婚配高,
原因是________________________________________________________
__________________________。
【解析】(2)近亲结婚会提高后代患隐性遗传病的概率,对于显性遗传病来说,近亲结婚不一定会提高后代的患病率。
伴Y、伴X染色体显性、伴X染
色体隐性遗传
不一定
只有遗传病为隐性时,近亲结婚才会提高患病率,而系谱图所代表
的遗传病可能为显性遗传病
(3)科研人员对该家系成员相关的两个基因进行了PCR扩增,部分成员扩增产物凝胶电泳图如下。
不考虑XY同源区段遗传,从电泳图谱判断该遗传病的遗传方式为________
____________,其中_______ (填“条带1”或“条带2”)代表致病基因。
【解析】(3)Ⅲ5和Ⅲ6只有条带2,且表型正常,说明条带2代表正常基因,则条带1代表致病基因且为显性。由于Ⅲ4作为男性含有成对的基因,说明该基因位于常染色体上。
常染色
体显性遗传
条带1
(4)若考虑XY染色体同源区段,该遗传病________(填“有可能”或“不可能”)属
于XY染色体同源区段遗传,原因是__________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________________________________。
【解析】(4)如果该遗传病为XY染色体同源区段显性遗传,则Ⅰ1基因型有三种可能:XAYA、XAYa、XaYA。若为第一种,则后代均患病,若为后两种,则后代只有女孩患病或只有男孩患病,结果均不符合,因此不可能是XY染色体同源区段显性遗传。
不可能
根据电泳条带可知,该病为显性。若为
XY染色体同源区段显性,Ⅰ1基因型有三种可能:XAYA、XAYa、XaYA。若
为第一种,则后代均患病,若为后两种,则后代只有女孩患病或只有男孩患
病,结果均不符合,因此不可能是XY染色体同源区段显性遗传核心素养测评
第四单元　第23讲　基因在染色体上、伴性遗传
(20分钟　29分)
【基础过关练】
1.(2分)下列研究成果能证明基因在染色体上呈线性排列的是 (　　)
A.摩尔根发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法
B.摩尔根研究发现控制果蝇眼色的基因位于X染色体上
C.萨顿发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
D.研究发现细胞进行染色体复制时伴随着基因的复制
【解析】选A。摩尔根发明了测定基因位于染色体上相对位置的方法,从而证明基因在染色体上呈线性排列,A符合题意;摩尔根运用假说—演绎法,研究发现控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,而Y染色体上没有其等位基因,证明了基因在染色体上,但是该实验不能证明基因在染色体上呈线性排列,B不符合题意;萨顿通过类比推理法,发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,提出了基因在染色体上的假说,C不符合题意;细胞进行染色体复制时伴随着基因的复制,说明基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,D不符合题意。
2.(2分)某种动物的毛色有黑色和棕色,由常染色体上的基因A、a控制,且黑色对棕色为显性。基因B、b只位于X染色体上,当基因B存在时会抑制黑色和棕色色素的形成,导致毛色变成白色,基因b无此作用。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.该动物种群中黑色雌性个体的基因型有4种
B.该动物种群中白色雌性个体的基因型有6种
C.控制该动物毛色的两对基因遵循自由组合定律
D.黑色雌雄个体相互交配后代不会出现白色个体
【解析】选A。由题意可知,黑色雌性个体的基因型为A_XbXb,故该动物种群中黑色雌性个体的基因型有2种,即AAXbXb、AaXbXb,A错误;只要该动物含有B基因,毛色就为白色,白色雌性个体的基因型为__XBX-,故该动物种群中白色雌性个体的基因型有6种,即AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb、aaXBXB、aaXBXb,B正确;已知A、a位于常染色体上,B、b只位于X染色体上,故控制该动物毛色的两对基因遵循自由组合定律,C正确;黑色雌雄个体均不含B基因,二者相互交配后代不会出现白色个体,D正确。
3.(2分)野生型果蝇存在以下隐性突变的类型,相关基因及位置关系如图。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.摩尔根等人测出了果蝇的上述基因在染色体上的具体位置
B.上图中两条染色体上的所示基因均属于非等位基因
C.在减数分裂Ⅱ后期,上述基因不会位于细胞的同一极
D.白眼雄蝇与野生型杂交,可根据F1表型验证基因位于染色体上的假说
【解析】选B。摩尔根等人测出了果蝇的题述基因在染色体上的相对位置,A错误;图示的两条染色体为非同源染色体,这两条染色体上的基因为非等位基因,B正确;减数分裂Ⅱ后期细胞中的染色体是同源染色体分离、非同源染色体自由组合的结果,而图中的基因是非同源染色体上的非等位基因,因此可能移向同一极,C错误;白眼雄蝇与野生型杂交,F1雌雄均为红眼,无法验证基因位于染色体上的假说,D错误。
4.(2分)甲为人类性染色体的扫描电镜图,乙为人类性染色体的模式图。结合两图分析,下列说法正确的是 (　　)
A.位于性染色体上的基因的遗传总与性别相关联
B.XY型性别决定的生物,Y染色体总是比X染色体短小
C.位于Ⅱ同源区中的基因在遗传时,后代男女性状表现均一致
D.正常情况下,位于Ⅰ、Ⅲ非同源区中的基因,在体细胞中可能有其等位基因
【解析】选A。性染色体上的基因在传递时,子代性别会影响基因的组合方式和显隐表现(如X隐性性状在男性中更易显现),可见基因位于性染色体上,在遗传时必然和性别相关联,A正确;XY型性别决定的生物,有些生物(如果蝇)X染色体比Y染色体短小,B错误;位于Ⅱ同源区的基因在遗传时,后代男女性状表现并不总是一致,如亲本基因型为XaXa与XaYA,后代女性表现为隐性性状,男性表现为显性性状,C错误;正常情况下,位于Ⅰ非同源区中的基因,在女性的体细胞中可能有其等位基因,而Y染色体只存在于男性中且只有一条,故在Y染色体的Ⅲ非同源区中的基因,在男性体细胞中不可能有其等位基因,D错误。
5.(2分)(2022·北京卷)控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上。白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,但偶尔出现极少数例外子代。子代的性染色体组成如图。下列判断错误的是 (　　)
A.果蝇红眼对白眼为显性
B.亲代白眼雌蝇产生2种类型的配子
C.具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性
D.例外子代的出现源于母本减数分裂异常
【解析】选B。本题综合考查减数分裂和染色体数目变异的知识。白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交,子代中雌蝇为红眼,雄蝇为白眼,相关基因位于X染色体上,说明果蝇红眼对白眼为显性,A正确;亲代白眼雌蝇正常情况下产生1种类型的配子,设为Xb;根据杂交实验结果,还可以产生白眼雌蝇和红眼雄蝇,基因型分别为XbXbY和XBO,故亲代白眼雌蝇还产生了XbXb和O配子,共3种类型,B错误;具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性,例如XXY,C正确;根据B选项分析可知,例外子代的出现源于母本减数分裂异常,产生了异常配子,D正确。
【加固训练】
1.(2023·广东卷)鸡的卷羽(F)对片羽(f)为不完全显性,位于常染色体上,Ff表现为半卷羽;体型正常(D)对矮小(d)为显性,位于Z染色体上。卷羽鸡适应高温环境,矮小鸡饲料利用率高。为培育耐热节粮型种鸡以实现规模化生产,研究人员拟通过杂交将d基因引入广东特色肉鸡“粤西卷羽鸡”,育种过程见图。下列分析错误的是 (　　)
A.正交和反交获得F1个体表型和亲本不一样
B.分别从F1群体Ⅰ和Ⅱ中选择亲本可以避免近交衰退
C.为缩短育种时间应从F1群体Ⅰ中选择父本进行杂交
D.F2中可获得目的性状能够稳定遗传的种鸡
【解析】选C。由于控制体型的基因位于Z染色体上,性状与性别相关联,属于伴性遗传。用♀卷羽正常(FFZDW)与♂片羽矮小(ffZdZd)杂交,F1是♂FfZDZd和♀FfZdW,都是半卷羽;用♀片羽矮小(ffZdW)与♂卷羽正常(FFZDZD)杂交,F1是♂FfZDZd和♀FfZDW,也都是半卷羽。正交和反交获得的F1表型都与亲本不同,A正确。F1群体Ⅰ和Ⅱ杂交不是近亲繁殖,可以避免近交衰退,B正确。为缩短育种时间,应从F1群体Ⅰ中选择母本(基因型为FfZdW),从F1群体Ⅱ中选择父本(基因型为FfZDZd),可以快速获得基因型为FFZdW和FFZdZd的个体,即在F2中可获得目的性状能够稳定遗传的种鸡,C错误、D正确。
2.染色体缺失的部分若包含某些显性基因,同源染色体上与缺失相对位置上的隐性等位基因就得以体现,此现象称为假显性。果蝇控制红白眼的基因位于X染色体,某果蝇种群一只纯合正常翅红眼雌蝇偶然突变成一只缺刻翅红眼雌蝇,将此果蝇与正常翅白眼雄蝇杂交,F1中缺刻翅白眼雌蝇∶正常翅红眼雌蝇∶正常翅红眼雄蝇=1∶1∶1。下列叙述错误的是 (　　)
A.果蝇缺刻翅由X染色体缺失片段引起,此缺失片段中包含控制果蝇红眼的基因
B.由上述F1性别比例可知,雌雄果蝇含一条缺失片段的X染色体均不能存活
C.F1中出现白眼雌蝇,是一条X染色体缺失让白眼隐性基因得以体现的假显性
D.若上述F1果蝇随机交配,理论上F2中红眼∶白眼=5∶2,缺刻翅∶正常翅=1∶6
【解析】选B。由题干可知,一只纯合的正常翅红眼雌蝇突变为缺刻翅红眼雌蝇,而这只缺刻翅红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交得到了白眼的雌蝇,控制眼色的基因位于X染色体上,假设与果蝇红白眼有关的基因用A、a表示,则要得到白眼雌蝇,亲本只能是XAX-和XaY,可以判断缺刻翅是由X染色体缺失片段引起的,并且该缺失片段中包括A基因,也就是包含红眼基因,A正确。亲本XAX-中染色体片段缺失导致缺刻翅,但是F1中出现的白眼雌蝇就包含这个X-,所以含一条片段缺失的X染色体的雌蝇可以存活,B错误。F1出现的白眼雌蝇是一条XA染色体缺失了含A的染色体片段,让白眼基因显现的假显性,属于染色体结构变异,C正确。F1中雌蝇是XaX-和XAXa,产生的配子是XA∶X-∶Xa=1∶1∶2,雄蝇是XAY,X-Y不能存活,所以白眼占2/7,即红眼∶白眼=5∶2。缺刻翅只能是含有X-(缺失片段)的雌蝇XAX-,所以占比=1/4×1/2=1/8,因为X-Y致死,所以是1/7,即缺刻翅∶正常翅=1∶6,D正确。
【思维进阶练】
6.(3分) 【不定项】(2026·滨州模拟)果蝇的体色和眼型分别受等位基因A/a、B/b控制,研究人员选择一对灰身圆眼雌、雄果蝇杂交,结果如表。下列分析正确的是 (　　)
F1 灰身圆眼 灰身棒眼 黑身圆眼 黑身棒眼
雄果蝇(只) 301 102 102 98
雌果蝇(只) 599 0 198 0
A.基因A/a位于常染色体上,基因B/b位于X染色体上
B.灰身和圆眼均为显性性状,亲本基因型为AaXBXb、AaXBY
C.F1中雌、雄果蝇数量不等,可能是特定实验条件下AaXBY个体不能存活
D.同样实验条件下,F1灰身棒眼雄果蝇与黑身圆眼雌果蝇自由交配,F2雄果蝇只有1种表型
【解析】选A、B、D。亲本为灰身圆眼的雌雄果蝇杂交,子代出现黑身,说明黑身为隐性性状,且黑身在雌雄果蝇中都有,说明A/a基因位于常染色体上,亲本基因型均为Aa,眼型中子代出现棒眼,说明棒眼为隐性性状,且棒眼仅出现在雄果蝇上,说明B/b基因位于X染色体上,亲本基因型为XBXb×XBY,综上所述,亲本基因型为AaXBXb、AaXBY,A、B正确;亲本AaXBXb和AaXBY杂交,F1雄果蝇的基因型(表型)及比例理论上为1AAXBY(灰身圆眼)∶2AaXBY(灰身圆眼)∶1AAXbY(灰身棒眼)∶2AaXbY(灰身棒眼)∶1aaXBY(黑身圆眼)∶1aaXbY(黑身棒眼),而表中F1雄果蝇的表型及比例为3灰身圆眼∶1灰身棒眼∶1黑身圆眼∶1黑身棒眼,故雄果蝇中致死基因型为AaXbY,C错误;F1灰身棒眼雄果蝇AAXbY与黑身圆眼雌果蝇aaXBX-杂交,F2雄果蝇的基因型为AaXBY、AaXbY,但AaXbY致死,因此F2雄果蝇的表型只有1种,D正确。
7.(3分) 【不定项】(2026·哈尔滨模拟)果蝇中性染色体异常个体XXX、YO、YY、XYY致死,XXY为雌果蝇、XO为雄果蝇,且都能正常存活。XXY产生的配子随机含有一条或两条性染色体,XO能够正常产生配子,所有配子育性均正常。一只染色体组成为XXY的果蝇与一只染色体组成为XO的果蝇杂交产生F1。不考虑其他突变,下列相关叙述正确的是 (　　)
A.F1中雌果蝇不可能携带Y染色体
B.F1中雌果蝇与雄果蝇的比例为1∶1
C.F1存活个体中性染色体组成异常的类型共有6种
D.F1中的致死个体的比例为1/12
【解析】选B。一只染色体组成为XXY的果蝇与一只染色体组成为XO的果蝇杂交产生F1,由于XXY果蝇产生的雌配子为X∶XY∶XX∶Y=2∶2∶1∶1,XO雄果蝇产生的雄配子为X∶O=1∶1,F1中基因型有2XX(雌果蝇,存活)、2XXY(雌果蝇,存活)、1XXX(致死)、1XY(雄果蝇,存活)、2XO(雄果蝇,存活)、2XYO(雄果蝇,存活)、1XXO(雌果蝇,存活)、1YO(致死),故F1中雌果蝇的基因型为XXY、XX、XXO,可能携带Y染色体,A错误;F1中雌果蝇(2XX、2XXY、1XXO)与雄果蝇(1XY、2XO、2XYO)的比例为1∶1,B正确; F1中存活个体有XX、XXY、XY、XO、XYO、XXO,其中性染色体组成异常的类型有XXY、XO、XYO、XXO共4种,C错误;F1中的致死个体的基因型为1XXX、1YO,所占的比例为2/12=1/6,D错误。
【加固训练】
小鼠Y染色体上的S基因决定雄性性别的发生,在X染色体上无等位基因,带有S基因的染色体片段可转接到X染色体上。已知配子形成不受S基因的位置和数量的影响,染色体能正常联会、分离,产生的配子均具有受精能力;含S基因的受精卵均发育为雄性,不含S基因的均发育为雌性,但含有两个Y染色体的受精卵不发育。一个基因型为XYS的受精卵中的S基因丢失,由该受精卵发育成能产生可育雌配子的小鼠。若该小鼠与一只体细胞中含两条性染色体但基因型未知的雄鼠杂交得F1,F1小鼠雌雄间随机杂交得F2,则F2小鼠中雌雄比例不可能为 (　　)
A.4∶3　 B.3∶4　 C.8∶3　 D.7∶8
【解析】选C。由题意可知,一个基因型为XYS的受精卵中的S基因丢失,由该受精卵发育成能产生可育雌配子的小鼠,其基因型可写成XY;体细胞中含有两条性染色体但基因型未知的雄鼠其基因型可能有XYS、XSY、XSX三种。若雄鼠的基因型为XYS,则XY的雌鼠与之杂交得到的F1的基因型有:XX(雌鼠)、XY(雌鼠)、XYS(雄鼠)、YYS(不发育),比例为1∶1∶1∶1,F1随机杂交,雌配子有:3/4X和1/4Y,雄配子有1/2X、1/2YS,F2的基因型为:3/8XX(雌性)、1/8XY(雌性)、3/8XYS(雄性)、1/8YYS(不发育),因此F2雌雄比例为4∶3,A不符合题意。若雄鼠的基因型为XSY,则XY的雌鼠与之杂交得到的F1的基因型有:XY(雌鼠)、XSY(雄鼠)、XXS(雄鼠)、YY(不发育),比例为1∶1∶1∶1,F1随机杂交,雌配子有1/2X和1/2Y,雄配子有1/4X、1/2XS、1/4Y,F2的基因型为:1/8XX(雌性)、2/8XY(雌性)、2/8XXS(雄性)、2/8XSY(雄性)、1/8YY(不发育),因此F2雌雄比例为3∶4,B不符合题意。若雄鼠的基因型为XSX,则XY的雌鼠与之杂交得到的F1的基因型有:XX(雌鼠)、XY(雌鼠)、XSY(雄鼠)、XXS(雄鼠),比例为1∶1∶1∶1,F1随机杂交,雌配子有3/4X和1/4Y,雄配子有1/4X、1/2XS、1/4Y,F2的基因型为:3/16XX(雌性)、4/16XY(雌性)、6/16XXS(雄性)、2/16XSY(雄性)、1/16YY(不发育),因此F2雌雄比例为7∶8,D不符合题意。由此可见,C符合题意。
8.(13分)(2023·海南卷)家鸡(2n=78)的性别决定方式为ZW型。慢羽和快羽是家鸡的一对相对性状,且慢羽(D)对快羽(d)为显性。正常情况下,快羽公鸡与慢羽母鸡杂交,子一代的公鸡均为慢羽,母鸡均为快羽;子二代的公鸡和母鸡中,慢羽与快羽的比例均为1∶1。回答下列问题。
(1)(2分)正常情况下,公鸡体细胞中含有　2　个染色体组,精子中含有　0　条W染色体。
【解析】(1)家鸡为二倍体,正常情况下,公鸡体细胞中含有2个染色体组,公鸡的性染色体组成为ZZ,产生的精子不含有W染色体。
(2)(3分)等位基因D/d位于　Z　染色体上,判断依据是　快羽公鸡与慢羽母鸡杂交,子一代的公鸡均为慢羽,母鸡均为快羽,出现性别差异　。
【解析】(2)根据题干分析,正常情况下,快羽公鸡与慢羽母鸡杂交,子一代的公鸡均为慢羽,母鸡均为快羽,体现了性别差异,说明控制慢羽和快羽的基因位于Z染色体上,亲本的基因型是ZdZd、ZDW。
(3)(2分)子二代随机交配得到的子三代中,慢羽公鸡所占的比例是　5/16　。
【解析】(3)ZdZd与ZDW杂交,子一代为ZDZd、ZdW,子二代为ZDZd∶ZdZd∶ZDW∶ZdW=1∶1∶1∶1。子二代公鸡产生的配子为1/4ZD、3/4Zd,母鸡产生的配子为1/4ZD、1/4Zd、1/2W。随机交配,则子三代中慢羽公鸡(ZDZ-)所占的比例为1/4×1/4+1/4×1/4+3/4×1/4=5/16。
(4)(2分)家鸡羽毛的有色(A)对白色(a)为显性,这对等位基因位于常染色体上。正常情况下,1只有色快羽公鸡和若干只白色慢羽母鸡杂交,产生的子一代公鸡存在
　1或2　种表型。
【解析】(4)有色快羽公鸡的基因型是AAZdZd或AaZdZd,白色慢羽母鸡的基因型是aaZDW,当AAZdZd与aaZDW杂交时,产生的公鸡只有1种表型,当AaZdZd与aaZDW杂交时,产生的公鸡有2种表型。
(5)(4分)母鸡具有发育正常的卵巢和退化的精巢,产蛋后由于某种原因卵巢退化,精巢重新发育,出现公鸡性征并且产生正常精子。某鸡群中有1只白色慢羽公鸡和若干只杂合有色快羽母鸡,设计杂交实验探究这只白色慢羽公鸡的基因型。简要写出实验思路、预期结果及结论(已知WW基因型致死)。
　将这只白色慢羽公鸡与多只杂合有色快羽母鸡进行杂交,观察后代的表型及比例。若后代公鸡∶母鸡=1∶1,且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽∶白色慢羽=1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZD;若后代公鸡∶母鸡=1∶1,且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽∶有色快羽∶白色慢羽∶白色快羽=1∶1∶1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZd;若后代公鸡∶母鸡=1∶2,公鸡全为慢羽,母鸡慢羽∶快羽=1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDW　。
【解析】(5)母鸡的性染色体组成为ZW,这只白色慢羽公鸡的基因型可能是aaZDZD、aaZDZd或aaZDW,欲判断这只白色慢羽公鸡的基因型,可将其与多只杂合有色快羽母鸡(AaZdW)杂交,观察后代的表型及比例,若后代公鸡∶母鸡=1∶1,且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽∶白色慢羽=1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZD;若后代公鸡∶母鸡=1∶1,且无论公鸡还是母鸡都是有色慢羽∶有色快羽∶白色慢羽∶白色快羽=1∶1∶1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDZd;若后代公鸡∶母鸡=1∶2,公鸡全为慢羽,母鸡为慢羽∶快羽=1∶1,则这只白色慢羽公鸡的基因型是aaZDW。

展开更多......

收起↑