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伴性遗传基本原理和方法
内容导读
在分离定律和自由组合定律之后，伴性遗传是遗传题常出现的第三个基础概念，这种特殊的遗传方式在遗传过程中往往也符合分离定律和自由组合定律，但是其性状遗传和性别相关，并有一定的规律，这个规律就成为题目常考的考点。分离定律、自由组合定律，再综合伴性遗传就是一道较为常规的遗传大题，在之前我们已经分析了分离定律和自由组合定律的相关解题方法，本节内容详细分析伴性遗传的原理和基本特点。
必备知识
伴性遗传的提出和相关实验
1.萨顿的假说
（1）假说内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因在染色体上。
（2）原因（依据）：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
2.摩尔根的果蝇眼色实验
（1）实验过程（提出问题）
（2）实验假说：控制白眼的基因在X染色体上。（提出假说）
（3）摩尔根的测交实验设计（演绎推理）
测交实验的结果验证了摩尔根的推测，证明了基因位于染色体上。
二、染色体和遗传规律的关系及其知识补充
摩尔根的果蝇眼色实验证明了基因和染色体的关系：基因在染色体上，且呈线性排列。同时说明分离定律和自由组合定律的实质是基因随染色体分离和自由组合。分离和自由组合的过程均发生在减数分裂过程中，以下总结分离定律和自由组合定律在减数分裂中的实质。
1.分离定律细胞学基础
减数分裂过程同源染色体分离示意图
分离定律的实质：同源染色体上的等位基因，随着减数第一次分裂的后期同源染色体的分离而分离，进入不同的配子中。
2.自由组合定律细胞学基础
自由组合定律的实质：减数第一次分裂的后期，同源染色体分离、非同源染色体自由组合。非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合。在有两对等位基因位于非同源染色体上的情况下，有两种组合方式。一个精原细胞可以形成基因型互补的两种精子（不考虑交叉互换）；一个个体可以形成四种精子。
3.染色体基础知识补充
（1）染色体的分类及果蝇/人类的染色体组型
①根据来源分为：同源染色体和非同源染色体
②根据与性别关系分为：常染色体和性染色体，其中性染色体决定性别。常染色体两两相同，性染色体一般不同。
③掌握果蝇和人类的染色体组型，基因测序时，人需要测24条染色体（22+XY），果蝇需测5条。
（2）一条染色体上有许多基因，但基因不都位于染色体上。如真核生物的细胞质中的基因位于线粒体和叶绿体的DNA上，原核生物细胞中的基因位于拟核DNA或质粒DNA上.
（3）并非所有的生物都有性染色体，由性染色体决定性别的生物才有性染色体，雌雄同株的植物一般无性染色体，较原始的原生生物等一般无性染色体，原核生物和病毒无染色体.
（4）基因在染色体上呈线性排列。见图
（5）性别决定方式
①性染色体决定
a.XY型
雄性：常染色体+XY（异型），雌性：常染色体+XX（同型）
生物类型：某些鱼类、两栖类、所有哺乳动物、人类、果蝇和雌雄异体的植物如菠菜、大麻）等。
b.ZW型
雄性：常染色体+ZZ（同型），雌性：常染色体+ZW（异型）。
生物类型：鸟类、蛾蝶类等
②其他类型
如玉米的性别由基因型决定，蜜蜂的性别由染色体组数决定，甚至个别类型的生物会发生性反转，且在改变性别后可能具有一定的生育能力，这些性别决定需要根据题目信息进行判断和应用。
典例剖析
【例1】下列各项中，不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是（
）
A.基因、染色体在生殖过程中的完整性和独立性
B.体细胞中基因、染色体成对存在，配子中二者都是单独存在
C.体细胞中成对的基因、同源染色体都是一个来自母方，一个来自父方
D.等位基因、非同源染色体的自由组合
【例2】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.在不发生突变的情况下，双亲表现正常，也可能生出患红绿色盲的儿子
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
【例3】下列与性别决定有关的叙述，正确的是（
）
A.蜜蜂中的个体差异是由性染色体决定的
B.玉米的雌花和雄花中的染色体组成相同
C.鸟类、两栖类的雌性个体都是由两条同型的性染色体组成
D.环境不会影响生物性别的表现
【例4】火鸡的性别决定方式是ZW型（♀zW，♂ZZ）。曾有人发现少数雌火鸡（ZW）的卵细胞未与精子结合，也可以发育成二倍体后代。遗传学家推测，该现象产生的原因可能是：卵细胞与其同时产生的三个极体之一结合，形成二倍体后代（WW的胚胎不能存活）。若该推测成立，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是（
）
A.雌：雄=1：1
B.雌：雄=1：2
C.雌：雄=3：1
D.雌：雄=4：1
三、伴性遗传的类型和特点
1.概念
伴性遗传：是指在遗传过程中的子代部分性状由性染色体上的基因控制，这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传方式就称为伴性遗传。
2类型
（1）伴X染色体隐性遗传（以红绿色盲为例）
①基因位置：位于X染色体上，Y染色体上无等位基因，对应下图的Ⅰ非同源区。
②人类红绿色盲的基因型和表现型：
③人类红绿色盲遗传的主要婚配方式及遗传特点
尽管伴性遗传对应基因型比常染色体更多，但由于仅在男女之间存在交配繁殖过程，因此交配方式也只有六种，我们举两个例子说明伴X染色体隐性遗传的特点：
I·交又遗传：子代中男性患者XbY的致病基因Xb来自母亲，又将其传递给女儿；故其遗传特点为：交叉遗传。注意交叉遗传是伴X染色体基因的特点，伴X染色体的显隐性基因均有交又遗传的特点。
Ⅱ.隔代遗传：一个不患病的女性携带者XBXb，其父亲和儿子可能都患病；说明其遗传特点为：隔代遗传。注意隔代遗传是所有隐性基因的特点，常染色体隐性基因和伴X染色体隐性基因均有隔代遗传的特点。
Ⅲ.男性患者多于女性患者
Ⅳ女患者（XbXb）的父亲和儿子基因型为XbY，一定患病。
④其他伴X染色体隐性遗传性状：血友病、果蝇红白眼色的遗传。
（2）伴X染色体显性遗传（以抗维生素D佝偻病为例）
①基因位置：位于X染色体上，Y染色体上无等位基因，同样对应下图的I非同源区。
②抗维生素D佝偻病的基因型和表现型
③抗维生素D佝偻病遗传特点
I.连续遗传：患者XDX-或XDY亲代至少有一个XD基因，具有此基因的个体是患者，说明伴X染色体显性遗传具有世代连续性。注意连续遗传是所有显性基因的特点，常染色体显性基因和伴X染色体显性基因对应的性状均有连续遗传的特点。
Ⅱ·女性患者多于男性
Ⅲ.男患者（XDY）的母亲和女儿基因型为XDX-，一定患病。
（3）伴Y染色体遗传
①基因位置：位于Y染色体上，X染色体上无等位基因，对应下图的Ⅲ非同源区
②遗传特点
I.由于Y染色体在男性亲子代之间连续遗传，因此伴Y染色体遗传的性状在男性中连续遗传。
Ⅱ.患者全部是男性，男性全部是患者，女性都正常
Ⅲ.男性外耳道多毛症
（4）拓展：线粒体遗传（母系遗传）
①基因位置：线粒体的环状裸露DNA上。
②遗传特点：由于线粒体的基因全部由母本的卵细胞提供，因此线粒体遗传是母系遗传，患病母亲的后代都患病，正常母亲的后代都正常，和父亲无关（母传父不传）。
例如肌萎缩症。
（5）X、Y染色体同源区段与非同源区段的基因遗传总结
①X、Y染色体非同源区段的基因遗传（常见的伴性遗传只考虑这种情况）
如图Ⅱ-1区段为Y染色体上的非同源区段，其上的遗传为伴Y染色体遗传；Ⅱ-2区段为X染色体上的非同源区段，其上的遗传为伴X染色体遗传。
②X、Y染色体同源区段的基因遗传
假设控制某相对性状的基因A（a）位于I区段，则有
因此I区段上的基因的遗传与性别仍有关，是伴性遗传
【例5】人的X染色体和Y染色体形态不完全相同，存在着同源区（Ⅱ）和非同源区（Ⅰ、Ⅲ），如图所示。下列有关叙述中，错误的是（
）
A.I片段上隐性基因控制的遗传病，男性患病率高于女性
B.Ⅱ片段上基因控制的遗传病，男性患病率不一定等于女性
C.Ⅲ片段上基因控制的遗传病，患病者全为男性
D.X、Y染色体为非同源染色体，减数分裂过程中不能联会
【例6】2015年2月3日，英国国会表决同意允许医学界利用3个人的基因共同育子，成为全世界第一个准许“三亲育子”的国家。“三亲育子”技术是将父母细胞核基因与一位妇女捐赠者的健康线粒体结合在一起，引人的基因只占婴儿总基因的0.1%。这项技术旨在防止因线粒体基因缺陷引起的严重遗传疾病。下列相关描述正确的是（
）
A.线粒体基因缺陷引起的遗传病是母系遗传病，传女不传男
B.“三亲育子”可能会用到人工授精技术、胚胎移植技术等
C.通过“三亲育子”技术得到的“三亲婴儿”的健康线粒体基因不一定能传给其后代
D.若父亲患有线粒体基因缺陷病，需要通过“三亲育子”技术避免将有缺陷的基因传给下一代
【例7】雌性火鸡的两条性染色体是异型的（ZW）。将3只表现正常但产生过患白化病火鸡的雄火鸡与多只正常雌火鸡（无亲缘关系）交配，共得到229只幼禽，其中有55只白化幼禽且均为雌性。下列叙述错误的是（
）
A.火鸡白化性状属于隐性性状
B.控制白化性状的基因位于Z染色体上
C.表现正常的幼禽基因型可能不同
D.表现白化的幼禽不一定都是纯合子
章节练习
【练习1】萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，下列不属于他所依据的“平行”关系的是（
）
A.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只含有成对中的一个
B.非等位基因在形成配子时自由组合；非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合
C.作为遗传物质的DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的
D.基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
【练习2】科学的研究方法是取得成功的关键，假说一演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法，人类在探索基因神秘踪迹的历程中，进行了如下研究
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验：提出了生物的性状由遗传因子（基因）控制
②1903年萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程，提出假说：基因在染色体上
③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验：找到基因在染色体上的实验证据他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为（
）
A.①假说一演绎法②假说一演绎法③类比推理
B.①假说一演绎法②类比推理③类比推理
C.①假说一演绎法②类比推理③假说一演绎法
D.①类比推理②假说一演绎法③类比推理
【练习3】摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传，在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是（
）
A.白眼突变体与野生型个体杂交，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为1：1
B.F1自由交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性
C.F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄中比例均为1：1
D.白眼雌性与野生型雄性杂交，后代白眼全部为雄性，野生型全部为雌性
满分之路遗传
【练习4】果蝇具有易饲养、性状明显等优点，是经典的遗传学实验材料。已知果蝇红眼为伴X显性遗传，其隐性性状为白眼。下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代性别的一组是（
）
A.杂合红眼雌果蛆ⅹ红眼雄果蝇
B.白眼雌果蝇ⅹ红眼雄果蝇
C.杂合红眼雌果蝇ⅹ白眼雄果蝇
D.白眼雌果蝇ⅹ白眼雄果蝇
【练习5】一个性染色体组成为XXY的男孩，下列情况中，其染色体变异一定与他的父亲有关的是（
）
A.男孩色盲，其父正常，其母色盲
B.男孩色盲，其父正常，其母正常
C.男孩正常，其父色盲，其母正常
D.男孩正常，其父正常，其母色盲
【练习6】抗维生素D佝偻病为x染色体显性遗传病，短指为常染色体显性遗传病，红绿色盲为X染色体隐性遗传病，白化病为常染色体隐性遗传病。下列关于这四种遗传病遗传特征的叙述，正确的是（
）
A.短指的发病率男性高于女性
B.红绿色盲女性患者的父亲是该病的患者
C.抗维生素D佝偻病的发病率男性高于女性
D.白化病通常会在一个家系的几代人中连续出现
【练习7】人们在野兔中发现了一种使毛色为褐色的基因（T）位于X染色体上。已知没有X染色体的胚胎是致死的。如果褐色的雌兔（染色体组成为X0）与正常灰色（t）雄兔交配，预期子代中褐色免所占比例和雌、雄之比分别为（
）
A.3/4与1：1
B.2/3与2：1
C.1/2A与1:2
D.1/3与1：1
【练习8】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。下列分析正确的是（
）
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
【例9】如图甲中I表示X和Y染色体的同源区段，在该区域上基因成对存在，Ⅱ和Ⅲ是
非同源区段，在Ⅱ和Ⅲ上分别含有X和Y染色体所特有的基因．在果蝇的x和Y染色体上分别含有图乙所示的基因，其中B和b分别控制果蝇的刚毛和截毛性状，R和r分别控制果蝇的红眼和白眼性状．请据图回答问题．
（1）果蝇的B和b基因位于图甲中的___（填序号）区段，R和r基因位于圈甲中的___（填序号）区段．
（2）红眼雄果蝇和红眼雌果蝇的基因型分别为
和
．
（3）己知某一刚毛雄果蝇的体细胞中有B和b两种基因，请写出该果蝇可能的基因型，并设计实验探究B和b在性染色体上的位置情况．
①可能的基因型：XBYb或
．
②设计实验：让该果蝇与
雌果蝇杂交，分析后代的表现型．
③预测结果：如果后代中雌性个体全为刚毛，雄性个体全为截毛，说明
；如果后代中雌性个体全为截毛，雄性个体全为刚毛，说明
．
答案
例题
1D
2
B
3B
4D
5D
6?C
7D
练习
1C
2
C
3B
4B
5D
6B
7B
8C
9（1）I
Ⅱ
（2）XRY??
XRXR或XRXr
（3）①XbYB?②截毛
③B和b分别位于X和Y染色体上??
B和b分别位于Y和X染色体上

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