届高考生物一轮复习知识点讲解专题53 基因在染色体上和伴性遗传含答案.docx

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届高考生物一轮复习知识点讲解专题53基因在染色体上和伴性遗传含答案

2021届高考生物一轮复习知识点讲解专题5-3基因在染色体上和伴性遗传

【考情分析】

1.基因在染色体上

2.伴性遗传

【核心素养分析】

1.生命观点：

从细胞水平和分子水平阐述伴性遗传的特点及基因传递规律。

2.科学思维：

以基因与染色体的位置关系为基础，解释伴性遗传的杂交实验，总结伴性遗传的特点及基因的传递规律；类比推理：

根据基因与染色体的平行关系推出基因位于染色体上。

3.科学探究：

分析基因在染色体上的位置及遗传方式，探究不同对基因在染色体上的位置关系。

4.社会责任：

解释、解决生产生活中的伴性遗传的问题。

【重点知识梳理】

知识点一基因在染色体上的假说与证据

1．萨顿的假说

（1）研究方法：

类比推理。

（2）假说内容：

基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。

（3）依据：

基因和染色体行为存在着明显的平行关系，具体如下表所示。

比较项目

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

在配子形成和受精过程中，染色体形态结构相对稳定

存

在

体细胞

成对

成对

配子

成单

成单

体细胞

中来源

成对基因，一个来自父方，一个来自母方

一对同源染色体，一条来自父方，一条来自母方

形成配子时

非同源染色体上的非等位基因自由组合

非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合

2．基因位于染色体上的实验证据

（1）证明者：

摩尔根。

（2）研究方法：

假说—演绎法。

（3）研究过程

①实验

P　红眼（♀）　　×　　白眼（♂）

　　　　　　　　↓

F1　　红眼（♀）　　×　　红眼（♂）

　　　　　　　↓F1个体之间交配

F2

红眼（♀、♂）

白眼（♂）

②提出问题

③提出假说，进行解释

a．假设：

控制果蝇红眼与白眼的基因只位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。

b．用遗传图解进行解释（如图所示）：

④演绎推理，实验验证：

进行测交实验（亲本中的白眼雄果蝇与F1中的红眼雌果蝇交配）。

⑤得出结论：

控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染色体上。

⑥基因与染色体的关系：

一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。

知识点二伴性遗传的特点与应用分析

1．伴性遗传的概念

性染色体上的基因控制的性状的遗传与性别相关联的遗传方式。

2．红绿色盲遗传

（1）子代XBXb的个体中XB来自母亲，Xb来自父亲。

（2）子代XBY个体中XB来自母亲，由此可知这种遗传病的遗传特点是交叉遗传。

（3）如果一个女性携带者的父亲和儿子均患病，这说明这种遗传病的遗传特点是隔代遗传。

（4）这种遗传病的遗传特点是男性患者多于女性。

3．伴性遗传病的实例、类型及特点（连线）

4．X、Y染色体上基因的传递规律

X和Y染色体有一部分不同源，但也有一部分是同源的。

二者关系如图所示：

（1）假设控制某个相对性状的基因A（a）位于X和Y染色体的同源区段，那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别，如：

♀XaXa　×　XaYA♂　　♀XaXa　×　XAYa♂

XaYA　　　　XaXa　　　XAXa　　　　XaYa

（♂全为显性）（♀全为隐性）　（♀全为显性）　（♂全为隐性）

（2）X、Y染色体非同源区段的基因遗传

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

【典型题分析】

高频考点一萨顿假说的理解

【例1】萨顿依据“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”，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

【答案】C

【解析】基因与染色体的平行关系表现在：

基因、染色体在杂交过程中都保持完整性、独立性；基因、染色体在体细胞中都成对存在，在配子中都单一存在；成对的基因和同源染色体都是一个来自母方，一个来自父方；非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。

【归纳总结】类比推理和假说—演绎法的比较

类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理。

并不是以实验为基础，推理与事实之间不具有必然性，结论不一定是正确的。

假说—演绎法是在观察基础上提出问题、作出假设、演绎推理、实验验证、得出结论，结论的得出以实验检验为依据，结果具有可靠性。

【变式腿】（2016·全国卷Ⅰ）已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。

同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1。

同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。

请根据上述结果，回答下列问题：

（1）仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？

（2）请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。

（要求：

每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。

）

【答案】

（1）不能。

（2）实验1：

杂交组合：

♀黄体×♂灰体

预期结果：

子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。

实验2：

杂交组合：

♀灰体×♂灰体

预期结果：

子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。

【解析】

（1）同学甲的实验是用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代无论雌雄均有灰体和黄体，且比例均为1∶1。

根据以上实验，不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，也不能判断黄体与灰体的显隐性，因为若控制黄体的基因位于常染色体上，也符合上述实验结果。

（2）同学乙的结论是控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。

若要证明同学乙的这一结论，可以用同学甲得到的子代果蝇为材料设计杂交实验。

先假设同学乙的结论成立，则同学甲的杂交实验用图解表示如下：

可从F1中选取果蝇作为亲本进行以下两组杂交实验，根据子代的表现来证明同学乙的结论。

实验1的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。

实验2的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。

高频考点二伴性遗传的规律及应用

【例2】（2018·全国卷Ⅰ节选）果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。

已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。

某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如下：

眼

性别

灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅

1/2

有眼

1/2雌

9∶3∶3∶1

1/2雄

9∶3∶3∶1

1/2

1/2雌

9∶3∶3∶1

无眼

1/2雄

9∶3∶3∶1

回答下列问题：

（1）根据杂交结果，________（填“能”或“不能”）判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上，若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是________，判断依据是_______________________________________________________。

（2）若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性（要求：

写出杂交组合和预期结果）。

____________________________________________________________。

（3）若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上，用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交，F1相互交配后，F2中雌雄均有________种表现型，其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时，则说明无眼性状为________（填“显性”或“隐性”）。

【答案】

（1）不能　无眼　只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离

（2）杂交组合：

无眼×无眼

预期结果：

若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状

（3）8　隐性

【解析】

（1）控制果蝇有眼/无眼性状的基因无论是位于X染色体上还是常染色体上，两亲本杂交，子代中雌雄个体都可能会出现数量相同的有眼和无眼个体，因此不能根据表中给出的杂交结果判断控制有眼/无眼性状基因的位置。

若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，只有当无眼为显性性状时，子代雌雄个体中才都会出现有眼和无眼性状的分离。

（2）假设控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，可让表中杂交子代中无眼果蝇（♀）和无眼果蝇（

）交配，观察子代的性状表现。

若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状，若子代全为无眼，则无眼为隐性性状。

（3）若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上，则控制三对性状的基因独立遗传。

由题表所示杂交结果可知，灰体、长翅性状为显性。

用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交，F1中三对等位基因都杂合，故F1相互交配后，F2中有2×2×2＝8种表现型。

如果黑檀体长翅无眼所占比例为3/64＝1/4×3/4×1/4，说明无眼性状为隐性。

【变式探究】关于性别决定和伴性遗传的叙述，正确的是（　　）

A．雌雄异体生物的性别都是由性染色体决定的

B．ZW型性别决定的生物中，雌性个体性染色体组成为ZW，是杂合子

C．若某对等位基因位于XY同源区段，人的有关婚配方式有12种

D．位于XY同源区段的等位基因，决定的性状与性别无关联

【答案】C　

【解析】雌雄异体生物的性别除由性染色体决定外，还有染色体组决定性别和环境温度决定性别，A项错误；ZW型性别决定的生物中，雌性个体性染色体组成为ZW，但不能判断是否为纯合子或杂合子，纯合子与杂合子描述的是基因型，B项错误；若某对等位基因位于XY同源区段，女性的基因型有XAXA、XAXa、XaXa三种，男性的基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa四种，因此，人的有关婚配方式有12种，C项正确；位于XY同源区段的等位基因，决定的性状也与性别有关联，D项错误。

【举一反三】（2019·山西实验中学月考）以下关于伴X染色体隐性遗传病的叙述，错误的是（　　）

A．致病基因不会从雄性传递给雄性

B．如果父亲是患者、母亲是携带者，则子代可能患病

C．致病基因对雄性和雌性均有影响，但对雌性的影响比雄性大

D．该遗传病往往表现出隔代交叉遗传

【答案】C　

【解析】正常情况下，雄性传给雄性子代的只能是Y染色体，伴X染色体隐性遗传病的致病基因不会从雄性传递给雄性，A正确；若父亲是患者，母亲是携带者，则子代中男女患病的概率各为1/2，B正确；对于伴X染色体隐性遗传病来说，雄性含有致病基因就表现为患者，雌性含有两个致病基因时，才表现为患者，致病基因对雄性的影响较大，C错误；伴X染色体隐性遗传病往往表现出“男性患者→携带者女儿→患病外孙”的隔代交叉遗传特点，D正确。

高频考点三考查与遗传病有关的遗传系谱图

【例3】（2020·江苏卷）家族性高胆固醇血症（FH）是一种遗传病，纯合子患者在人群中出现的频率约1/100000。

图是某FH家系的系谱图，下列叙述正确的是（）

A.FH为常染色体显性遗传病

B.FH患者双亲中至少有一人为FH患者

C.杂合子患者在人群中出现的频率约为1/500

D.Ⅲ6的患病基因由父母双方共同提供

【答案】ABC

【解析】分析系谱图可知：

Ⅱ7和Ⅱ8均患病，其后代中出现了正常女儿，说明该病为显性遗传病，Ⅱ8患病，但其女儿正常，可知致病基因位于常染色体上。

由分析可知，该病为常染色体显性遗传病，A正确；显性遗传病的患者，其双亲中至少有一个为患者，B正确；已知纯合子患者出现概率为1/1000000，可知显性基因频率为1/1000，则隐性基因频率为999/1000，推知杂合子的概率为2×1/1000×999/1000≈1/500，C正确；Ⅲ6可能为显性纯合子或杂合子，故其患病基因可能由父母双方共同提供，也可能由一方提供，D错误。

故选ABC。

【举一反三】（2019江苏卷·25）下图为某红绿色盲家族系谱图，相关基因用XB、Xb表示。

人的MN血型基因位于常染色体上，基因型有3种：

LMLM（M型）、LNLN（N型）、LMLN（MN型）。

已知I-1、I-3为M型，I-2、I-4为N型。

下列叙述正确的是

A．Ⅱ-3的基因型可能为LMLNXBXB

B．Ⅱ-4的血型可能为M型或MN型

C．Ⅱ-2是红绿色盲基因携带者的概率为1/2

D．Ⅲ-1携带的Xb可能来自于I-3

【答案】AC

【解析】红绿色盲为伴X染色体隐性遗传，Y染色体不含有其等位基因；男性的色盲基因来自于母亲，只能遗传给女儿，而女性的色盲基因既可以来自于母亲，也可以来自于父亲，既能遗传给女儿，也能遗传给儿子。

在MN血型系统中，M型、N型和MN型的基因型依次为LMLM、LNLN和LMLN。

仅研究红绿色盲，依题意和图示分析可知：

Ⅱ-1的基因型为XbY，由此推知：

Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型分别是XBY和XBXb，Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型及其比例为XBXB∶XBXb＝1∶1。

仅研究MN血型，Ⅰ-1和Ⅰ-2的基因型分别是LMLM和LNLN，因此Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3的基因型均为LMLN。

综上分析，Ⅱ-3的基因型为LMLNXBXB或LMLNXBXb，Ⅱ-2是红绿色盲携带者的概率是1/2，A、C正确；Ⅰ-3和Ⅰ-4的基因型分别是LMLM和LNLN，因此Ⅱ-4的基因型为LMLN，表现型为MN型，B错误；Ⅰ-1和Ⅱ-4的基因型均为XBY，因此Ⅲ-1携带的Xb来自于Ⅱ-3，Ⅱ-3携带的Xb来自于Ⅰ-2，即Ⅲ-1携带的Xb可能来自于Ⅰ-2，D错误。

【变式探究】（2019浙江4月选考·28）下图为甲、乙两种遗传病（其中一种为伴性遗传）的某遗传家系图，家系中无基因突变发生，且Ⅰ4无乙病基因。

人群中这两种病的发病率均为1/625。

A．若Ⅳ2的性染色体组成为XXY，推测Ⅲ4发生染色体畸变的可能性大于Ⅲ5

B．若Ⅲ4与Ⅲ5再生1个孩子，患甲病概率是1/26，只患乙病概率是25/52

C．Ⅱ1与Ⅳ3基因型相同的概率是2/3，与Ⅲ5基因型相同的概率是24/39

D．若Ⅱ1与人群中某正常男性结婚，所生子女患病的概率是1/39

【答案】B

【解析】根据题图分析，甲病为常染色体隐性遗传病，乙病为伴Y染色体遗传病。

若Ⅳ2的性染色体组成为XXY，则可能是①Ⅲ4生殖细胞在减数第一次分裂后期同源染色体分离时发生异常；②Ⅲ5的生殖细胞在减数第二次分裂后期着丝粒断裂后形成的染色体未分到两个细胞中。

两者染色体畸变的可能性相近，A选项错误；设甲病的基因为A、a，乙病的基因为B、b，可得Ⅲ4的基因型为aaXYb，因为人群中这两种病的发病率均为1/625，所以Ⅲ5基因型为Aa的概率为

，故Ⅲ4与Ⅲ5再生1个孩子，患甲病的概率为

，只患乙病的概率是

，B选项正确；因为甲病为常染色体隐性遗传病，故Ⅰ1和Ⅰ2的基因型均为Aa，则Ⅱ1的基因型为AA的概率为

，为Aa的概率为

，结合B选项的分析可知，Ⅳ3的基因型为AA的概率为

，基因型Aa的概率为

，Ⅱ1与Ⅳ3基因型相同的概率是2/3，与Ⅲ5基因型相同的概率为

，C选项错误；Ⅱ1的基因型为AA的概率为

，为Aa的概率为

，与正常男性结合，子女只有可能患甲病，该正常男性基因型为Aa的概率为

，故子女患病的可能为

，D选项错误。

高频考点四　伴性遗传和常染色体遗传的综合考查

【例4】（2018·全国卷Ⅱ）某种家禽的豁眼和正常眼是一对相对性状，豁眼雌禽产蛋能力强。

已知这种家禽的性别决定方式与鸡相同，豁眼性状由Z染色体上的隐性基因a控制，且在W染色体上没有其等位基因。

回答下列问题：

（1）用纯合体正常眼雄禽与豁眼雌禽杂交，杂交亲本的基因型为________。

理论上F1个体的基因型和表现型为________，F2雌禽中豁眼禽所占的比例为________。

（2）为了给饲养场提供产蛋能力强的该种家禽，请确定一个合适的杂交组合，使其子代中雌禽均为豁眼，雄禽均为正常眼。

写出杂交组合和预期结果，要求标明亲本和子代的表现型、基因型：

________________。

（3）假设M/m基因位于常染色体上，m基因纯合时可使部分应表现为豁眼的个体表现为正常眼，而MM和Mm对个体眼的表现型无影响。

以此推测，在考虑M/m基因的情况下，若两只表现型均为正常眼的亲本交配，其子代中出现豁眼雄禽，则亲本雌禽的基因型为__________，子代中豁眼雄禽可能的基因型包括________。

【答案】

（1）ZAZA，ZaW　ZAW、ZAZa，雌雄均为正常眼　1/2　

（2）杂交组合：

豁眼雄禽（ZaZa）×正常眼雌禽（ZAW）　预期结果：

子代雌禽为豁眼（ZaW），雄禽为正常眼（ZAZa）　（3）mmZaW　MmZaZa，mmZaZa

【解析】

（1）豁眼性状受Z染色体上的隐性基因a控制，且雌、雄家禽的性染色体组成分别为ZW和ZZ，因此，纯合体正常眼雄禽和豁眼雌禽的基因型分别为ZAZA、ZaW；两者杂交产生的F1的基因型及表现型为ZAZa（正常眼雄禽）和ZAW（正常眼雌禽）；F2中雌禽的基因型及比例为1/2ZAW（表现为正常眼）和1/2ZaW（表现为豁眼）。

（2）欲使子代中不同性别的个体表现为不同的性状，对于ZW型性别决定的生物应该选择“隐性雄性个体”和“显性雌性个体”进行杂交，因此，选择的杂交组合是豁眼雄禽（ZaZa）×正常眼雌禽（ZAW），其产生子代的表现型及基因型为正常眼雄禽（ZAZa）和豁眼雌禽（ZaW）。

（3）本题可运用“逆推法”，先分析子代中的豁眼雄禽，其基因型可能是M_ZaZa或mmZaZa，由此可推知亲本雌禽的性染色体及基因组成为ZaW，但亲本均为正常眼，则说明亲本正常眼雌禽应该是基因m纯合导致其表现型转变的结果，即亲本雌禽的基因型为mmZaW；结合亲本雌禽的基因型可进一步确定子代豁眼雄禽可能的基因型包括：

MmZaZa和mmZaZa。

【变式探究】（2017·全国卷Ⅰ）果蝇的红眼基因（R）对白眼基因（r）为显性，位于X染色体上；长翅基因（B）对残翅基因（b）为显性，位于常染色体上。

现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1雄蝇中有1/8为白眼残翅。

下列叙述错误的是（　　）

A．亲本雌蝇的基因型是BbXRXr

B．F1中出现长翅雄蝇的概率为3/16

C．雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同

D．白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体

【答案】B

【解析】本题考查伴性遗传和基因的自由组合定律。

根据亲本为一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇，后代雄蝇中有1/8为白眼残翅，首先推知亲本关于翅型的基因型为Bb、Bb，进而可知子代残翅出现概率为1/4，则子代雄蝇中白眼出现概率为1/2，进而推知亲本关于眼色的基因型分别为XRXr、XrY。

A对：

亲本雌蝇的基因型是BbXRXr，雄蝇的基因型是BbXrY。

B错：

F1中出现长翅雄蝇（B－X－Y）的概率为3/4长翅×1/2雄性＝3/8。

C对：

雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同，均为1/2。

D对：

白眼残翅雌蝇（bbXrXr）可形成基因型为bXr的极体。

【举一反三】（2017·全国卷Ⅰ节选）某种羊的性别决定为XY型。

已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因（N/n）控制；黑毛和白毛由等位基因（M/m）控制，且黑毛对白毛为显性。

回答下列问题：

（1）某同学为了确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我们认为根据这一实验数据，不能确定M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，还需要补充数据，如统计子二代中白毛个体的性别比例，若______________________，则说明M/m是位于X染色体上；若_________________________，则说明M/m是位于常染色体上。

（2）一般来说，对于性别决定为XY型的动物群体而言，当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有________种；当其仅位于X染色体上时，基因型有__________种；当其位于X和Y染色体的同源区段时（如图所示），基因型有________种。

【答案】

（1）白毛个体全为雄性　白毛个体中雄性∶雌性＝1∶1　

（2）3　5　7

【解析】本题考查孟德尔遗传规律的应用、伴性遗传的应用、基因位于染色体上。

（1）让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，根据这一实验数据，无论M/m是位于X染色体上，还是位于常染色体上，都能进行解释，因而不能确定其位置。

若M/m位于X染色体上，则白毛个体全为雄性，而若M/m位于常染色体上，则白毛个体中雌雄比例相当。

（2）当一对等位基因（如A/a）位于常染色体上时，基因型有AA、Aa、aa3种；当其仅位于X染色体上时，基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAY、XaY5种；当其位于X和Y染色体的同源区段时，基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa7种。