版高考生物一轮复习第2章基因和染色体的关系2基因在染色体上伴性遗传教案新人教版必修2.docx

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版高考生物一轮复习第2章基因和染色体的关系2基因在染色体上伴性遗传教案新人教版必修2.docx

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版高考生物一轮复习第2章基因和染色体的关系2基因在染色体上伴性遗传教案新人教版必修2

基因在染色体上伴性遗传

考点一　伴性遗传的解读

1.性染色体的类型及传递特点：

（1）XY型与ZW型性别决定的比较（A表示一组常染色体）：

类型

XY型

ZW型

性别

雌

雄

雌

雄

体细胞染

色体组成

2A+XX

2A+XY

2A+ZW

2A+ZZ

性细胞染

色体组成

A+X

A+X或

A+Y

A+Z或

A+W

A+Z

实例

人等大部分动物

鳞翅目昆虫、鸟类

（2）传递特点（以XY为例）

①X1Y中X1只能由父亲传给女儿，Y则由父亲传给儿子。

②X2X3中X2、X3任何一条都可来自母亲，也可来自父亲，向下一代传递时，任何一条既可传给女儿，又可传给儿子。

③一对夫妇（X1Y和X2X3）生两个女儿，则女儿中来自父亲的都为X1，应是相同的，但来自母亲的既可能为X2，也可能为X3，不一定相同。

2.X、Y染色体同源区段和非同源区段与伴性遗传的关系：

（1）X染色体和Y染色体有一部分是同源的（图中Ⅰ片段），该部分基因可能互为等位基因；另一部分是非同源的（图中Ⅱ—1、Ⅱ—2片段），该部分基因不存在等位基因。

（2）X、Y染色体同源区段基因的遗传与常染色体上基因的遗传相似，但也有差别，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）

（3）X、Y染色体非同源区段的基因遗传：

Ⅱ-1区段为Y染色体的非同源区段，其上的遗传为伴Y染色体遗传；Ⅱ-2区段为X染色体的非同源区段，其上的遗传为伴X染色体遗传。

3.伴性遗传在实践中的应用：

（1）推测后代发病率，指导优生优育：

婚配

生育建议

男正常×女色盲

生女孩，原因：

该夫妇所生男孩均患病

抗维生素D佝偻病男×

女正常

生男孩，原因：

该夫妇所生女孩全患病，男孩正常

（2）根据性状推断性别，指导生产实践：

已知控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于Z染色体上，且芦花（B）对非芦花（b）为显性，请设计选育“雌鸡”的遗传杂交实验，并写出遗传图解。

①选择亲本：

选择非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交。

②遗传图解：

③选择子代：

从F1中选择表现型为“非芦花”的个体保留。

【高考警示】

1.并非所有真核生物均有性染色体，性染色体上的基因不一定都与性别决定有关：

（1）只有具有性别分化（雌雄异体）的生物才有性染色体之分，如下生物无性染色体：

①所有无性别之分的生物（如酵母菌等）均无性染色体。

②虽有性别之分，但雌雄同株（或雌雄同体）的生物均无性染色体，如玉米、水稻等。

③虽有性别分化且为雌雄异体，但其雌雄性别并非取决于“染色体类型”而是取决于其他因素如蜜蜂、蚂蚁、龟等。

（2）性染色体上的基因未必均与性别决定有关，如色觉基因、某些凝血因子基因均位于X染色体上，而外耳道多毛基因则位于Y染色体上。

此外性染色体并非只存在于生殖细胞中。

2.XY≠等位基因：

XY代表一对同源染色体，并非代表等位基因，等位基因是位于一对同源染色体上控制相对性状的一对基因。

【典例】（2019·全国卷Ⅰ）某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。

该植物有宽叶和窄叶两种叶形，宽叶对窄叶为显性。

控制这对相对性状的基因（B/b）位于X染色体上，含有基因b的花粉不育。

下列叙述错误的是（　　）

A.窄叶性状只能出现在雄株中，不可能出现在雌株中

B.宽叶雌株与宽叶雄株杂交，子代中可能出现窄叶雄株

C.宽叶雌株与窄叶雄株杂交，子代中既有雌株又有雄株

D.若亲本杂交后子代雄株均为宽叶，则亲本雌株是纯合子

【解题指南】

（1）关键信息：

含有基因b的花粉不育。

（2）扫清障碍：

①宽叶雄株能产生XB、Y型可育花粉。

②窄叶雄株只能产生Y型可育花粉。

【解析】选C。

本题考查伴性遗传规律。

由于父本无法提供正常的Xb配子，雌性后代中无基因型为XbXb的个体，所以窄叶性状只能出现在雄株中，A项正确；宽叶雌株的基因型为XBX-，宽叶雄株的基因型为XBY，宽叶雌株与宽叶雄株杂交，当雌株基因型为XBXb时，子代中可能出现窄叶雄株XbY，B项正确；宽叶雌株与窄叶雄株杂交，宽叶雌株的基因型为XBX-，窄叶雄株的基因型为XbY，由于雄株提供的配子中Xb不可育，只有Y配子可育，所以后代中只有雄株，不会出现雌株，C项错误；若亲本杂交后代中雄株均为宽叶，且Xb雌配子是可育的，说明母本只提供了XB配子，所以该母本为宽叶纯合子，D项正确。

（1）控制这对相对性状的基因（B/b）位于X染色体上，遵循基因分离定律，同时又与性别相关联。

（2）某兴趣小组选用纯合宽叶雄性植株与杂合宽叶雌性植株杂交，F1表现型及比例为窄叶雄∶宽叶雄∶宽叶雌=1∶1∶2。

　（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

【解析】选B。

已知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，F1中出现残翅，说明双亲的长翅均为杂合子，F1中残翅个体的比例为1/4，又在F1的雄性个体中白眼占1/2，则红眼个体在雄性个体中占1/2，因眼色基因位于X染色体上，且雄性个体的X染色体来自亲代的雌性，可推知亲本的基因型为BbXRXr和BbXrY，A项正确；F1中出现长翅的概率是3/4，出现雄蝇的概率是1/2，则F1中长翅雄蝇的概率为3/4×（1/2）=3/8，B项错误；雌性亲本产生XR和Xr配子，比例为1∶1，雄性亲本产生Xr和Y配子，比例为1∶1，C项正确；白眼残翅雌蝇的基因型为bbXrXr，在形成配子时不仅形成bXr的极体，还形成bXr的卵细胞，D项正确。

　由子代信息推断亲代基因型的方法——交叉遗传法

伴性遗传一般具有“交叉遗传”的特点，即子代中雄性的表现型直接反映了母本的基因型，子代中雌性的表现型反映了父本的基因型，据此可快速进行推断是否为伴性遗传以及亲代基因型，分为以下三步：

第一步：

“分别统计，单独分析”。

按照性别统计每对相对性状的分离比，判断性状是否与性别相关联。

第二步：

确定基因位置。

若性状与性别相关联则为伴性遗传。

第三步：

“交叉推断”。

由子代中雄性表现型推母本的基因型、由子代中雌性表现型推父本的基因型。

【加固训练】

　　1.（2016·全国卷Ⅱ）果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制，且对于这对性状的表现型而言，G对g完全显性。

受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。

用一对表现型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌∶雄=2∶1，且雌蝇有两种表现型。

据此可推测：

雌蝇中（　　）

A.这对等位基因位于常染色体上，G基因纯合时致死

B.这对等位基因位于常染色体上，g基因纯合时致死

C.这对等位基因位于X染色体上，g基因纯合时致死

D.这对等位基因位于X染色体上，G基因纯合时致死

　【解题指南】

（1）关键信息：

G对g完全显性、不存在G、g中的某个特定基因时会致死、子一代果蝇中雌∶雄=2∶1，且雌蝇有两种表现型。

（2）解题思路：

利用遗传规律判断基因位于常染色体上还是性染色体上，再根据性状分离比例进一步筛选。

【解析】选D。

本题主要考查基因的分离定律与伴性遗传。

由题干信息推测，若基因位于常染色体上，无论致死基因是G还是g，不同表现型的果蝇杂交后代雌雄之比应为1∶1，故A项、B项错误。

若位于X染色体上，g基因纯合时致死，因G对g完全显性，则雌雄果蝇只有一种性状，与题意不符，故C项错误；若位于X染色体上，G基因是致死基因时，雄蝇只含有g基因，基因型为XgY，而雌蝇有两种基因型：

XGXg、XgXg，两种表现型，且比例是1∶1，故D项正确。

2.（2015·全国卷Ⅱ）等位基因A和a可能位于X染色体上，也可能位于常染色体上。

假定某女孩的基因型是XAXA或AA，其祖父的基因型是XAY或Aa，祖母的基因型是XAXa或Aa，外祖父的基因型是XAY或Aa，外祖母的基因型是XAXa或Aa。

不考虑基因突变和染色体变异，请回答下列问题：

（1）如果这对等位基因位于常染色体上，能否确定该女孩的两个显性基因A来自祖辈4人中的具体哪两个人？

为什么？

（2）如果这对等位基因位于X染色体上，那么可判断该女孩两个XA中的一个必然来自_____（填“祖父”或“祖母”），判断依据是 ________；此外，________（填“能”或“不能”）确定另一个XA来自外祖父还是外祖母。

【解题指南】

（1）题干信息：

无论该基因在常染色体上，还是在X染色体上，题目中已经给出该女孩、祖父、祖母、外祖父、外祖母的基因型。

（2）关键知识：

孩子的核基因一半来自父亲，一半来自母亲。

女儿的每条X染色体都是可能来自母亲，也可能来自父亲。

【解析】

（1）如果这对等位基因位于常染色体上，女孩的基因型为AA，一个A来自父亲，另一个A来自母亲。

其父亲的A基因来自祖父或祖母，其祖父、祖母的基因型均为Aa，故无法确定。

同理，也无法确定另一个A来自外祖父还是外祖母。

（2）如果这对等位基因位于X染色体上，则该女孩的一个XA来自父亲，父亲的XA来自祖母。

该女孩的另一个XA来自母亲，而其外祖父、外祖母均有XA，故无法确定来自谁。

答案：

（1）不能。

女孩AA中的一个A必然来自父亲，但因为祖父和祖母都含有A，故无法确定父亲传给女儿的A是来自祖父还是祖母；另一个A必然来自母亲，也无法确定母亲传给女儿的A是来自外祖父还是外祖母。

（2）祖母　该女孩的一个XA来自父亲，而父亲的XA一定来自祖母　不能

3.（2016·海南高考）某种植物雄株（只开雄花）的性染色体为XY；雌株（只开雌花）的性染色体为XX。

等位基因B和b是伴X遗传的，分别控制阔叶（B）和细叶（b），且带有Xb的精子与卵细胞结合后使受精卵致死。

用阔叶雄株和杂合阔叶雌株进行杂交得到子一代，再让子一代相互杂交得到子二代。

回答下列问题：

（1）理论上，子二代中，雄株数∶雌株数为___________。

（2）理论上，子二代雌株中，B基因频率∶b基因频率为________；子二代雄株中，B基因频率∶b基因频率为________。

（3）理论上，子二代雌株的叶型表现为_______；子二代雄株中，阔叶∶细叶为___________。

【解析】

（1）结合题意可得：

XBY×XBXb→XBXB、XBXb、XBY、XbY，依据子一代产生的配子绘制棋盘可得：

故子二代中雄株数∶雌株数=2∶1。

（2）子二代雌株的基因型及比例为XBXB∶XBXb=3∶1，其产生配子的比例为B、b基因频率的比例，则B基因频率∶b基因频率为（3/4+1/8）∶1/8=7∶1；子二代雄株的基因型及比例为XBY∶XbY=3∶1，则B基因频率∶b基因频率为3∶1。

（3）由

（1）中棋盘可知，子二代雌株的叶型均为阔叶；雄株的叶型及比例为阔叶∶细叶=3∶1。

答案：

（1）2∶1　

（2）7∶1　3∶1

（3）阔叶　3∶1　

4.（2018·江苏高考）以下两对基因与鸡羽毛的颜色有关：

芦花羽基因B对全色羽基因b为显性，位于Z染色体上，而W染色体上无相应的等位基因；常染色体上基因T的存在是B或b表现的前提，tt时为白色羽。

各种羽色表型见图。

请回答下列问题：

（1）鸡的性别决定方式是_______型。

（2）杂交组合TtZbZb×ttZBW子代中芦花羽雄鸡所占比例为_______，用该芦花羽雄鸡与ttZBW杂交，预期子代中芦花羽雌鸡所占比例为_______。

（3）一只芦花羽雄鸡与ttZbW杂交，子代表现型及其比例为芦花羽∶全色羽=1∶1，则该雄鸡基因型为_______。

（4）一只芦花羽雄鸡与一只全色羽雌鸡交配，子代中出现了2只芦花羽、3只全色羽和3只白色羽鸡，两个亲本的基因型为_______，其子代中芦花羽雌鸡所占比例理论上为_______。

（5）雏鸡通常难以直接区分雌雄，芦花羽鸡的雏鸡具有明显的羽色特征（绒羽上有黄色头斑）。

如采用纯种亲本杂交，以期通过绒羽来区分雏鸡的雌雄，则亲本杂交组合有（写出基因型）__________。

【解析】

（1）鸟类性别决定的方式为ZW型。

（2）杂交组合TtZbZb×ttZBW子代的基因型有TtZBZb、TtZbW、ttZBZb、ttZbW四种，所以芦花羽雄鸡（TtZBZb）所占的比例为1/4，用基因型为TtZBZb、ttZBW两亲本杂交，通过计算得到子代中芦花羽雌鸡（TtZBW）所占比例为1/8。

（3）根据基因型推算，一只芦花羽雄鸡与ttZbW杂交，子代表现型及其比例为芦花羽∶全色羽=1∶1，则该雄鸡基因型为TTZBZb。

（4）根据题干提供的信息进行反向推算法，可以得到亲本基因型为TtZBZb×TtZbW，其中芦花羽雌鸡所占比例为3/16。

（5）根据题干信息得知子代芦花羽鸡体内应具有T基因，所以两亲本的常染色体基因应至少一方为纯合TT或两者都为TT，再用雌鸡为显性，雄鸡为隐性个体进行杂交，得到的子代雄性个体全为芦花羽，雌性个体全为全羽，即根据子代羽毛即可辨别性别。

基因型可以组合为以下三种类型，TTZbZb×TTZBW；TTZbZb×ttZBW；ttZbZb×TTZBW。

答案：

（1）ZW　

（2）1/4　1/8　（3）TTZBZb

（4）TtZBZb×TtZbW　3/16

（5）TTZbZb×TTZBW；TTZbZb×ttZBW；ttZbZb×TTZBW

考点二　遗传系谱图的判断及概率计算

1.遗传系谱中遗传病的判定程序及方法：

第一步：

确认或排除伴Y染色体遗传

若系谱图中女性全正常，患者全为男性，而且患者的父亲、儿子全为患者，正常男性的父亲、儿子全正常，则最可能为伴Y染色体遗传，如图①。

第二步：

判断显隐性

（1）“无中生有”是隐性遗传病，如图②。

（2）“有中生无”是显性遗传病，如图③。

第三步：

确认或排除伴X染色体遗传

（1）在已确定是隐性遗传的系谱中：

a.女性患者，其父或其子有正常的，一定是常染色体隐性遗传，如图④、⑤。

b.女性患者，其父和其子都患病，最可能是伴X染色体隐性遗传（其他遗传病也有可能符合，如常染色体显性遗传），如图⑥。

（2）在已确定是显性遗传的系谱中：

a.男性患者，其母或其女有正常的，一定是常染色体显性遗传，如图⑦。

b.男性患者，其母和其女都患病，最可能是伴X染色体显性遗传，如图⑧。

第四步：

若以上方法还无法确定，则看一看题中是否有附加条件，通过附加条件再进一步确定。

例如图⑨中若Ⅰ2不携带该病的致病基因，则该致病基因在X染色体上；若Ⅰ2携带该病的致病基因，则该致病基因在常染色体上。

2.利用自由组合定律计算患遗传病的概率：

（1）当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各种患病情况的概率如下：

（2）根据序号所示进行相乘得出相应概率，再进一步拓展如下表：

序号

类型

计算公式

已知

患甲病的概率为m

则不患甲病的概率为1-m

患乙病的概率为n

则不患乙病的概率为1-n

①

同时患两病概率

②

只患甲病概率

m·（1-n）

③

只患乙病概率

n·（1-m）

④

不患病概率

（1-m）（1-n）

拓展

求解

患病概率

①+②+③或1-④

只患一种病概率

②+③或1-（①+④）

（3）以上各种情况可概括如图：

【高考警示】

遗传系谱图的解题关键

（1）寻求两个关系：

基因的显隐性关系；基因与染色体的关系。

（2）找准两个开始：

从子代开始；从隐性个体开始（显性找正常个体，隐性找患病个体）。

（3）学会双向探究：

逆向反推（从子代的分离比着手）；顺向直推（已知表现型为隐性性状，可直接写出基因型；若表现型为显性性状，则先写出基因组成表达式，再看亲子关系）。

【典例】（2019·江苏高考）如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LMLNXB

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Ⅰ-3

【解析】选A、C。

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项正确；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项错误；Ⅰ-1和Ⅱ-4的基因型均为XBY，因此Ⅲ-1携带的Xb来自Ⅱ-3，Ⅱ-3携带的Xb来自Ⅰ-2，即Ⅲ-1携带的Xb可能来自Ⅰ-2，D项错误。

（1）上题中红绿色盲基因和MN血型基因遵循基因自由组合定律。

（2）上题中Ⅲ-1是色盲携带者且是MN型血型的概率是1/8。

　如图是先天聋哑遗传病的某家系图，Ⅱ2的致病基因位于1对染色体，Ⅱ3和Ⅱ6的致病基因位于另1对染色体，这2对基因均可单独致病。

Ⅱ2不含Ⅱ3的致病基因，Ⅱ3不含Ⅱ2的致病基因。

不考虑基因突变。

下列叙述正确的是（　　）

A.Ⅱ3和Ⅱ6所患的是伴X染色体隐性遗传病

B.若Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病，Ⅲ2不患病的原因是无来自父亲的致病基因

C.若Ⅱ2所患的是常染色体隐性遗传病，Ⅲ2与某相同基因型的人婚配，则子女患先天聋哑的概率为1/4

D.若Ⅱ2与Ⅱ3生育了1个先天聋哑女孩，该女孩的1条X染色体长臂缺失，则该X染色体来自母亲

【解题指南】解答本题需明确：

（1）题干关键词：

2对基因均可单独致病、Ⅱ2不含Ⅱ3的致病基因、Ⅱ3不含Ⅱ2的致病基因、Ⅲ2与某相同基因型的人婚配。

（2）解题知识：

父亲的X染色体一定传给女儿，来自母亲的X染色体缺失使正常基因丢失。

【解析】选D。

本题主要考查遗传系谱分析、伴性遗传与染色体结构变异。

设2对基因分别为A、a和B、b。

由Ⅰ3、Ⅰ4正常，Ⅱ3、Ⅱ6患病，推知此病由隐性基因控制，由于Ⅱ3为女性，父亲正常，则致病基因不可能在X染色体上，只能位于常染色体上，故A错误。

若Ⅱ2所患的是伴X染色体隐性遗传病，则该致病基因一定会传给其女儿Ⅲ2，故B错误。

若Ⅱ2所患的是常染色体隐性遗传病，则Ⅲ2的基因型可表示为AaBb，她与相同基因型的人婚配，子女中正常个体的基因型为A_B_，所占比例为9/16，则子女患先天聋哑的概率为7/16，故C错误。

因两对基因均为隐性基因致病，且Ⅱ2、Ⅱ3均不含对方的致病基因，若两人生育了患病女孩，不考虑基因突变，则Ⅱ2的基因型为AAXbY，Ⅱ3的基因型为aaXBXB，该女孩的1条X染色体长臂缺失，基因型可表示为AaX-Xb，其中X-来自母亲，D正确。

“三步法”快速突破遗传系谱题

【加固训练】

　　1.某家系中有甲、乙两种单基因遗传病（如图），其中一种是伴性遗传病。