一、基因在染色體上1.薩頓的假說
2.基因位于染色體上的實驗證據(jù)(1)果蠅的雜交實驗——問題的提出
(2)對現(xiàn)象的解釋——提出假設①假設:控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上,Y染色體上無相應的等位基因。②對雜交實驗的解釋(如下圖)
(3)測交驗證:親本中的白眼雄果蠅和F1中的紅眼雌果蠅交配→子代中紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅=　　　　　　　。?(4)結(jié)論:控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于　　染色體上→基因位于染色體上。?(5)研究方法——　　　　　　　　　　。?(6)基因與染色體的關(guān)系:一條染色體上有　　　　基因,基因在染色體上呈　　　　排列。?
旁欄邊角(必修2,第32頁,拓展應用2)生物如果丟失或增加一條或若干條染色體,就會出現(xiàn)嚴重疾病甚至死亡。但是在自然界中,有些動植物的某些個體是由未受精的生殖細胞(如卵細胞)單獨發(fā)育來的,如蜜蜂中的雄蜂等。這些生物的體細胞中染色體數(shù)目雖然減少一半,但仍能正常生活。如何解釋這一現(xiàn)象?
提示 這些生物的體細胞中的染色體數(shù)目雖然減少一半,但仍具有一整套染色體組,攜帶有控制該種生物體所有性狀的一整套基因,共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異。
易錯辨析1.基于對薩頓假說的理解,判斷下列表述是否正確。(1)薩頓利用假說—演繹法推測基因位于染色體上,且基因都位于染色體上。(　　)(2)體細胞中基因成對存在,配子中只含一個基因。(　　)(3)非等位基因隨非同源染色體的自由組合而組合能說明“核基因和染色體行為存在平行關(guān)系”。(　　)
2.基于摩爾根果蠅雜交實驗的過程和原理,判斷下列敘述是否正確。(1)摩爾根利用假說—演繹法證明控制果蠅紅眼、白眼的基因位于X染色體上。(　　)(2)F1的紅眼雌、雄果蠅相互交配,F2中紅眼果蠅與白眼果蠅的數(shù)量比為3∶1,說明果蠅紅眼為顯性。(　　)(3)摩爾根在實驗室培養(yǎng)的雄果蠅中首次發(fā)現(xiàn)了白眼性狀,該性狀來自基因重組。(　　)
二、伴性遺傳1.性染色體的類型及傳遞特點(1)類型:①ZW型性別決定類型:雌性個體的性染色體組成是　　　　,雄性個體的性染色體組成是　　　　。②XY型性別決定類型:雌性個體的性染色體組成是　　　　,雄性個體的性染色體組成是　　　　。?(2)傳遞特點(以XY型為例)①X1Y中X1只能由父親傳給　　　　,Y則由父親傳給　　　　。?②X2X3中X2、X3任何一條都可來自母親,也可來自父親,向下一代傳遞時,任何一條既可傳給　　　　,又可傳給　　　　。?③1對夫婦(X1Y和X2X3)生育了2個女兒,則女兒中來自父親的都為　　　,應是相同的,但來自母親的既可能為X2,也可能為X3,不一定相同。?
2.伴性遺傳的概念位于　　染色體上的基因控制的性狀在遺傳上總是和　　　　相關(guān)聯(lián),這種現(xiàn)象叫作伴性遺傳。?特別提醒①無性別分化的生物,無性染色體之說。②性別并非均取決于性染色體,有些生物如蜜蜂、螞蟻等,其性別取決于是否受精及食品營養(yǎng)等,而有些生物(如龜、鱷等)其性別與“環(huán)境溫度”有關(guān)。
3.伴Y染色體遺傳和伴X染色體遺傳的比較
4.伴性遺傳的應用(1)推測后代發(fā)病率,指導優(yōu)生優(yōu)育
該夫婦所生男孩均患色盲
該夫婦所生女孩全患病,而男孩正常
(2)根據(jù)性狀推斷性別,指導生產(chǎn)實踐已知控制蘆花雞的羽毛上有橫斑條紋的基因B位于Z染色體上,請設計選育“非蘆花雌雞”的遺傳雜交實驗,并寫出遺傳圖解。①選擇親本:選擇非蘆花雄雞和蘆花雌雞雜交。②遺傳圖解③選擇子代:從F1中選擇表型為“　　　　　　”的個體保留。?
旁欄邊角(必修2,第40頁,復習與提高)“牝雞司晨”是我國古代人民早就發(fā)現(xiàn)的性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。原來下過蛋的母雞,以后卻變成公雞,長出公雞的羽毛,發(fā)出公雞樣的啼聲。從遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)和性別控制的角度,這種現(xiàn)象出現(xiàn)的可能原因是　　 　　。?
提示 性別和其他性狀類似,也是受遺傳物質(zhì)和環(huán)境共同影響的,性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象可能是某種環(huán)境因素,使性腺出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象,但遺傳物質(zhì)組成不變
易錯辨析1.基于對性染色體的認識,判斷下列敘述是否正確。(1)人類的初級精母細胞和精細胞中都含Y染色體。(　　)(2)性染色體上的基因都與性別決定有關(guān)。(　　)(3)只有具性別分化的生物才可能有性染色體。(　　)(4)含X染色體的配子是雌配子,含Y染色體的配子是雄配子。(　　)(5)性染色體上的基因都隨性染色體傳遞。(　　)
2.基于伴性遺傳及相關(guān)特點,判斷下列表述是否正確。(1)抗維生素D佝僂病女患者的父親和母親有可能都正常。(　　)(2)外耳道多毛癥患者產(chǎn)生的精子中均含有該致病基因。(　　)(3)紅綠色盲的遺傳不遵循孟德爾的分離定律。(　　)(4)一對表現(xiàn)正常的夫婦,生下了一個患病的女孩,則該致病基因一定是隱性基因且位于常染色體上。(　　)
長句應答1.已知果蠅的紅眼對白眼為顯性,紅眼基因在X染色體上?，F(xiàn)有紅眼雄果蠅、紅眼雌果蠅、白眼雄果蠅、白眼雌果蠅若干,利用上述果蠅進行一次雜交實驗,通過子代的眼色判斷子代果蠅的性別。請寫出雜交組合的表型:　　　　　　　　　　　　　　　　。?2.紅綠色盲基因和抗維生素D佝僂病基因同樣都是位于X的非同源區(qū)段,前者是“男性患者多于女性”而后者是“女性患者多于男性”的理由是什么?
紅眼雄果蠅和白眼雌果蠅
提示 紅綠色盲基因為隱性基因,女性體細胞內(nèi)的2個X染色體上同時具備b基因時才會患病,而男性體細胞內(nèi)只有一條X染色體,只要具備1個b基因就會患色盲,所以“男性患者多于女性”;而抗維生素D佝僂病基因為顯性基因,女性體細胞內(nèi)的2個X染色體上只有同時具備d基因時才會正常,而男性只要具備1個d基因就表現(xiàn)為正常,所以“女性患者多于男性”。
三、人類遺傳病1.人類遺傳病(1)概念:由　　　　　　　　　改變而引起的人類疾病。?(2)人類遺傳病的特點、類型及實例(連線)
(3)不同類型人類遺傳病的特點及實例
2.遺傳病發(fā)病率與遺傳方式的調(diào)查
注意事項(1)調(diào)查時,最好選取群體中發(fā)病率較高的單基因遺傳病,如紅綠色盲、白化病、高度近視(600度以上)等。(2)調(diào)查某種遺傳病的發(fā)病率時,要在群體中隨機抽樣調(diào)查,并保證調(diào)查的群體足夠大。(3)調(diào)查某種遺傳病的遺傳方式時,要在患者家系中調(diào)查,并繪出遺傳系譜圖。
3.遺傳病的監(jiān)測和預防(1)手段:主要包括　　　　　　　　和　　　　　　　　等。?(2)遺傳咨詢的內(nèi)容和步驟
易錯辨析基于人類遺傳病的類型和特點,判斷下列表述是否正確。(1)單基因遺傳病是受一個基因控制的疾病。(　　)(2)遺傳物質(zhì)改變的一定患遺傳病。(　　)(3)具有先天性和家族性特點的疾病都是遺傳病。(　　)(4)多指、苯丙酮尿癥、原發(fā)性高血壓是單基因遺傳病。(　　)(5)21三體綜合征、貓叫綜合征都是染色體異常引起的。(　　)(6)隱性遺傳病男患者與正常女性結(jié)婚,建議生女孩。(　　)(7)禁止近親結(jié)婚能降低各種遺傳病的發(fā)生。(　　)(8)羊水檢查可檢查出染色體異常遺傳病和多基因遺傳病。(　　)(9)產(chǎn)前基因診斷不含致病基因的胎兒可能患先天性疾病。(　　)
長句應答1.21三體綜合征患者多了一條21號染色體的原因是　　　 　　。?
2.能否在普通學校調(diào)查21三體綜合征患者的概率?
提示 父親或母親的生殖細胞在減數(shù)分裂時,21號染色體未正常分離
提示 不能,因為學校是一個特殊的群體,沒有做到在人群中隨機調(diào)查。
角度一、基因在染色體上的假說與證據(jù)考向探究考向1基因和染色體的關(guān)系1.(2022山東濟寧一中月考)下列不能說明基因和染色體行為存在平行關(guān)系的是(　　)A.基因、染色體在生殖過程中均保持完整性和獨立性B.基因、染色體在體細胞中成對存在,在配子中單個出現(xiàn)C.雜合子Aa中某條染色體缺失后,表現(xiàn)出a基因控制的性狀D.基因發(fā)生突變而基因所在的染色體沒有發(fā)生變化
答案 D　解析 基因發(fā)生突變而基因所在的染色體沒有發(fā)生變化,不能說明基因和染色體行為存在平行關(guān)系。
2.(2022吉林二中月考)下列關(guān)于基因在染色體上的說法,正確的是(　　)A.薩頓利用類比推理法證明了基因在染色體上B.薩頓通過果蠅的白眼和紅眼這一相對性狀的雜交實驗,提出基因在染色體上的假說C.摩爾根利用假說—演繹法,通過實驗提出基因在染色體上的假說D.基因在染色體上呈線性排列,每條染色體上都有許多個基因
答案 D　解析 薩頓利用類比推理法提出基因在染色體的假說,但沒有證明基因在染色體上,A項錯誤;薩頓通過觀察基因與染色體的平行關(guān)系,提出基因在染色體上的假說,摩爾根通過果蠅的白眼和紅眼這一相對性狀的雜交實驗,證明了基因在染色體上,B項錯誤;摩爾根利用假說—演繹法,通過實驗證明基因在染色體上,C項錯誤;基因在染色體上,且一條染色體含有多個基因,基因在染色體上呈線性排列,D項正確。
考向2摩爾根實驗拓展辨析3.(2022重慶縉云教育聯(lián)盟質(zhì)量檢測)摩爾根通過果蠅眼色的雜交實驗,證明了薩頓的假說。下圖為果蠅眼色雜交圖解。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)A.摩爾根依據(jù)上述實驗提出了白眼基因僅位于X染色體上的假說B.F2中雄果蠅的白眼基因來自F1中的紅眼雌果蠅C.果蠅群體中白眼性狀在雄果蠅中出現(xiàn)的概率多于雌果蠅D.選擇圖解中的雌、雄果蠅設計實驗可以充分驗證摩爾根的假說
答案 D　解析 分析題圖可知,圖中紅眼與白眼雜交,F1均為紅眼,說明紅眼相對于白眼是顯性;F2紅眼有雌性和雄性,白眼只有雄性,說明與性別相關(guān)聯(lián),相關(guān)基因在X染色體上。摩爾根等人依據(jù)上述實驗提出了白眼基因僅位于X染色體上的假說,并利用假說—演繹法得出了基因在染色體上的結(jié)論,A項正確;控制眼色的基因位于X染色體上,根據(jù)X染色體的傳遞規(guī)律可知,F2中雄果蠅的白眼基因來自F1中的紅眼雌果蠅,B項正確;果蠅群體中白眼性狀在雄果蠅中出現(xiàn)的概率多于雌果蠅,因為在Y染色體上沒有控制眼色的基因,雄果蠅只要有白眼基因即能表現(xiàn),C項正確;圖解中若相關(guān)基因位于X、Y的同源區(qū)段,紅眼對白眼為顯性,則選擇圖解中的雌、雄果蠅設計實驗依然可以進行合理的解釋,圖解中的雌雄果蠅不可以充分驗證摩爾根的假說,D項錯誤。
4.(2022重慶巴蜀中學適應性月考卷)摩爾根研究所偶然在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄果蠅,為研究白眼性狀的遺傳,他以這些果蠅為親本做了以下實驗:
摩爾根作出幾個假設:①白眼基因只在Y染色體上,X染色體上沒有;②白眼基因只在X染色體上,Y染色體上沒有;③白眼基因在X染色體上,Y染色體上有它的等位基因。若果蠅眼色受一對等位基因(R和r)控制,下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)A.果蠅的顏色遺傳符合基因分離定律,且R基因是紅眼基因B.實驗二是測交實驗,只有假設②可以解釋測交結(jié)果C.實驗二結(jié)論可以否定假設①D.實驗三可以確定摩爾根的假設中只有一種是正確的
答案 B　解析 根據(jù)實驗一分析,果蠅的眼色受一對等位基因控制,遵循基因的分離定律,且紅眼對白眼為顯性性狀,A項正確;假設②③都可以解釋測交的結(jié)果,B項錯誤;實驗二結(jié)果出現(xiàn)白眼雌果蠅,說明X染色體上有白眼基因,C項正確;實驗三可以確定摩爾根的假設中只有②是正確的,D項正確。
方法突破摩爾根提出假說與演繹推理的拓展(1)提出假說,進行解釋
(2)演繹推理,驗證假說摩爾根依次做了實驗一和實驗二之后提出假說1,從而合理地解釋了實驗一和回交實驗二。為了驗證假設,摩爾根設計了多個新的實驗,其中有一組實驗最為關(guān)鍵,即白眼雌果蠅與親本紅眼雄果蠅交配,最后實驗的結(jié)果和預期完全符合,假說1得到了證實。
角度二、伴性遺傳考向探究考向1伴性遺傳特點及類型分析5.(2022山西運城摸底)鵝的性別決定方式為ZW型,雛鵝羽毛的生長速度受Z染色體上的基因H/h的控制。養(yǎng)殖場的鵝多為快羽型,育種人員用引入的多只慢羽型雌鵝與多只純合快羽型雄鵝進行多組雜交實驗,每組雜交產(chǎn)生的F1中均有慢羽型和快羽型。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.親本雌鵝、雄鵝的基因型分別為ZhZh、ZHWB.F1雌鵝均表現(xiàn)為慢羽型,雄鵝均表現(xiàn)為快羽型C.用慢羽型雌鵝與F1的慢羽型雄鵝雜交,子代慢羽型個體所占比例為3/4D.用慢羽型雄鵝與快羽型雌鵝雜交,可用于快速鑒定子代雛鵝的性別
答案 C　解析 鵝的性別決定方式為ZW型,則雌鵝性染色體組成為ZW,雄鵝性染色體組成為ZZ。因多只慢羽型雌鵝(ZW)與多只純合快羽型雄鵝(ZZ)進行多組雜交實驗,每組雜交產(chǎn)生的F1中均有慢羽型和快羽型,則可推知親代基因型分別為ZHW、ZhZh(若為ZhW×ZHZH,則不符合題意)。由以上分析可知,親本雌鵝、雄鵝的基因型分別為ZHW(慢羽型)、ZhZh(快羽型),A項錯誤;親本雌鵝、雄鵝的基因型分別為ZHW(慢羽型)、ZhZh(快羽型),兩者雜交,F1基因型為ZhW、ZHZh,即雌鵝均表現(xiàn)為快羽型,雄鵝均表現(xiàn)為慢羽型,B項錯誤;用慢羽型雌鵝(ZHW)與F1的慢羽型雄鵝(ZHZh)雜交,子代慢羽型個體(ZH-)所占比例為3/4,C項正確;用慢羽型雄鵝(ZHZH或ZHZh)與快羽型雌鵝(ZhW)雜交,兩種雜交組合均在雌雄個體間有相同表現(xiàn),無法鑒定子代雛鵝的性別,D項錯誤。
6.(2022河南南陽月考)如右圖為果蠅性染色體結(jié)構(gòu)簡圖。要判斷果蠅某伴性遺傳基因位于片段Ⅰ上還是片段Ⅱ上,現(xiàn)用一只表型為隱性的雌蠅與一只表型為顯性的雄蠅雜交,不考慮突變,若后代為①雌性為顯性,雄性為隱性;②雌性為隱性,雄性為顯性,推測①②兩種情況下該基因分別位于(　　)A.Ⅰ;ⅠB.Ⅱ-1;ⅠC.Ⅱ-1或Ⅰ;ⅠD.Ⅱ-1;Ⅱ-1
答案 C　解析 分析題圖可知,Ⅰ為XY的同源區(qū),Ⅱ-2為Y染色體所特有的片段,Ⅱ-1為X染色體所特有的片段。設該等位基因為A/a,若伴性遺傳基因位于片段Ⅰ上,隱性雌蠅基因型為XaXa,顯性雄蠅基因型可能為XAYA,則其雜交后代均表現(xiàn)為顯性;顯性雄蠅基因型也可能為XAYa,則子代中雌性均為顯性,雄性均為隱性;顯性雄蠅基因型也可能為XaYA,則子代中雌性均為隱性,雄性均為顯性。若伴性遺傳基因位于片段Ⅱ-1上,隱性雌蠅基因型為XaXa,顯性雄蠅基因型為XAY,其子代中雌性均為顯性,雄性均為隱性。所以可知①情況下,基因可以位于片段Ⅱ-1或Ⅰ,②情況下,基因只能位于片段Ⅰ上。
考向2位于X、Y染色體同源區(qū)段上基因的遺傳7.(2022湖南湘潭一模)在海南省五指山熱帶雨林中發(fā)現(xiàn)了一種XY型被子植物,該植物的寬葉和窄葉是一對相對性狀,熱帶植物研究所做了兩組重復實驗,結(jié)果如下表所示。
下列相關(guān)敘述正確的是(　　)A.窄葉性狀的遺傳屬于伴X染色體隱性遺傳B.窄葉基因位于X、Y染色體的同源區(qū),屬于顯性基因C.兩個雜交組合的親本都是純合子,雄性F1的基因型相同D.就寬葉和窄葉這對基因而言,該種群共有7種基因型
答案 D　解析 據(jù)表分析可知,雜交實驗一和二屬于正反交實驗,親本都是寬葉和窄葉,從實驗結(jié)果上看無論正交還是反交,子一代都是寬葉,說明寬葉為顯性,子二代中雌雄表現(xiàn)不一致,說明基因位于性染色體上,觀察雜交實驗二子二代中雌性有寬葉和窄葉,雄性全為寬葉,因此基因位于XY的同源區(qū)段。正交與反交結(jié)果都表現(xiàn)為寬葉,且F2的寬葉∶窄葉=3∶1,說明寬葉對窄葉為顯性,F2雌雄表現(xiàn)不一致,說明控制該植物寬葉和窄葉的基因位于性染色體上,雜交實驗二排除伴X染色體隱性遺傳的可能,觀察F2的表型的特點可知,寬葉基因和窄葉基因位于X、Y染色體的同源區(qū),A、B兩項錯誤;設B、b為相關(guān)基因,兩個雜交組合的親本都是純合子,則雜交實驗一的F1雄性個體基因型為XBYb,雜交實驗二的F1雄性個體基因型為XbYB,故雄性F1的基因型不相同,C項錯誤;該對基因位于X、Y染色體的同源區(qū),該種群個體的基因型為XBXB、XBXb、XbXb、XBYB、XBYb、XbYB、XbYb,共7種,D項正確。
考向3伴性遺傳中的特殊情況分析8.(2022山東教科所二模)果蠅的缺刻翅由染色體片段缺失引起。研究人員從純種紅眼雌果蠅中發(fā)現(xiàn)了一個缺刻翅紅眼雌果蠅個體,現(xiàn)用缺刻翅紅眼雌果蠅與正常翅白眼雄果蠅雜交,子代表型及比例為缺刻翅白眼雌果蠅∶正常翅紅眼雌果蠅∶正常翅紅眼雄果蠅=1∶1∶1。下列關(guān)于該實驗的說法,錯誤的是(　　)A.缺刻翅果蠅的缺失片段位于X染色體上B.子代缺刻翅白眼雌果蠅中缺失了紅眼基因C.染色體片段缺失可導致雄果蠅致死D.雜合缺刻翅雌蠅與正常翅雄果蠅雜交,子代缺刻翅果蠅約占1/2
答案 D　解析 已知控制果蠅眼色的基因位于X染色體上,紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交,子代出現(xiàn)白眼雌果蠅,說明控制眼色的基因恰好位于染色體缺失的片段上,A項正確;親本雌果蠅缺失片段位于其中一條X染色體上紅眼基因所在位置,故F1缺刻翅白眼雌果蠅的X染色體為一條缺失紅眼基因,另一條帶有白眼基因,B項正確;雜合缺刻翅雌果蠅(X_X)與正常翅雄果蠅(XY)雜交,子代的性染色體組成及其比例為X_X∶XX∶ X_Y∶XY=1∶1∶1∶1,子代表型及其比例為缺刻翅白眼雌果蠅∶正常翅紅眼雌果蠅∶正常翅紅眼雄果蠅=1∶1∶1,說明染色體片段缺失可導致雄果蠅致死,且子代缺刻翅果蠅約占1/3,C項正確,D項錯誤。
9.(2022山東濟南階段性測試)家鴿(性別決定方式為ZW型)的羽色受1對等位基因(A/a)控制,有灰白羽、瓦灰羽和銀色羽3種類型。用不同羽色的雌雄個體雜交,對后代羽色進行統(tǒng)計的結(jié)果如下表所示(不考慮基因位于Z、W染色體同源區(qū)段上的情況;灰白羽只在雄性個體中出現(xiàn))。下列分析錯誤的是(　　)A.控制家鴿羽色的基因位于Z染色體上B.家鴿決定羽色的基因型共有5種C.灰白羽鴿的基因型為ZAZA,銀色羽鴿的基因型為ZaZa、ZaWD.若選用瓦灰羽雌雄個體雜交,則后代的表型及比例為灰白羽∶瓦灰羽=1∶2
答案 D　解析 灰白羽只在雄性個體中出現(xiàn),雌性個體中無灰白羽個體,說明羽色性狀的遺傳為伴性遺傳,又因為控制羽色性狀的基因不在Z、W染色體同源區(qū)段上,即控制家鴿羽色的基因只位于Z染色體上,A項正確;家鴿決定羽色的基因型有ZAZA、ZAZa、ZaZa、ZAW、ZaW 5種,B項正確;灰白羽只在雄性個體中出現(xiàn),同時分析題表可知,灰白羽鴿的基因型為ZAZA,即同時存在2個A基因時為灰白羽鴿,存在1個A基因時(ZAW、ZAZa)表現(xiàn)為瓦灰羽鴿,不含A基因時(ZaZa、ZaW)表現(xiàn)為銀色羽鴿,C項正確;瓦灰羽雌雄個體雜交,其基因型組合為ZAZa×ZAW,后代有ZAZA(灰白羽♂)∶ZAZa(瓦灰羽♂)∶ZAW(瓦灰羽♀)∶ZaW(銀色羽♀)=1∶1∶1∶1,D項錯誤。
10.(2022吉林長春東北師大附中摸底)果蠅紅眼對白眼為顯性,控制這對性狀的基因位于X染色體。果蠅缺失1條Ⅳ號染色體仍能正常生存和繁殖,缺失2條則致死。1對都缺失1條Ⅳ號染色體的紅眼果蠅雜交(親本雌果蠅為雜合子),下列有關(guān)F1的敘述正確的有(　　)①白眼雄果蠅占1/4②紅眼雌果蠅占1/4③染色體數(shù)正常的紅眼果蠅占1/4④缺失1條Ⅳ號染色體的白眼果蠅占1/4A.1項B.2項C.3項D.4項
答案 B　解析 紅眼對白眼為顯性,且控制該性狀的基因位于X染色體上,XBXb和XBY交配后代的基因型及比例為XBXB∶XBXb∶XBY∶XbY=1∶1∶1∶1;親本中均缺失一條Ⅳ號染色體,因此后代中缺失一條的占1/2,缺失兩條的和染色體數(shù)正常的均占1/4,但由于缺失兩條的果蠅不能存活,因此后代染色體數(shù)正常的占1/3,缺失一條染色體的占2/3,由此可以計算后代不同表型的概率。綜上分析,F1中白眼雄果蠅(XbY)占1/4,①正確;紅眼雌果蠅(XBXB、XBXb)占1/2,②錯誤;染色體數(shù)正常的紅眼果蠅占1/3×3/4=1/4,③正確;缺失1條Ⅳ號染色體的白眼果蠅占2/3×1/4=1/6,④錯誤。
方法突破1.X、Y染色體上基因的遺傳(1)在X、Y染色體的同源區(qū)段,基因是成對存在的,存在等位基因,而非同源區(qū)段則相互不存在等位基因,如右上圖所示:
(2)X、Y染色體同源區(qū)段基因的遺傳與常染色體上基因的遺傳相似,但也有差別,如:
2.伴性遺傳的應用——根據(jù)子代性狀表現(xiàn)判斷性別(1)雜交組合
(2)實例:根據(jù)羽毛特征區(qū)分雌雄雛雞,選擇非蘆花(隱性性狀)雄雞(ZbZb)和蘆花(顯性性狀)雌雞(ZBW)雜交。
3.伴性遺傳中的致死問題(1)配子致死型:如X染色體上的隱性基因使雄配子(花粉)致死。
(2)個體致死型:如X染色體上的隱性基因使雄性個體致死。
4.染色體變異問題染色體變異后,仍然符合基因的分離定律和自由組合定律,可用遺傳圖解解決。(1)部分基因缺失:可用O代替缺失的基因,然后分析遺傳圖解,如XAXa×XAY,若a基因缺失,則變成XAXO×XAY→XAXA、XAY、XOXA、XOY。(2)染色體缺失:可用O代替缺失的染色體,然后分析遺傳圖解,如XAXa×XAY,若Xa缺失,則變成XAO×XAY→XAXA、XAY、OXA、OY。
角度一、遺傳系譜圖的分析考向探究考向1伴X染色體、伴Y染色體遺傳病特點1.(2022甘肅平?jīng)鲆荒?抗維生素D佝僂病為伴X染色體顯性遺傳病,短指為常染色體顯性遺傳病,紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病,白化病為常染色體隱性遺傳病。下列關(guān)于這4種遺傳病特征的敘述,正確的是(　　)A.短指的發(fā)病率男性高于女性B.紅綠色盲女性患者的父親是該病的患者C.抗維生素D佝僂病的發(fā)病率男性高于女性D.白化病通常會在一個家系的幾代人中連續(xù)出現(xiàn)
答案 B　解析 短指是常染色體遺傳病,與性別無關(guān),在男性女性中發(fā)病率一樣,A項錯誤;紅綠色盲是伴X染色體隱性遺傳病,女性患者的父親一定患病,B項正確;伴X染色體顯性遺傳病中女性患者多于男性患者,因為女性有兩條X染色體,獲得顯性基因的概率大,C項錯誤;隱性遺傳病往往隔代交叉遺傳,白化病是常染色體隱性遺傳病,一般隔代遺傳,D項錯誤。
考向2遺傳類型判斷2.(2022江蘇南京學情調(diào)研)下列有關(guān)4個遺傳系譜圖的敘述,正確的是(　　)A.可能是紅綠色盲遺傳的家系圖譜是甲、乙、丙、丁B.家系甲中,這對夫婦再生1個患病孩子的概率為1/4C.肯定不是抗維生素D佝僂病遺傳的家系是甲、乙、丙D.家系丙只能是伴X染色體隱性遺傳或常染色體顯性遺傳
答案 B　解析 根據(jù)遺傳系譜圖分析:家系甲中父母均正常,但兒子患病,可推知該病為常染色體隱性遺傳病或伴X染色體隱性遺傳病;家系乙中父親和兒子患病,母親和女兒正常,可推知該病可能是常染色體顯性或隱性遺傳病,也可能是伴Y染色體遺傳病,也可能是伴X染色體隱性遺傳病,但是不可能是伴X染色體顯性遺傳病;家系丙中父親和女兒正常,母親和兒子患病,可知此病可能是常染色體顯性或隱性遺傳病,也可能為伴X染色體隱性或顯性遺傳病;家系丁中父母均患病,但有一個正常的兒子,可推知該病可能為常染色體顯性遺傳病或伴X染色體顯性遺傳病。
紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病,結(jié)合以上分析可知,可以表示紅綠色盲的家系圖譜是甲、乙、丙,A項錯誤;家系甲中的遺傳病可能為常染色體隱性遺傳病或伴X染色體隱性遺傳病,無論是哪一種遺傳方式,該夫婦再生一個患病孩子的概率都為1/4,B項正確;抗維生素D佝僂病為伴X染色體顯性遺傳病,因此肯定不是抗維生素D佝僂病遺傳的家系是甲、乙,C項錯誤;家系丙的遺傳病可能是常染色體顯性或隱性遺傳病,也可能為伴X隱性或顯性遺傳病,D項錯誤。
考向3伴X染色體遺傳病的遺傳系譜圖3.(2022湖南)有些人的性染色體組成為XY,其外貌與正常女性一樣,但無生育能力,原因是其X染色體上有一個隱性致病基因a,而Y染色體上沒有相應的等位基因。某女性化患者的家系圖譜如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)A.Ⅱ-1的基因型為XaYB.Ⅱ-2與正常男性婚后所生后代的患病概率為1/4C.Ⅰ-1的致病基因來自其父親或母親D.人群中基因a的頻率將會越來越低
答案 C　解析 由題圖可知,Ⅰ-1是女性攜帶者,基因型為XAXa,Ⅰ-2的基因型為XAY,Ⅱ-1的基因型為XaY,Ⅱ-2的基因型為XAXa,Ⅱ-2與正常男性(XAY)婚配后,后代基因型及比例為XAXA∶XAXa∶XAY∶XaY=1∶1∶1∶1,則所生后代的患病概率為1/4,A、B兩項正確;Ⅰ-1是女性攜帶者,基因型為XAXa,若致病基因來自其父親,則其父親的基因型為XaY,由題意可知XaY為不育的女性化患者,因此,其致病基因只可能來自其母親,C項錯誤;XaY(女性化患者)無生育能力,會使人群中a的基因頻率越來越低,A的基因頻率逐漸增加,D項正確。
考向4兩對等位基因的遺傳系譜圖綜合應用4.(2022河北名校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖為某家族遺傳系譜圖,患病個體中一種為白化病,另一種為紅綠色盲,Ⅱ5、Ⅲ1均不攜帶相關(guān)致病基因。Ⅳ1為純合子的概率是(　　)A.1/4B.1/8C.3/16D.9/16
答案 D　解析 白化病為常染色體隱性遺傳病(用A、a表示),紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病(用B、b表示),由題意可知,Ⅰ2患白化病,Ⅲ3患紅綠色盲,故Ⅱ4個體的基因型為AaXBXb,Ⅱ5和Ⅲ1均不攜帶相關(guān)致病基因,故Ⅱ5、Ⅲ1的基因型均為AAXBY,Ⅲ2的基因型為1/4AaXBXb,1/4AaXBXB,1/4AAXBXb, 1/4AAXBXB,Ⅳ1為AA基因型概率=1-1/2×1/2=3/4,XBXB基因型概率=1-1/2×1/2=3/4,因此Ⅳ1為純合子的概率=3/4×3/4=9/16。
5.(2022山東日照二模)某家族患有甲、乙兩種單基因遺傳病,其中一種病的致病基因位于X染色體上。研究人員通過調(diào)查得到了該家族的遺傳系譜圖(圖1),然后對Ⅰ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ2的這兩對基因進行電泳分離,得到了不同的條帶(圖2)。
下列說法合理的是(　　)A.甲病是伴X染色體顯性遺傳病,乙病是常染色體隱性遺傳病B.條帶①代表甲病的致病基因,條帶③代表乙病的致病基因C.對Ⅲ1的兩對基因進行電泳分離,所得的條帶應該是①和③D.只考慮甲、乙兩種遺傳病,Ⅰ4與Ⅱ1基因型相同的概率是1/2
答案 B　解析 Ⅰ3和Ⅰ4均不患甲病,生了一個患甲病的女兒Ⅱ3,由此可以確定甲病為常染色體隱性遺傳。據(jù)題意“其中一種病的致病基因位于X染色體上”,可知乙病的致病基因位于X染色體上,若乙病為伴X染色體隱性遺傳,則“母病子必病”,而該家系中Ⅰ4患病,Ⅱ2未患病,由此判斷乙病的遺傳方式為伴X染色體顯性遺傳,A項不符合題意;Ⅱ2不患甲病而Ⅱ3患甲病,因此電泳帶譜中,條帶①代表甲病的致病基因,圖中Ⅱ2、Ⅱ3和Ⅲ2均不患乙病,因此條帶③代表乙病的顯性致病基因,B項正確;由圖可知,兩病皆患的Ⅰ1的帶譜含有的條帶為①和③,Ⅲ1的帶譜應是②③或①②③,C項不符合題意;就甲病而言,Ⅰ4、Ⅱ1均未患甲病,但都帶有隱性致病基因,為雜合子;就乙病而言,Ⅰ4的兒子Ⅱ2未患病,則Ⅰ4為雜合子,Ⅱ1的母親Ⅰ2正常,則Ⅱ1為雜合子,因此只考慮甲、乙兩種遺傳病,Ⅰ4與Ⅱ1的基因型是相同的,概率為1,D項不符合題意。
考向5涉及基因頻率計算6.(2022山東第一次聯(lián)合檢測)(不定項選擇)黑尿癥是一種單基因遺傳病,該病在人群中的發(fā)病率大約為百萬分之一。患者因缺乏尿黑酸氧化酶,使得尿黑酸不能被氧化分解而導致尿液呈黑色。下圖是該遺傳病的某家系圖。下列說法正確的是(　　)A.該實例說明基因通過控制蛋白質(zhì)的合成而直接控制性狀B.控制黑尿癥的基因為隱性基因,且位于X染色體上C.Ⅱ4和Ⅱ5婚配,所生男孩患黑尿癥的概率約為1/3 003　D.若用該致病基因制作的探針檢測,則Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ3一定會出現(xiàn)雜交帶
答案 CD　解析 該實例中,患者因缺乏尿黑酸氧化酶,使得尿黑酸不能被氧化分解而導致尿液呈黑色,即基因通過控制酶的合成,進而控制代謝過程,從而間接控制生物的性狀,A項錯誤;遺傳家系譜圖中,不患黑尿癥的Ⅰ1與Ⅰ2生下了患黑尿癥的女兒Ⅱ3,故黑尿癥屬于常染色體隱性遺傳,B項錯誤;假設控制該病的基因為Aa,該病在人群中的發(fā)病率約為1/1 000 000,即aa概率為1/1 000 000,則a占1/1 000,A占999/1 000,Aa的概率為2×1/1 000×999/1 000=1 998/1 000 000,因此人群中正常人為雜合子Aa的概率為(2×1/1 000×999/1 000)÷(1-1/1 000 000)=2/1 001,Ⅱ4的基因型為1/3AA或2/3Aa,Ⅱ5為正常人,為雜合子的概率為2/1 001,Ⅱ4和Ⅱ5婚配,所生男孩患黑尿癥的概率約為2/3×2/1 001×1/4=1/3 003,C項正確;由上述分析可知,Ⅰ1和Ⅰ2為雜合子,Ⅱ3為患者,均含有該致病基因,若用該致病基因制作的探針檢測,則Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ3一定會出現(xiàn)雜交帶,D項正確。
考向6涉及同源區(qū)段的遺傳系譜圖分析7.(2022山東泰安適應性訓練)下圖1為某種單基因遺傳病的系譜圖, 其中Ⅲ10因為染色體變異而表現(xiàn)出該病,其他成員均無變異;圖2是X、Y染色體關(guān)系示意圖,同源區(qū)段可存在控制性狀的等位基因。
下列敘述錯誤的是(　　)A.該遺傳病的致病基因可能位于X、Y染色體的同源區(qū)段上B.Ⅰ2與Ⅱ7的基因型一定相同,均為雜合子C.Ⅱ6和Ⅱ7 再生一個患病女孩的概率為1/4或1/8D.若該病為伴性遺傳,Ⅲ10 的致病基因不可能來自Ⅰ3
答案 B　解析 由題圖可知,該遺傳病的致病基因為隱性致病基因,可能位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,A項正確;假設該病相關(guān)基因用B、b表示,如果該隱性致病基因位于常染色體上,Ⅰ2與Ⅱ7的基因型一定相同,均為Bb;如果該隱性致病基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段上,則Ⅱ5的基因型為XbYb,Ⅰ2的基因型為XBYb,Ⅰ3的基因型為XbXb,Ⅱ7的基因型為XbYB,Ⅰ2與Ⅱ7的基因型不同,B項錯誤;如果是伴性遺傳,Ⅱ6的基因型為XBXb,Ⅱ7的基因型為XbYB,他們再生一個患病女孩的概率為1/4;如果是常染色體隱性遺傳,Ⅱ6和Ⅱ7的基因型均可以表示為Bb,因此他們再生一個患病女孩的概率為(1/4)×(1/2) =1/8,C項正確;若該病為伴性遺傳,Ⅱ6的基因型為XBXb,Ⅱ7的基因型為XbYB,而Ⅲ10因為染色體變異而表現(xiàn)出該病,由此可以確定,這是Y染色體上片段缺失導致B基因丟失,Ⅲ10的基因型可以表示為XbY,因此致病基因來自母方,不可能來自Ⅰ3,D項正確。
方法突破“四步法”判斷單基因遺傳病的遺傳方式1.判斷是否是伴Y染色體遺傳若系譜圖中的患者全為男性,并且患者的父親和兒子全為患者,則多為伴Y染色體遺傳;若患者男女均有,則不是伴Y染色體遺傳。
2.判斷是顯性遺傳還是隱性遺傳
3.判斷致病基因在常染色體上還是在X染色體上(1)若已確定是顯性遺傳病
(2)若已確定是隱性遺傳病
4.不能確定的類型,則判斷可能性(1)若為隱性遺傳①若患者無性別差異,最可能為常染色體隱性遺傳;②若患者男多于女,最可能為伴X染色體隱性遺傳;③若父親不攜帶致病基因,而子代患病,則一定為伴X染色體隱性遺傳。
(2)若為顯性遺傳①若患者無性別差異,最可能為常染色體顯性遺傳;②若患者女多于男,最可能為伴X染色體顯性遺傳。
角度二、人類遺傳病的類型、檢測和預防考向探究考向1人類遺傳病的類型8.(2022黑龍江模擬)造成人類遺傳病的原因有多種。在不考慮基因突變的情況下,下列說法正確的是(　　)A.21三體綜合征一般是由于人的第21號染色體結(jié)構(gòu)異常造成的B.貓叫綜合征是人的第5號同源染色體中缺失1條引起的遺傳病C.若父母表型均正常,生一個患紅綠色盲男孩的概率為1/4D.冠心病屬于多基因遺傳病,這類遺傳病在群體中的發(fā)病率比較高
答案 D　解析 21三體綜合征是由于患者體細胞中第21號染色體數(shù)目異常造成的,A項錯誤;貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病,屬于染色體結(jié)構(gòu)變異,B項錯誤;紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病,若父母表型均正常,則父親不患病,母親為攜帶者或不攜帶致病基因的正常人,所以生一個患紅綠色盲男孩的概率為1/4或0,C項錯誤。
考向2人類遺傳病的調(diào)查、監(jiān)測和預防9.(2022重慶模擬)下列關(guān)于人類遺傳病調(diào)查研究和優(yōu)生的敘述,正確的是(　　)A.研究遺傳病的遺傳規(guī)律時,要在人群中隨機取樣,同時要保護被調(diào)查人的隱私B.進行遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷就可以預防各類遺傳病的產(chǎn)生和發(fā)展C.若所調(diào)查的遺傳病發(fā)病率較高,則可判定該遺傳病由多對等位基因控制D.通過基因診斷確定胎兒不攜帶任何致病基因,不能確定胎兒一定健康
答案 D　解析 研究遺傳病的遺傳規(guī)律時,只需在患者家系中進行調(diào)查,A項錯誤;進行遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷在一定程度上能有效預防各類遺傳病的產(chǎn)生和發(fā)展,B項錯誤;所調(diào)查的遺傳病發(fā)病率較高的原因可能是樣本較小,也可以是單基因遺傳病,C項錯誤;通過基因診斷確定胎兒不攜帶致病基因,但也可能患染色體異常遺傳病,D項正確。
10.(2022黑龍江哈爾濱九中月考)下列關(guān)于人類遺傳病的敘述,正確的是(　　)A.與性別有關(guān)的遺傳病均是由性染色體上的致病基因引起的B.調(diào)查人群中的遺傳病發(fā)病率時可選取白化病進行隨機調(diào)查C.產(chǎn)前診斷不能初步確定胎兒是否患貓叫綜合征D.人群中紅綠色盲的發(fā)病率等于該病致病基因的頻率
答案 B　解析 與性別有關(guān)的遺傳病不都是由性染色體上的致病基因引起的,如從性遺傳是由常染色體上基因決定的,但表型與性別有關(guān),A項錯誤;發(fā)病率的調(diào)查可以在人群中選擇發(fā)病率較高的單基因遺傳病進行隨機取樣調(diào)查,因此可選取白化病在人群中進行隨機調(diào)查,B項正確;貓叫綜合征是由于5號染色體缺失一段導致的,而染色體結(jié)構(gòu)變異可以在顯微鏡下進行觀察,因此產(chǎn)前診斷可初步確定胎兒是否患貓叫綜合征,C項錯誤;人群中紅綠色盲的發(fā)病率不等于該病致病基因的頻率,而該病在男性中的發(fā)病率等于該病致病基因的基因頻率,D項錯誤。
方法突破明確遺傳病中的5個“不一定”
探究基因在染色體上的位置題型一　探究基因位于常染色體上還是X染色體上1.已知性狀的顯隱性
2.未知性狀的顯隱性
專項突破典例1.(2022山東濟寧模擬)某種昆蟲的性別決定方式是XY型,其灰體和黃體受1對等位基因控制。為探究這對基因的遺傳方式,某同學用1只灰體雌蟲與1只黃體雄蟲雜交,子代中♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1。下列說法正確的是(　　)A.若基因位于常染色體上,則可以確定顯隱性B.若基因位于X染色體上,則灰體為隱性性狀C.若黃體為顯性,則基因一定只位于常染色體上D.若灰體為顯性,則基因一定只位于X染色體上
答案 C　解析 若基因位于常染色體上,根據(jù)題干信息,親本是灰體雌蠅和黃體雌蠅,子代雌蠅中灰體∶黃體=1∶1,雄蠅中灰體∶黃體=1∶1,故無論顯性性狀是灰體還是黃體,均可以出現(xiàn)此結(jié)果,無法判斷顯隱性,A項錯誤;若基因只位于X染色體上,且灰色為顯性,子代雄蠅中灰體∶黃體=1∶1,則親本灰體雌蠅基因型為XBXb,黃體雄蠅基因型為XbY,兩者雜交后代♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體=1∶1∶1∶1,符合題意;若黃色為顯性,則親本基因型為XbXb、XBY,則后代均為黃體,不符合題意,B項錯誤;若黃色為顯性,且基因位于X染色體上,則親本基因型為XbXb、XBY,則后代雌性均為黃體,不符合題意;若基因位于常染色體上,則親本基因型為bb、Bb,則后代可以出現(xiàn)♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體為1∶1∶1∶1,比例符合題意,所以若黃色為顯性,則基因一定只位于常染色體上,C項正確;
若灰色為顯性,且基因位于X染色體上,則親本灰體雌蠅基因型為XBXb,黃體雄蠅基因型為XbY,兩者雜交后代♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體=1∶1∶1∶1,符合題意;若基因位于常染色體上,則親本基因型為Bb、bb,雜交后代可以出現(xiàn)♀灰體∶♀黃體∶♂灰體∶♂黃體=1∶1∶1∶1,符合題意,所以若灰色為顯性,基因無論位于X染色體還是常染色體均符合題意,D項錯誤。
專項訓練1.果蠅具有繁殖速度快,培養(yǎng)周期短,相對性狀明顯等優(yōu)點,在遺傳學研究中是一種理想的實驗材料?，F(xiàn)有以下2只果蠅的遺傳學實驗。實驗一:2只紅眼果蠅雜交,子代果蠅中紅眼∶白眼=3∶1?！嶒灦?1只紅眼果蠅與1只白眼果蠅雜交,子代紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅∶紅眼雌果蠅∶白眼雌果蠅=1∶1∶1∶1。
請回答下列問題。(1)從實驗一中可知　　　　為顯性性狀。?(2)為了判斷控制果蠅眼色的基因是位于X染色體上還是常染色體上,有兩種思路:①在實驗一的基礎(chǔ)上,觀察子代　　　　　　　　　　　　,如果子代　　　　　　　　　　　　　,則控制果蠅眼色的基因位于X染色體上。②從實驗二的子代中選取　　　　　　　　　　　　　　　　　　進行雜交,如果后代　　　　　　　　　　　　　　　　　,則控制果蠅眼色的基因位于X染色體上。?
答案 (1)紅眼　(2)①白眼果蠅的性別　白眼果蠅全為雄性?、诩t眼雄果蠅和白眼雌果蠅　雌性全為紅眼,雄性全為白眼解析 據(jù)題干信息可知,2只紅眼果蠅雜交,子代果蠅中紅眼∶白眼=3∶1,故紅眼對白眼為顯性,根據(jù)伴性遺傳的概念,正反交等進行基因位置的判斷。(1)據(jù)題干信息可知,2只紅眼果蠅雜交,子代果蠅中紅眼∶白眼=3∶1,故紅眼對白眼為顯性。(2)①在實驗一的基礎(chǔ)上,兩只紅眼果蠅雜交,觀察子代白眼果蠅的性別,如果基因在X染色體上則子代中的白眼全為雄性,如果基因在常染色體上則子代雌雄中均有紅眼∶白眼=3∶1。②可以利用測交的方法進行判斷基因的位置,即從實驗二的子代中選取紅眼雄果蠅和白眼雌果蠅交配,如果基因在X染色體上,則子代雌性全為紅眼,雄性全為白眼;如果基因在常染色體上則子代雌雄均有紅眼或白眼。
題型二　探究基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上基本思路一:用“隱性純合雌×顯性純合雄”進行雜交,觀察分析F1的性狀。即:
基本思路二:用“顯性雜合雌×顯性純合雄”進行雜交,觀察分析F1的性狀。即:
適用條件:已知性狀的顯隱性和控制性狀的基因在性染色體上。
專項突破典例2.(2022山東章丘二模)果蠅的灰體和黑體受等位基因B、b控制,截剛毛和正常剛毛受等位基因D、d控制,兩對基因獨立遺傳。為研究體色與剛毛性狀的遺傳,進行了如下實驗,雜交組合一:灰體正常剛毛雌性和黑體正常剛毛雄性;雜交組合二:灰體截剛毛雌性和灰體正常剛毛雄性。請回答下列問題。
(1)黑體是　　　　性狀,控制剛毛性狀遺傳的基因　　　　　　　　(填“位于常染色體”“位于X染色體”或“位于X和Y染色體的同源區(qū)段”)上。組合二中的親本雄果蠅的基因型為　　　　　　。?(2)截剛毛雄果蠅體細胞中最多有　　　個截剛毛基因。?(3)組合一中的F1果蠅群體中,d的基因頻率是　　　　。讓組合一F1雌雄果蠅隨機交配,后代灰體正常剛毛雌果蠅基因型有　　　種,其中BbXDXd占的比例為　　　　　。?(4)取組合一F1中灰體正常剛毛雄性和組合二F1中灰體截剛毛雌性雜交,F2中黑體截剛毛雌性所占比例為　　　　　。?
答案 (1)隱性　位于X和Y染色體的同源區(qū)段　BbXdYD　(2)4　(3)1/2　4　24/35　(4)1/24
解析 (1)根據(jù)表格分析,第二組雜交組合中,灰體×灰體后代中灰色∶黑色=3∶1,說明黑體是隱性性狀;第一組雜交組合中,正常剛毛雌性×正常剛毛雄性后代雌性中正常剛毛∶截剛毛=1∶1,而雄性中全是正常剛毛,說明截剛毛是隱性,而且位于性染色體上;第二組雜交組合中,截剛毛雌性×正常剛毛雄性,假如剛毛基因位于X染色體上,親本的基因型是XdXd×XDY→XDXd(雌性剛毛)、XdY(雄性截剛毛),因此剛毛基因只能位于XY同源區(qū)段。組合二中灰體截剛毛雌性×灰體正常剛毛雄性,逐對分析,灰體×灰體后代中灰體∶黑體=3∶1,則基因型為Bb×Bb,截剛毛雌性的基因型XdXd,正常剛毛雄性的基因型為XDYd或XdYD),假如親本的基因型是XdXd×XDYd→XDXd(雌性正常剛毛)、XdYd(雄性截剛毛),與表格不符合,則親本果蠅的基因型為BbXdXd×BbXdYD。
(2)截剛毛雄果蠅的基因型為XdYd,則體細胞在有絲分裂后期有4個截剛毛基因。(3)組合一中親本的基因型為XDXd×XdYD,D∶d=1∶1,則F1果蠅群體中,d的基因頻率是1/2;第一組雜交組合親本的基因型是BbXDXd×bbXdYD,F1雌雄果蠅中灰體和黑體的基因型為1Bb、1bb,則B=BB+Bb/2=1/4,b=3/4,截剛毛和正常剛毛的基因型為XdXd、XDXd、XDYD、XdYD,雌性中XD=1/4,Xd=3/4,雄性中XD=1/4,Xd=1/4,Y=1/2,F1雌雄果蠅隨機交配,則后代灰體(BB、Bb)正常剛毛雌果蠅(XDXD、XDXd)的基因型有2×2=4(種),灰體(BB、Bb)=1-bb=1-3/4×3/4=7/16,Bb=2×1/4×3/4=3/8,則灰體中Bb=6/7;剛毛雌果蠅(XDXD、XDXd)=1/4×1/4+(1/4×1/4+3/4×1/4) =5/16,而XDXd=1/4×1/4+3/4×1/4=1/4。正常剛毛雌果蠅中XDXd=4/5,則后代灰體正常剛毛雌果蠅中BbXDXd占的比例為6/7×4/5=24/35。
(4)根據(jù)分析可知,第一組雜交組合親本的基因型是BbXDXd×bbXdYD,子一代灰體正常剛毛雄性基因型為1/2BbXDYD、1/2BbXdYD;第二組雜交組合中的親本果蠅的基因型為BbXdXd×BbXdYD,子一代中灰體截剛毛雌性基因型為1/3BBXdXd、2/3BbXdXd,兩者雜交F2中黑體截剛毛雌性所占比例為2/3×1/4×1/2×1/2=1/24。
題型三　探究基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是位于常染色體上1.設計思路隱性的純合雌性個體與顯性的純合雄性個體雜交,獲得的F1全表現(xiàn)為顯性性狀,再選子代中的雌雄個體雜交獲得F2,觀察F2表型情況。即:
專項突破典例3.(2022四川綿陽南山中學月考節(jié)選)在果蠅群體中,等位基因A和a分別控制著長腿和短腿,基因A和a能被熒光標記為綠色。南山中學生物興趣小組對雄果蠅某體細胞進行了熒光標記,用熒光顯微鏡觀察,處于有絲分裂中期的細胞有4個熒光點,甲同學猜測基因A和a位于常染色體上,而乙同學則認為是另外一種可能,乙同學猜測基因A和a位于　　　　　　　　　。甲、乙兩位同學選擇純合長腿雄蠅與純合短腿雌蠅為實驗材料求證基因A和a位置,寫出實驗思路:　　　　　　　　　　　　　　。?實驗結(jié)論:①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;?②　　　　　 　。?
答案 XY染色體同源區(qū)段　純合長腿雄蠅和純合短腿雌蠅雜交,得子一代,再讓子一代的雌雄個體雜交,統(tǒng)計子二代的表型及比例　若子二代果蠅腿的長短與性別無關(guān),且長腿∶短腿=3∶1,則A和a位于常染色體上　若子二代中,雄蠅全部長腿,雌蠅長腿∶短腿=1∶1,則A和a位于X染色體和Y染色體的同源區(qū)段
解析 根據(jù)題意分析,實驗中雄果蠅處于有絲分裂中期的細胞含有4個熒光點,說明其體細胞中含有2個(1對)相關(guān)基因,則控制腿長的基因可能位于常染色體上或X與Y染色體的同源區(qū)段;因此乙同學猜測基因A和a位于X染色體和Y染色體的同源區(qū)段。為了確定基因A和a位置,可以讓純合長腿雄蠅和純合短腿雌蠅雜交,得子一代,再讓子一代的雌雄個體雜交,統(tǒng)計子二代的表型及比例。①若子二代果蠅腿的長短與性別無關(guān),且長腿∶短腿=3∶1,則A和a位于常染色體上;②若子二代中,雄蠅全部長腿,雌蠅長腿∶短腿=1∶1,則A和a位于X染色體和Y染色體的同源區(qū)段。
專項訓練2.(2022遼寧六校協(xié)作體聯(lián)考)果蠅是XY型性別決定的生物,但果蠅X染色體和Y染色體大小、形態(tài)不完全相同,其存在著同源區(qū)段和非同源區(qū)段,如下圖所示。依照下圖,我們將果蠅的伴性遺傳分為伴X遺傳(基因僅位于Ⅰ上)、伴Y遺傳(基因僅位于Ⅲ上)和性染色體同源區(qū)段遺傳(基因位于Ⅱ上)。研究人員從世代連續(xù)培養(yǎng)的野生型直剛毛果蠅種群中分離出雌、雄各一只焦剛毛突變體,并進行了下表所示實驗,請分析回答下列問題。
(1)摩爾根用果蠅作實驗材料證明了基因在染色體上,所研究的果蠅紅、白眼色遺傳方式屬于　　　　　　　　　　　　　,實驗所運用的科學研究方法是　　　　　　　　　　　。?(2)根據(jù)上表實驗結(jié)果可推測控制果蠅剛毛的基因可能位于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,請寫出如何通過對實驗一、二中的F2做進一步的性狀分析與判斷,并寫出判斷結(jié)果?！　　　　　　　　　　?。?
(3)研究人員為繼續(xù)研究遺傳規(guī)律,現(xiàn)有一只黑身白眼雄果蠅(rrXeY),選擇某雌果蠅與其進行雜交,若F1的實驗結(jié)果能夠驗證自由組合定律,則親本產(chǎn)生雌配子的基因型及比例是　　　　　　　　　　　　　　　　,F1應該出現(xiàn)　　　種基因型,其中雄果蠅中黑身白眼出現(xiàn)的概率為　　　　。若利用眼色這對相對性狀通過一次雜交實驗來驗證伴性遺傳,可從F1中選擇基因型為　　　　　　　　　　　　的個體進行雜交。?
答案(1)伴X染色體遺傳　假說—演繹法　(2)性染色體同源區(qū)段或位于常染色體上　性狀分析:觀察統(tǒng)計F2中焦剛毛的性別比例。判斷結(jié)果:若實驗一中焦剛毛全部為雌性、實驗二中焦剛毛全部為雄性,則基因位于性染色體同源區(qū)段;若實驗一、實驗二中焦剛毛中雌雄比例為1∶1,則基因位于常染色體上　(3)RXE∶RXe∶rXE∶rXe=1∶1∶1∶1　8　1/4　XEY×XeXe(或XEXe)
解析 據(jù)圖分析,圖中的X、Y為一對同源染色體,Ⅱ為同源區(qū),Ⅰ為X染色體特有的,Ⅲ為Y染色體特有的。根據(jù)表格分析,實驗一和實驗二為正反交實驗,F1均為直剛毛,說明直剛毛為顯性性狀;正反交實驗的F2實驗結(jié)果相同,說明基因不在X染色體的非同源區(qū)段和Y染色體的非同源區(qū)段,可推測控制果蠅剛毛的基因可能位于性染色體同源區(qū)段或位于常染色體上。若要進一步判斷基因是在常染色體上還是在性染色體的同源區(qū)段上,需要觀察統(tǒng)計F2中焦剛毛的性別比例。(1)摩爾根所研究的果蠅紅、白眼色的基因位于X染色體的非同源區(qū)段,其遺傳方式屬于伴X染色體遺傳,實驗所運用的科學研究方法是假說—演繹法。

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