高中生物 第2章 染色體與遺傳 第3節(jié) 性染色體與伴性遺傳學(xué)案 浙科版必修2

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第三節(jié)　性染色體與伴性遺傳 1．記住染色體組型，辨認(rèn)常染色體和性染色體。 2．分析XY型性別決定。(重點(diǎn)) 3．分析伴性遺傳的特點(diǎn)。(難點(diǎn)) 4．說出人類常見的伴性遺傳病。 染 色 體 組 型 、 性 染 色 體 與 性 別 決 定 1．染色體組型 (1)概念：又稱染色體核型，指將某種生物體細(xì)胞內(nèi)的全部染色體，按大小和形態(tài)特征進(jìn)行配對(duì)、分組和排列所構(gòu)成的圖像。 (2)作用：體現(xiàn)該生物染色體數(shù)目和形態(tài)特征的全貌。 (3)確定染色體組型的步驟 ①對(duì)處于有絲分裂中期的染色體進(jìn)行顯微攝影。 ②測(cè)量顯微照片上的染色體。 ③剪貼染色體并進(jìn)行配對(duì)、分組和排隊(duì)。 ④形成染色體組型的圖像。 (4)特點(diǎn)：有種的特異性。 (5)意義 ①判斷生物的親緣關(guān)系。 ②診斷遺傳病。 2．性染色體和性別決定 (1)染色體類型 功能 存在特點(diǎn) 常染色體 與性別決定無(wú)關(guān) 在雌雄個(gè)體的細(xì)胞中均相同 性染色體 與性別決定有關(guān) 在雌雄個(gè)體的細(xì)胞中有差異 (2)性別決定的主要類型：XY型和ZW型。 (1)XY型性別決定的生物染色體的存在特點(diǎn)： 雌性體細(xì)胞染色體組成：2A＋XX。 雄性體細(xì)胞染色體組成：2A＋XY。 (2)范圍：人及哺乳動(dòng)物、某些兩棲類和許多昆蟲。 (3)XY型性別決定圖解： 探討：所有的生物都有性染色體嗎？ 提示：并不是所有生物都有性染色體，如小麥、玉米等雌雄同株的植物就沒有性染色體。 探討：以人為例，寫出人體細(xì)胞的染色體組成。 提示：男性：44＋XY；女性：44＋XX。 探討：試比較人體細(xì)胞中的X染色體與Y染色體。 提示：X和Y染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和大小上具有明顯差別，大的為X染色體，小的為Y染色體，Y染色體上的基因較X染色體上少，所以一般位于X染色體上的基因在Y染色體上沒有相應(yīng)的等位基因。 探討：性別決定發(fā)生于什么時(shí)候？ 提示：受精時(shí)刻，即受精卵形成時(shí)。 1．性別決定與染色體的關(guān)系 2．X、Y染色體的來(lái)源及傳遞規(guī)律 (1)X1只能傳給女兒，傳給孫子、孫女的概率為0，傳給外孫或外孫女的概率為1/2。 (2)該夫婦生兩個(gè)女兒，則來(lái)自父親的染色體都為X1，應(yīng)相同；來(lái)自母親的染色體既可能為X2，也可能為X3，不一定相同。 1．人類染色體組型是指(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35930016】 A．對(duì)人類染色體進(jìn)行分組、排列和配對(duì) B．代表了生物的種屬特征 C．人的一個(gè)體細(xì)胞中全部染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征 D．人們對(duì)染色體的形態(tài)特征的分析，依據(jù)的是著絲粒的位置 【解析】　人類染色體組型是指人的一個(gè)體細(xì)胞中全部染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。染色體組型也叫染色體核型，是指某一種生物體細(xì)胞中全部染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)特征。常以有絲分裂中期的染色體作為觀察染色體組型的對(duì)象。對(duì)形態(tài)特征的觀察和分析，主要根據(jù)染色體上著絲粒的位置進(jìn)行。 【答案】　A 2．下列有關(guān)性別決定的敘述，正確的是(　　) A．同型性染色體決定雌性個(gè)體的現(xiàn)象在自然界中比較普遍 B．XY型性別決定的生物，Y染色體都比X染色體短小 C．含X染色體的配子是雌配子，含Y染色體的配子是雄配子 D．各種生物細(xì)胞中的染色體都可分為性染色體和常染色體 【解析】　雌、雄異體的生物中，普遍存在同型性染色體(如XX)決定雌性個(gè)體的現(xiàn)象。果蠅是XY型性別決定的生物，它的Y染色體較X染色體大一些。XY雄性個(gè)體產(chǎn)生兩種雄配子，分別含X染色體和含Y染色體。大部分被子植物是不分性別的，即沒有性染色體。 【答案】　A 伴 性 遺 傳 1．概念 位于性染色體上的基因所控制的性狀表現(xiàn)出與性別相關(guān)的遺傳方式。 2．果蠅的伴性遺傳實(shí)驗(yàn) (1)選擇果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn) ①體小；②繁殖快；③生育力強(qiáng)；④容易飼養(yǎng)。 (2)實(shí)驗(yàn)假設(shè)：白眼基因(w)是隱性基因，位于X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因。 (3)結(jié)論： ①果蠅的白眼性狀遺傳確實(shí)與性別有關(guān)； ②控制白眼性狀的基因確實(shí)位于性染色體上。 (4)意義 ①證實(shí)了孟德爾定律的正確性； ②人類歷史上第一個(gè)將一個(gè)特定的基因定位在一條特定的染色體(X染色體)上的科學(xué)家是摩爾根。 3．人類的伴性遺傳 由位于X或Y性染色體上的基因所控制的性狀或遺傳病會(huì)隨X或Y染色體的傳遞而遺傳。 (1)伴X染色體隱性遺傳 ①概念：由X染色體攜帶的隱性基因所表現(xiàn)的遺傳方式。 ②實(shí)例：血友病、紅綠色盲等。 假定H、h分別為顯性和隱性基因，則與血友病有關(guān)的基因型和表現(xiàn)型為：男性正常XHY，男性患者XhY，女性正常XHXH，女性攜帶者XHXh，女性患者XhXh。 ③特點(diǎn)：男性患者多于女性患者。 (2)伴X染色體顯性遺傳 ①含義：由X染色體攜帶的顯性基因所表現(xiàn)的遺傳方式。 ②實(shí)例：抗維生素D佝僂病。 假定致病基因?yàn)锳，則女性患者基因型為XAXA、XAXa；女性正?；蛐蜑閄aXa；男性患者基因型為XAY；男性正?；蛐蜑閄aY。 ③特點(diǎn)：女性患者多于男性患者。 (3)伴Y染色體遺傳 ①概念：由Y染色體攜帶的基因所表現(xiàn)的遺傳方式。 ②實(shí)例：外耳道多毛癥。 ③特點(diǎn)：傳男不傳女。 探討：果蠅細(xì)胞內(nèi)的基因都位于染色體上嗎？請(qǐng)舉例說明。 提示：不是。細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的基因不位于染色體上，只有核基因位于染色體上。 探討：常染色體只存在于體細(xì)胞中嗎？性染色體只存在生殖細(xì)胞中嗎？ 提示：在體細(xì)胞和生殖細(xì)胞中，都存在常染色體和性染色體。 探討：色盲調(diào)查結(jié)果顯示，人群中男性色盲患病率(7%)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于女性(0.49%)，出現(xiàn)這么大差異的原因是什么？ 提示：女性體細(xì)胞內(nèi)兩條X染色體上同時(shí)有b基因(XbXb)時(shí)，才會(huì)表現(xiàn)為色盲；男性體細(xì)胞中只有一條X染色體，只要有色盲基因b，就表現(xiàn)為色盲。所以，色盲患者總是男性多于女性。 探討：試分析患抗維生素D佝僂病的男性與正常女性結(jié)合產(chǎn)生的后代中，女性都是患者，男性都正常的原因。 提示：男性患者和正常女性的基因型分別為XDY和XdXd，他們結(jié)合產(chǎn)生的后代男性均為XdY，女性均為XDXd，因此，女性均患病，男性均正常。 探討：是否只有X染色體上的基因控制的遺傳病才屬于伴性遺傳??？ 提示：Y染色體上的基因控制的遺傳病也屬于伴性遺傳病。 1．摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)分析 (1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 　P　　　　 　　F1　　 　　　F2 ―→―→ (2)相關(guān)說明： ①果蠅的紅眼、白眼是一對(duì)相對(duì)性狀。 ②F1全為紅眼，則紅眼是顯性性狀。 ③F2中紅眼∶白眼＝3∶1，符合分離定律，紅眼和白眼受一對(duì)等位基因控制。 ④白眼性狀的表現(xiàn)與性別相聯(lián)系。即控制眼色的基因位于X染色體上，Y染色體上沒有相關(guān)基因。各種果蠅的基因型及表現(xiàn)型如下表： 雌果蠅 雄果蠅 基因型 XWXW XWXw XwXw XWY XwY 表現(xiàn)型 紅眼 紅眼 白眼 紅眼 白眼 2.幾種常見伴性遺傳方式的特點(diǎn)分析 種類 患者基因型 遺傳特點(diǎn) 舉例 典型遺傳圖譜 女性 男性 X染色體上隱性遺傳 XbXb XbY ①男性患者多于女性患者 ②往往有隔代、交叉遺傳現(xiàn)象 ③女患者的父親和兒子一定患病 紅綠色 盲、血 友病 X染色體上顯性遺傳 XAXA、 XAXa XAY ①女性患者多于男性患者 ②具有世代連續(xù)性(也有交叉遺傳現(xiàn)象) ③男患者的母親和女兒一定患病 抗維生素D佝僂病 Y染色體遺傳 無(wú) XYH 患者全為男性，且“父→子→孫” 外耳道多毛癥 3.遺傳系譜圖中遺傳病的判斷 (1)首先確定是否為伴Y遺傳： ①若系譜圖中女性全正常，患者全為男性，而且患者的父親、兒子全為患者，則為伴Y遺傳。如圖： ②若系譜圖中，患者有男有女，則不是伴Y遺傳。 (2)其次確定是顯性遺傳還是隱性遺傳： ①“無(wú)中生有”是隱性遺傳病，如下圖1。 ②“有中生無(wú)”是顯性遺傳病，如下圖2。 圖1　　　　　　　圖2 (3)確定是常染色體遺傳還是伴X遺傳： ①在已確定是隱性遺傳的系譜中： a．若女患者的父親和兒子都患病，則最大可能為伴X隱性遺傳，如下圖1。 b．若女患者的父親和兒子中有正常的，則一定為常染色體隱性遺傳，如下圖2。 伴X隱性遺傳　　　　　　　　常染色體隱性遺傳 圖1　 圖2 ②在已確定是顯性遺傳的系譜中： a．若男患者的母親和女兒都患病，則最大可能為伴X顯性遺傳，如下圖1。 b．若男患者的母親和女兒中有正常的，則一定為常染色體顯性遺傳，如下圖2。 伴X顯性遺傳　　　　　常染色體顯性遺傳 圖1　　　　　　　　　圖2 (4)不能直接確定的類型： 若系譜中無(wú)法利用上述特點(diǎn)作出判斷，只能從可能性的大小來(lái)推斷： ①若代代連續(xù)，則很可能為顯性遺傳。 ②若男女患者各占約1/2，則很可能是常染色體上的基因控制的遺傳病。 ③若男女患者數(shù)量相差較大，則很可能是性染色體上的基因控制的遺傳病，又可分為三種情況： a．若系譜中患者男性明顯多于女性，則該遺傳病最可能是伴X染色體隱性遺傳病。 b．若系譜中患者女性明顯多于男性，則該病最可能是伴X染色體顯性遺傳病。 c．若系譜中，每個(gè)世代表現(xiàn)為父親有病，兒子全病，女兒全正常，患者只在男性中出現(xiàn)，則更可能是伴Y染色體遺傳病。 【特別提醒】　遺傳系譜圖的判定口決 母女正常父子病，父子相傳為伴Y。 無(wú)中生有為隱性，隱性遺傳看女病，父子無(wú)病非伴性。 有中生無(wú)為顯性，顯性遺傳看男病，母女無(wú)病非伴性。 1．果蠅的大翅和小翅是一對(duì)相對(duì)性狀，由一對(duì)等位基因A、a控制?，F(xiàn)用大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進(jìn)行交配，再讓F1雌雄個(gè)體相互交配，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 雌果蠅 雄果蠅 F1 大翅620 大翅617 F2 大翅2 159 大翅1 011　小翅 982 下列分析不正確的是(　　) A．果蠅翅形大翅對(duì)小翅為顯性 B．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷果蠅的翅形遺傳遵循基因分離定律 C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可證明控制翅形的基因位于X染色體上 D．F2中雌果蠅基因型相同，雄果蠅有兩種基因型 【解析】　大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進(jìn)行交配，F(xiàn)1全是大翅果蠅，所以大翅對(duì)小翅為顯性。根據(jù)題中信息“F2：大翅雌果蠅2 159只，大翅雄果蠅1 011只，小翅雄果蠅982只”可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分離定律，又因?yàn)樾〕峁壷怀霈F(xiàn)在雄性中，可推知控制翅形的基因位于X染色體上。遺傳圖解如下： 可見，F(xiàn)2中雌果蠅有兩種基因型，分別為XAXA和XAXa。 【答案】　D 2．下圖是六個(gè)家族的遺傳圖譜，請(qǐng)據(jù)圖回答： (1)可判斷為伴X染色體顯性遺傳的是 。 (2)可判斷為伴X染色體隱性遺傳的是 。 (3)可判斷為伴Y染色體遺傳的是 。 (4)可判斷為常染色體遺傳的是 。 【解析】　D圖為伴Y染色體遺傳，因?yàn)槠溥z傳特點(diǎn)是父?jìng)髯?，子傳孫。由B圖中父親患病，所有的女兒都患病，可判斷該病為伴X染色體顯性遺傳。C圖和E圖是伴X染色體隱性遺傳，因?yàn)镃圖中母親患病，所有的兒子都患病，而父親正常，所有的女兒都正常；E圖中男性將致病基因通過女兒傳給了外孫。A圖和F圖是常染色體隱性遺傳，首先根據(jù)“無(wú)中生有”判斷為隱性遺傳，再根據(jù)父親無(wú)病，而兩個(gè)家族中都有女兒患病判斷為常染色體遺傳。 【答案】　(1)B　(2)C、E　(3)D　(4)A、F 1．在下列人類生殖細(xì)胞中，哪兩種細(xì)胞結(jié)合成的受精卵會(huì)發(fā)育成正常的男孩？(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35930017】 ①23＋X　　②22＋X　?、?1＋Y　?、?2＋Y A．①和③　　　　 B．②和③ C．①和④ D．②和④ 【解析】　要發(fā)育成正常的男孩，在精子當(dāng)中必須含有Y染色體，再加上22條常染色體，因此精子必須選擇④，而正常的卵細(xì)胞必須含22條常染色體和一條X染色體，故選擇②。 【答案】　D 2．人類血友病是一種伴性遺傳病，控制這種病的基因是隱性的，位于X染色體上，則患者與性別之間的關(guān)系是(　　) A．男性多于女性 B．全部是女性 C．女性多于男性 D．男女一樣多 【解析】　血友病是伴X染色體隱性遺傳病(用H、h表示相關(guān)基因)，女性的基因型為XHXh時(shí)表現(xiàn)正常，但為血友病基因的攜帶者，女性的基因型為XhXh時(shí)表現(xiàn)為有病，而男性只要是X染色體上含有血友病基因就為患者。所以男性多于女性。 【答案】　A 3．多指基因位于常染色體上，由顯性基因A控制，色盲基因位于X染色體上，由隱性基因b控制，在人群中，這兩種性狀的基因型種類數(shù)分別為(　　) A．3；3 B．3；5 C．3；6 D．5；5 【解析】　常染色體上的基因型男性與女性無(wú)差異，所以書寫時(shí)無(wú)須區(qū)分性別，所以只有AA、Aa、aa三種基因型；X染色體上的基因，由于Y染色體上沒有其等位基因，所以與性別有關(guān)，女性中基因型是XBXB、XBXb、XbXb；男性中基因型是XBY、XbY，共有5種。 【答案】　B 4．觀察下列四幅遺傳系譜圖，回答有關(guān)問題。 (1)圖中肯定不是伴性遺傳的是(　　) A．①③ B．②④ C．①② D．③④ (2)若已查明系譜③中的父親不攜帶致病基因，則該病的遺傳方式為 ，判斷依據(jù)是 。 (3)按照(2)題中的假設(shè)求出系譜③中下列概率： ①該對(duì)夫婦再生一患病孩子的概率： 。 ②該對(duì)夫婦所生兒子中患病的概率： 。 ③該對(duì)夫婦再生一患病兒子的概率： 。 【解析】　(1)比較四組系譜圖，可發(fā)現(xiàn)系譜圖①③雙親均正常而孩子中有患者，可推知雙親的正常性狀為顯性，孩子患病性狀為隱性，而系譜圖②④雙親均為患者，孩子中有正常性狀，故可推知患病性狀為顯性，正常性狀為隱性。 對(duì)于系譜圖①在已知致病基因?yàn)殡[性的前提下，由于女兒為患者而其父親仍屬正常，可肯定致病基因不在X染色體上，且系譜中兒子為患者，父親卻正常，也可肯定不屬伴Y染色體遺傳。 對(duì)于系譜圖②，在已知致病基因?yàn)轱@性的前提下，由于父親患病，女兒中卻有正常者，故可肯定其致病基因不在X染色體上，有女患者可否定伴Y染色體遺傳。 (2)由于系譜圖③致病基因?yàn)殡[性，若為常染色體遺傳，患者的雙親中均應(yīng)含致病基因，而題中已知“父親不攜帶致病基因”，故可推知致病基因不在常染色體上，也可否定伴Y染色體遺傳，因此，③中的致病基因應(yīng)位于X染色體上。 (3)按照(2)題中的推斷，系譜③為伴X染色體隱性遺傳，可推知夫婦雙方的基因型應(yīng)為：夫—XBY，婦XBXb，據(jù)此可算出如下概率：該夫婦再生一患病孩子的概率為1/4；該夫婦所生兒子中患病的概率為1/2(只在兒子中求)；該夫婦再生一患病兒子的概率為1/4。 【答案】　(1)C (2)伴X染色體隱性遺傳　夫婦雙方正常，孩子中有患者表明致病基因?yàn)殡[性，父親不攜帶致病基因，表明致病基因不在常染色體上，也不在Y染色體上 (3)①1/4?、?/2?、?/4 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.染色體組型包括常染色體和性染色體。 2.性別決定的主要類型是XY型。 3.位于性染色體上的基因所控制的性狀表現(xiàn)出與性別相聯(lián)系的遺傳方式稱為伴性遺傳。 4.伴X隱性遺傳病的遺傳特點(diǎn) (1)男患者多于女患者。 (2)女患者的父親和兒子一定是患者。 (3)交叉遺傳。 5.伴X顯性遺傳病的遺傳特點(diǎn) (1)女性患者多于男性患者。 (2)男患者的母親和女兒一定是患者。