新高考生物一轮复习第四单元孟德尔定律和染色体与遗传第16讲遗传的染色体学说性染色体与伴性遗传讲义浙科.docx

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新高考生物一轮复习第四单元孟德尔定律和染色体与遗传第16讲遗传的染色体学说性染色体与伴性遗传讲义浙科

第16讲遗传的染色体学说、性染色体与伴性遗传

[考试标准]

知识内容

必考要求

加试要求

遗传的染色体学说

（1）基因行为与染色体行为的平行关系

（2）孟德尔定律的细胞学解释

a

b

a

b

性染色体与伴性遗传

（1）染色体组型的概念

（2）常染色体和性染色体

（3）XY型性别决定

（4）伴性遗传的概念、类型及特点

（5）伴性遗传的应用

a

a

b

b

c

a

a

b

b

c

考点一　遗传的染色体学说

1．遗传的染色体学说

（1）基因的行为和减数分裂过程中的染色体行为存在着平行关系

项目

基因

染色体

生殖过程中

在杂交过程中保持完整性和独立性

在细胞分裂各期中，保持着一定的形态特征

配子

单个

单条

体细胞中来源

成对存在，一个来自父方，一个来自母方

成对存在，一条来自父方，一条来自母方

形成配子时

等位基因分离，进入不同的配子；非等位基因自由组合

同源染色体分离，进入不同的配子；非同源染色体自由组合

（2）由上述平行关系得出的结论：

细胞核内的染色体可能是基因载体的学说，即遗传的染色体学说。

2．根据基因和染色体的平行关系，请你在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验（图中染色体上黑色横线代表基因位置）。

答案　在上述染色体的基因位置的一侧写出基因即可，设紫花基因用C表示，白花基因用c表示。

3．1910年，摩尔根用他发现的白眼雄果蝇做了杂交实验，其杂交实验图解如下：

P　　红眼雌　×　白眼雄

↓

F1　　　　红眼雌、雄

↓F1雌雄交配

F2　红眼雌、雄　白眼雄

3/4　　　　1/4

根据图解展示的实验结果回答相关问题：

（1）由实验现象可知：

白眼性状的表现，总与性别相联系。

（2）可推出实验结论：

控制白眼的基因在X染色体上。

（3）如果控制白眼基因用a表示，仅在X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因，请写出上述现象的遗传图解。

答案　如图所示

（4）如果用F1中的红眼雌果蝇进行测交，请写出其遗传图解。

答案　如图所示

[诊断与思考]

1．判断下列叙述的正误

（1）性染色体上的基因都与性别决定有关（　×　）

（2）性染色体上的基因都伴随性染色体遗传（　√　）

（3）生殖细胞中只表达性染色体上的基因（　×　）

（4）初级精母细胞和次级精母细胞中都一定含Y染色体（　×　）

2．书写常染色体上和性染色体上的基因型有什么不同？

提示　在基因型的书写中，常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上，性染色体上的基因则需将性染色体及其上的基因一同写出，如XBY。

一般常染色体上的基因写在前，性染色体及其上的基因写在后，如DdXBXb。

3．若控制某一性状的基因在X、Y染色体上有等位基因，则显性雄性个体的基因型有几种？

写出其基因型（用A、a表示）。

提示　3种。

XAYa、XAYA、XaYA。

题组一　染色体学说的判断与分析

1．下列有关染色体和基因关系的叙述，正确的是（　　）

A．X和Y两条性染色体上所含的基因数量不同

B．染色体是由DNA和蛋白质组成的

C．减数分裂时非等位基因都会随非同源染色体发生自由组合

D．性染色体上的基因在生殖细胞中表达，常染色体上的基因在体细胞中表达

答案　A

解析　由于X和Y两条性染色体长度不同，所以它们所含的基因数量也不同；染色体主要由DNA和蛋白质组成，另外也含有其他成分；非等位基因并不一定位于非同源染色体上；体细胞中也含有性染色体，性染色体上的基因也可在体细胞中表达。

2．下列叙述中，不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是（　　）

A．基因发生突变而染色体没有发生变化

B．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合

C．二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半

D．Aa杂合子发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状

答案　A

解析　非同源染色体和非等位基因均表现自由组合；二倍体生物的配子中染色体和基因数目均减半都说明了基因和染色体之间存在着明显的平行关系；Aa杂合子发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状，说明染色体缺失后导致了A基因的缺失，也能说明基因和染色体行为存在平行关系。

题组二　基因位置的确定

3．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

答案　D

解析　摩尔根等人提出“果蝇的白眼基因位于X染色体上”的结论是建立在孟德尔的遗传定律、萨顿提出的“基因位于染色体上”的假说及摩尔根利用白眼果蝇进行的实验基础上的；该结论与遗传信息的传递和表达即中心法则无关。

4．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

答案　B

解析　白眼基因无论是位于常染色体上，还是位于X染色体上，当白眼突变体与野生型个体杂交时，F1全部表现为野生型，雌雄中比例均为1∶1，A、C项错误；白眼基因若位于X染色体上，则白眼性状应与性别有关，其中B项是最早提出的实验证据，故B项正确，D项错误。

5．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．杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇

B．白眼雌果蝇×红眼雄果蝇

C．杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇

D．白眼雌果蝇×白眼雄果蝇

答案　B

解析　白眼雌果蝇×红眼雄果蝇组合，子代雄果蝇全为白眼，雌果蝇全为红眼，因此可直接判断性别。

1．基因在染色体上的2个要点

（1）染色体学说认为基因位于染色体上；摩尔根利用假设—演绎的方法证明了基因位于染色体上。

（2）真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上。

2．判断基因在常染色体上还是在X染色体上的方法

（1）若已知性状的显隐性

（2）若未知性状的显隐性

设计正反交杂交实验⇒

考点二　性染色体与伴性遗传的特点及其应用

1．染色体组型

（1）概念：

染色体组型又称染色体核型，指将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像。

（2）观察时期：

有丝分裂中期。

（3）应用

①判断生物的亲缘关系。

②诊断遗传病。

2．性染色体和性别决定

（1）染色体的类型

性染色体

常染色体

概念

与性别决定有直接关系

性染色体外的其他染色体

特点

雌、雄性个体不相同

雌、雄性个体相同

（2）XY型性别决定

①染色体的特点：

雄性个体体细胞内除含有数对常染色体外，还含有两个异型的性染色体，以XY表示；雌性个体体细胞内除含有数对常染色体外，还含有两个同型的性染色体，以XX表示。

②生物类型：

人、哺乳类、某些两栖类和许多昆虫。

3．伴性遗传病的实例、类型及特点（连线）

[诊断与思考]

1．判断下列叙述的正误

（1）生物的性别并非只由性染色体决定（　√　）

（2）性染色体上的基因都与性别决定有关（　×　）

（3）性染色体上的基因都伴随性染色体遗传（　√　）

（4）含X染色体的配子是雌配子，含Y染色体的配子是雄配子（　×　）

（5）玉米、小麦、西瓜等植物雌、雄同株，细胞内无性染色体（　√　）

2．下图表示X和Y染色体的同源区段和非同源区段，据图回答问题。

（1）X、Y染色体同源区段的基因遗传与性别有关吗？

请举例说明。

提示　假设控制某相对性状的基因（A、a）位于同源区段，则：

可见同源区段上的基因遗传与性别有关。

（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。

序号

图谱

遗传方式

判断依据

①

常隐

父母无病，女儿有病，一定是常隐

②

常显

父母有病，女儿无病，一定是常显

③

常隐或X隐

父母无病，儿子有病，一定是隐性

④

常显或X显

父母有病，儿子无病，一定是显性

⑤

最可能是X显（也可能是常隐、常显、X隐）

父亲有病，女儿全有病，最可能是X显

⑥

非X隐（可能是常隐、常显、X显）

母亲有病，儿子无病，非X隐

⑦

最可能在Y上（也可能是常显、常隐、X隐）

父亲有病，儿子全有病，最可能在Y上

题组一　性染色体组成与传递特点的分析

1．一个性染色体组成为XXY的男孩，下列情况中，其染色体畸变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

答案　D

解析　设控制色盲的基因为b。

A项，其父正常（XBY），其母色盲（XbXb），则该色盲男孩（XbXbY）的产生与其父无关；B项，其父母都正常，该色盲男孩（XbXbY）的产生也与其父无关；C项，其父色盲（XbY），其母正常（XBX－），该正常男孩（XBX－Y）的产生可能与其父有关，也可能与其母有关；D项，其父正常（XBY），其母色盲（XbXb），该正常男孩（XBXbY）的产生一定与其父有关。

2．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∶1B．雌∶雄＝1∶2

C．雌∶雄＝3∶1D．雌∶雄＝4∶1

答案　D

解析　按题意分两种情况，第一种情况是若卵细胞含Z染色体，则三个极体分别含Z、W、W染色体，卵细胞与其中之一结合后的情况是（ZZ）雄∶ZW（雌）＝1∶2，第二种情况是若卵细胞含W染色体，则三个极体分别含W、Z、Z染色体，卵细胞与其中之一结合后的情况是WW（不存活）∶ZW（雌）＝1∶2。

故综合两种情况，理论上这种方式产生后代的雌雄比例是雌∶雄＝4∶1。

题组二　伴性遗传的特点及其概率计算

3．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

答案　B

解析　短指是常染色体显性遗传病，与性别无关，在男性和女性中发病率是一样的，A错误；红绿色盲是X染色体隐性遗传病，致病基因在X染色体上，女性患者的两个X染色体上均有致病基因，其中一个来自父亲，一个来自母亲，父亲必然是该病患者，B正确；抗维生素D佝偻病是X染色体显性遗传病，女性性染色体为XX，只要有一个X染色体上有致病基因就为患者，所以女性发病率高于男性，C错误；常染色体隐性遗传病往往有隔代遗传现象，故D错误。

4．一个家庭中，父亲是色觉正常的多指（由常染色体上的显性基因控制）患者，母亲的表现型正常，他们却生了一个手指正常但患红绿色盲的孩子。

下列叙述正确的是（　　）

A．该孩子的色盲基因来自外祖母

B．这对夫妇再生一个男孩，其只患红绿色盲的概率是1/2

C．这对夫妇再生一个正常女儿的概率是1/4

D．父亲的精子不携带致病基因的概率是1/3

答案　C

解析　设控制手指的基因用A、a表示，控制色觉的基因用B、b表示，由题意知，该家庭中父母的基因型分别为AaXBY、aaXBXb，生育的手指正常但患红绿色盲的孩子一定为男孩，其色盲基因来自他的母亲，由于不知道外祖父母的表现型，故无法判断色盲基因来自于谁，故A错误；这对夫妇再生一个男孩，其只患红绿色盲的概率是1/2（手指正常概率）×1/2（男孩患色盲概率）＝1/4，故B错误；生育的女孩色觉都正常，这对夫妇再生一个正常女孩的概率是1/2（手指正常概率）×1/2（女孩的概率）＝1/4，故C正确；从父亲的基因型分析，基因型为aXB、aY的精子中不携带致病基因，占1/2，故D错误。

5．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XO）与正常灰色（t）雄兔交配，预期子代中褐色兔所占比例和雌、雄之比分别为（　　）

A．3/4与1∶1B．2/3与2∶1

C．1/2与1∶2D．1/3与1∶1

答案　B

解析　雌兔基因型为XTO，雄兔基因型为XtY，两兔交配，其子代基因型分别为XTXt、XtO、XTY、OY，因没有X染色体的胚胎是致死的，因此子代只有XTXt、XtO、XTY三种基因型的兔，且数量之比为1∶1∶1，子代中XTXt为褐色雌兔，XtO为灰色雌兔，XTY为褐色雄兔，故子代中褐色兔占2/3，雌、雄之比为2∶1。

题组三　遗传系谱图的判断

6．以下家系图中最可能属于常染色体上的隐性遗传、Y染色体遗传、X染色体上的显性遗传、X染色体上的隐性遗传的依次是（　　）

A．③①②④B．②④①③

C．①④②③D．①④③②

答案　C

解析　①存在“无中生有”的现象，应是隐性遗传，又因为患病的女儿其父亲正常，因此是常染色体上的隐性遗传。

②代代有患者，患病男性的女儿都有病，且第二代中两患者的后代中出现正常男性，因此最可能是X染色体上的显性遗传。

③存在“无中生有”的现象，是隐性遗传，且“母患子必患、女患父必患”，因此最可能是X染色体上的隐性遗传。

④存在明显的传男不传女现象，因此最可能是伴Y染色体遗传。

7．人类某遗传病受X染色体上的两对等位基因（A、a和B、b）控制，且只有A、B基因同时存在时个体才不患病。

不考虑基因突变和染色体畸变。

根据系谱图，下列分析错误的是（　　）

A．Ⅰ1的基因型为XaBXab或XaBXaB

B．Ⅱ3的基因型一定为XAbXaB

C．Ⅳ1的致病基因一定来自于Ⅰ1

D．若Ⅱ1的基因型为XABXaB，与Ⅱ2生一个患病女孩的概率为

答案　C

解析　图中的Ⅰ2的基因型为XAbY，其女儿Ⅱ3不患病，儿子Ⅱ2患病，故Ⅰ1的基因型为XaBXab或XaBXaB，A正确；Ⅱ3不患病，其父亲传给XAb，则母亲应能传给她XaB，B正确；Ⅳ1的致病基因只能来自Ⅲ3，Ⅲ3的致病基因只能来自Ⅱ3，Ⅱ3的致病基因可以来自Ⅰ1，也可来自Ⅰ2，C错误；若Ⅱ1的基因型为XABXaB，无论Ⅱ2的基因型为XaBY还是XabY，Ⅱ1与Ⅱ2（基因型为XaBY或XabY）生一个患病女孩的概率均为1/2×1/2＝1/4，D正确。

题组四　X、Y染色体同源区段和非同源区段上基因的传递规律的判断

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，如下图所示。

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

答案　C

解析　A项中亲本基因型是XBXB和XbYb，可见后代应全为刚毛个体；B项中亲本基因型是XAXA和XaY，可见后代应全为红眼个体；C项中亲本基因型是XBYB和XbXb，可见后代应全为刚毛个体，不会出现截毛个体；D项中亲本基因型是XAY和XaXa，可见后代雌性全表现为红眼，雄性全表现为白眼。

9．如图甲中Ⅰ表示X和Y染色体的同源区段，在该区段上基因成对存在，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。

请据图分析回答下列问题：

（1）果蝇的B和b基因位于图甲中的________（填序号）区段，R和r基因位于图甲中的________（填序号）区段。

（2）在减数分裂时，图甲中的X和Y染色体之间有交叉互换现象的是________（填序号）区段。

（3）红眼雄果蝇和红眼雌果蝇的基因型分别为__________________和____________。

（4）已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，并设计实验探究基因B和b在性染色体上的位置情况。

①可能的基因型：

____________________________________________________。

②设计实验：

___________________________________________________________

________________________________________________________________________。

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　

（1）Ⅰ　Ⅱ　

（2）Ⅰ　（3）XRY　XRXR或XRXr　（4）①XBYb或XbYB　②让该果蝇与截毛雌果蝇杂交，分析后代的表现型　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

解析　

（1）由题图可知，基因B位于X染色体上，基因b位于Y染色体上，因此基因B和b应位于图甲中的Ⅰ区段，而基因R和r只存在于X染色体上，应位于图甲中的Ⅱ区段。

（2）减数分裂过程中，X、Y染色体上同源区段中的非姐妹染色单体可能发生交叉互换，即图甲中的Ⅰ区段。

（3）由于控制眼色的基因R、r位于X和Y染色体的非同源区段，所以，红眼雄果蝇的基因型为XRY，红眼雌果蝇的基因型为XRXR或XRXr。

（4）由于基因B和b位于图甲中的Ⅰ区段，刚毛对截毛为显性，所以刚毛雄果蝇的基因型为XBYb或XbYB。

要探究基因B和b在X、Y染色体上的位置，应让该果蝇与截毛雌果蝇（XbXb）杂交，再根据后代的表现型确定该对基因分别所处的位置。

1．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。

2．快速突破遗传系谱题思维模板

3．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。