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(共41张PPT)
第27讲　基因在染色体上
及伴性遗传
[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　
基因在染色体上的假说与
证据
1.萨顿的假说
基础知识·整合
独立性
形态结构
父方
母方
非等位基因
2.基因位于染色体上的实验证据的“假说—演绎”分析(实验者:摩尔根)
(1)观察现象,提出问题。
红眼
白眼
红眼
分离
雄性
提出问题: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。
①假说:果蝇红眼基因(用W表示)、白眼基因(用w表示)只位于 染色体上, 染色体上无相应的等位基因。
X
Y
②对杂交实验的解释(如图)。
(3)测交验证:亲本中的白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配→子代中红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇= 。
(4)结论:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于 染色体上→基因位于染色体上。
3.基因和染色体的关系
一条染色体上有许多个基因,基因在染色体上呈线性排列。
1∶1∶1∶1
X
1.判断正误
(1)(必修2 P29正文)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明核基因和染色体行为存在平行关系。(　　)
(2)(必修2 P30正文)摩尔根在实验室培养的雄果蝇中首次发现了白眼性状,可推测该性状来自基因重组。(　　)
√
【提示】 摩尔根在实验室培养的雄果蝇中首次发现了白眼性状,由于该性状是在群体中首次观察到的,可推测其是突变的结果,即来自基因突变。
深挖教材
×
(3)(必修2 P31正文)摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上,可见基因均位于染色体上。(　　)
×
【提示】 摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上,但并非所有的基因都在染色体上,如细胞质中的基因不在染色体上。
(4)(必修2 P31正文)孟德尔和摩尔根都是通过杂交实验发现问题,用测交实验进行验证的。(　　)
√
(5)(必修2 P32概念检测2)染色体是基因的载体,染色体是由基因组成的。
(　　)
×
【提示】 染色体是基因的主要载体,染色体主要由蛋白质和DNA(DNA上有多个基因)组成。
2.规范表达
(1)(必修2 P31正文)如果控制白眼的基因只在Y染色体上,不能解释摩尔根的果蝇杂交实验,原因是
。
(2)(必修2 P31正文)若要通过眼睛颜色即可判断子代果蝇的性别,应选用白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,理由是
。
如果控制白眼的基因只在Y染色体上,则白眼雄果蝇与
野生型红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇应全为白眼
只有白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇
(XWY)杂交的子代,红眼全为雌性,白眼全为雄性,可以通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别
摩尔根果蝇杂交实验的拓展分析
(1)提出假说,进行解释。
重难知识·透析
假说 假说1:控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段,即X染色体上有,而Y染色体上没有 假说2:控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,即X染色体和Y染色体上都有
实验一
图解
(杂交)
实验二
图解
(回交)
疑惑 上述两种假说都能解释实验一和实验二的实验现象
(2)演绎推理,验证假说。
假说1和假说2都能解释上述实验现象,为了确定控制果蝇眼色基因的位置,摩尔根设计了多个新的实验,其中有一组实验最为关键,即将白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配,最后假说1得到了证实。
假说 假说1:控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段,即X染色体上有,而Y染色体上没有 假说2:控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,即X染色体和Y染色体上都有
图解
能力1　结合基因和染色体的关系,考查理解能力
1.遗传的染色体学说提出的依据是基因和染色体的行为存在明显的“平行”关系。下列不属于所依据的“平行”关系的是 (　　)
A.基因和染色体,在体细胞中都成对存在,在配子中都只有成对中的一个
B.在形成配子时,某些非等位基因之间、非同源染色体之间都能自由组合
C.作为遗传物质的DNA,都分布在染色体上
D.在配子形成和受精过程中,基因和染色体都有一定的独立性和完整性
关键能力·提升
C
【解析】 DNA不都分布在染色体上,细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有DNA,故不能体现基因与染色体的平行关系。
能力2　结合摩尔根实验拓展,考查实验探究能力
2.(2025·珠海联考)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制,多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中仅有1只雌果蝇和1只雄果蝇),子代果蝇中,长翅∶截翅=3∶1。请回答下列问题。
(1)在这对性状中,显性性状是　　　　。
(2)亲代雌果蝇是　　　　(填“杂合子”“纯合子”或“无法确定”)。
长翅
杂合子
(3)甲同学认为不能确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体上,理由是
　。
(4)乙同学认为可以统计子代中截翅果蝇的性别来确定该等位基因是位于常染色体还是X染色体上。如果子代中　 　　　　　　,则基因位于X染色体上;如果子代中　　 　　　　　　,则基因位于常染色体上。
无论是位于常染色体还是X染色体上,多只长翅果蝇交配的子代果蝇中,均可出现长翅∶截翅=3∶1
截翅果蝇全为雄果蝇
截翅果蝇雌雄比为1∶1
【解析】 亲代均为长翅,子代果蝇中长翅∶截翅=3∶1,出现了性状分离,因此长翅是显性性状。若该对等位基因位于常染色体上,则双亲均为杂合子,可表示为Aa,子代中长翅∶截翅=3∶1,且与性别无关;若该对等位基因位于X染色体上,则双亲组合为XAXa×XAY,亲代雌果蝇是杂合子,子代中雌性长翅∶雄性长翅∶雄性截翅=2∶1∶1,即截翅果蝇全为雄果蝇。
考点二
伴性遗传的特点及应用　
1.性染色体传递特点(以XY型为例)
(1)X1Y中X1只能由父亲传给 ,Y则由父亲传给 。
(2)X2X3中X2、X3任何一条都可来自母亲,也可来自父亲,向下一代传递时,任何一条既可传给女儿,也可传给儿子。
(3)一对夫妇(X1Y和X2X3)生了两个女儿,则女儿中来自父亲的 ,来自母亲的 。
2.伴性遗传的概念:位于 染色体上的基因控制的性状,在遗传上总是和
相关联,这种现象叫作伴性遗传。
女儿
儿子
都为X1
既可能为X2,也可能为X3
基础知识·整合
性
性别
3.伴性遗传的类型和遗传特点分析(以XY型为例)
(1)伴X染色体隐性遗传——以红绿色盲为例。
远多于
(2)伴X染色体显性遗传——以抗维生素D佝偻病为例。
多于
母亲和女
儿
(3)伴Y染色体遗传——以外耳道多毛症为例。
世代连续性
4.伴性遗传在实践中的应用
(1)推测后代发病率,指导优生优育。
婚配实例 生育建议及原因分析
男性正常×女性色盲 生 ;原因:
抗维生素D佝偻病男性×女性正常 生 ;原因:
女孩
该夫妇所生男孩均患色盲,而女孩均正常
男孩
该夫妇所生女孩均患病,而男孩均正常
(2)根据性状推断性别,指导生产实践。
已知控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于Z染色体上,且芦花(B)对非芦花(b)为显性,请设计通过花纹选育“雌鸡”的遗传杂交实验,并写出遗传图解。
①选择亲本: 。
非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交
②遗传图解。
【提示】
③选择:从F1中选择表型为 的个体保留。
非芦花
1.判断正误
(1) (必修2 P34正文)雌雄异体生物的性别都是由性染色体决定的。(　　)
×
【提示】 蜜蜂是雌雄异体生物,但蜜蜂中的性别差异是由染色体组数决定的,雄蜂只有一个染色体组,蜂王和工蜂有两个染色体组。
深挖教材
(2)(必修2 P34正文)与性别相关联的性状遗传都是伴性遗传,都遵循孟德尔的遗传规律。(　　)
×
【提示】 位于性染色体上的基因控制的性状,在遗传上总是和性别相关联的现象称为伴性遗传,但并不是与性别相关联的性状遗传就是伴性遗传,如从性遗传。伴性遗传通常遵循孟德尔遗传规律。
(3)(必修2 P35正文)位于X染色体非同源区段的基因在体细胞中不存在等位基因。(　　)
×
【提示】 在雌性个体的体细胞中,位于X染色体非同源区段的基因成对存在。
(4)(必修2 P35思考·讨论)人类红绿色盲患者家系的系谱图中一定能观察到隔代遗传现象。(　　)
×
【提示】 红绿色盲遗传的特点之一是隔代交叉遗传,但患者家系的系谱图中不一定能观察到隔代遗传现象。
(5)(必修2 P37正文)抗维生素D佝偻病女患者的父亲和母亲可以都正常。
(　　)
×
【提示】 抗维生素D佝偻病女患者的父亲和母亲,二者之一必为患者。
2.规范表达
(1)(必修2 P35图2-12)人类的许多位于X染色体上的基因在Y染色体上无相应等位基因的原因是什么
【提示】 与人类的X染色体相比,Y染色体更短小,携带的基因比较少。
(2)(必修2 P37正文)红绿色盲基因(相关基因用B 、b表示)和抗维生素D佝偻病基因(相关基因用D 、d表示)同样都是位于X 染色体的非同源区段,前者是“男性患者远多于女性患者”,而后者是“女性患者多于男性患者”,其原因是什么
【提示】 红绿色盲基因为隐性基因,女性体细胞内的两条X 染色体上同时具有b基因时才会患病,而男性体细胞内只有一条X 染色体,只要具有一个b基因就表现为红绿色盲,所以“男性患者远多于女性患者”;而抗维生素D佝偻病基因为显性基因,女性体细胞内的两条X 染色体上只有同时具有d基因时才会正常,而男性的X染色体上只要具有一个d 基因就表现为正常,所以“女性患者多于男性患者”。
(3)(必修2 P40非选择题3)人们发现偶尔会有原来下过蛋的母鸡,以后却变成公鸡,长出公鸡的羽毛,发出公鸡样的啼声。从遗传的物质基础和性别控制的角度,分析这种现象出现的可能原因。
【提示】 性别和其他性状类似,也是受遗传物质和环境共同影响的,题述现象可能是某种环境因素,使性腺出现反转现象,但遗传物质组成不变。
能力3　根据伴性遗传的特点,考查科学思维能力
3.(2023·广东卷,16)鸡的卷羽(F)对片羽(f)为不完全显性,位于常染色体,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。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代个体表型和亲本不一样
B.分别从F1代群体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代群体Ⅰ中选择父本进行杂交
D.F2代中可获得目的性状能够稳定遗传的种鸡
关键能力·提升
C
4.(2022·广东卷,19节选)《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面,《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者,幻出嘉种”,表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培育蚕种的智慧,现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种,更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题。
研究小组了解到:①雄蚕产丝量高于雌蚕;②家蚕的性别决定为ZW型;③卵壳的黑色(B)和白色(b)由常染色体上的一对基因控制;④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄,满足大规模生产对雄蚕需求的目的,该小组设计了一个诱变育种的方案。
如图为方案实施流程及得到的部分结果。
统计多组实验结果后,发现大多数组别家蚕的性别比例与Ⅰ组相近,有两组(Ⅱ、Ⅲ)的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析:
①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于　　　　染色体上。
常
【解析】 ①分析题意和图示方案可知,黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达,转移情况可分为三种,即携带B基因的染色体片段转移到常染色体上、转移到Z染色体上、转移到W染色体上。辐射诱变黑壳卵(Bb),将诱变孵化后挑选的雌蚕作为亲本与雄蚕(bb)杂交,统计子代的黑壳卵孵化后雌雄家蚕的数目,结合图中的三组结果分析,Ⅰ组黑壳卵家蚕中雌雄比例接近1∶1,说明该性状与性别无关,即携带B基因的染色体片段转移到了常染色体上;Ⅱ组黑壳卵家蚕全为雌性,说明携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上;Ⅲ组黑壳卵家蚕全为雄性,说明携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上。
②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕(bb)杂交,子代中雌蚕的基因型是
(如存在基因缺失,亦用b表示)。这种杂交模式可持续应用于生产实践中,其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。
ZbWB
【解析】 ②Ⅱ组携带B基因的染色体片段转移到了W染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZbWB,其与白壳卵雄蚕(ZbZb)杂交,子代中雌蚕的基因型为ZbWB(黑壳卵),雄蚕的基因型为ZbZb(白壳卵),可以在卵期通过卵壳颜色区分性别。将子代黑壳卵雌蚕与白壳卵雄蚕杂交,后代类型保持不变,故这种杂交模式可持续应用于生产实践中。
③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕,但其后代仍无法实现持续分离雌雄,不能满足生产需求,请简要说明理由。
【答案】 ③Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子(基因型为ZBZb),与白壳卵雌蚕(ZbWb)杂交,后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法通过卵壳颜色区分性别。
【解析】 ③Ⅲ组携带B基因的染色体片段转移到了Z染色体上,亲本雌蚕的基因型为ZBWb,其与白壳卵雄蚕(ZbZb)杂交,子代中雌蚕的基因型为ZbWb(白壳卵),雄蚕的基因型为ZBZb(黑壳卵)。再将黑壳卵雄蚕(ZBZb)与白壳卵雌蚕(ZbWb)杂交,子代的基因型为ZBZb、ZbZb、ZBWb、ZbWb,即子代黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性,无法在卵期通过卵壳颜色区分性别,不能满足生产需求。

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