全国版2019版高考生物一轮复习第17讲基因在染色体上和伴性遗传培优学案

第17讲 基因在染色体上和伴性遗传

[考纲明细] 伴性遗传(Ⅱ)

板块一 知识·自主梳理

一、基因在染色体上

1．萨顿的假说

(1)方法：类比推理法。

(2)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。

2．实验证据——摩尔根的果蝇眼色实验

(1)实验方法——假说—演绎法。

(2)研究过程

①观察实验

②提出 问题 F1全为红眼⇒红眼为显性F2中红眼∶白眼＝3∶1⇒符合基因的分离定律白眼性状的表现总是与性别相关联

③提出假说，进行解释

假说：控制眼色的基因位于X非同源区段，而Y染色体上没有。

图解：

④演绎推理，验证假说

白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配，最后实验的真实结果和预期完全符合，假设得到了证实。

图解：

⑤得出结论：控制白眼的基因位于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。

二、伴性遗传

1．概念：控制性状的基因位于性染色体上，遗传总是和性别相关联的现象。

2．据人类红绿色盲遗传图解回答问题

(1)子代XBXb的个体中XB来自母亲，Xb来自父亲；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。

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

(3)这种遗传病的遗传还有一个特点是男性患者多于女性。

3．分类与特点

三、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

2．根据性状推断后代性别，指导生产实践

(1)鸡的性别决定 雌性个体是ZW雄性个体是ZZ

(2)控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于Z染色体上。

(3)杂交设计：选择非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交

(4)选择：从F1中选择表现型为非芦花的个体保留。

◆ 深入思考

1．“基因在染色体上”是否适合所有生物？

提示 只适合于真核生物，真核生物中基因主要在染色体上，细胞质中也有DNA。原核生物、病毒无染色体，故不适合所有生物。

2．某兴趣小组试图研究玉米的叶形遗传是否为伴性遗传，你认为他们的研究是否有意义？为什么？

提示 没有意义。伴性遗传只出现在雌雄异体的生物中，雌雄同体生物无性别分化，自然就无伴性遗传。

◆ 自查诊断

1．性染色体上的基因都伴随性染色体遗传。( )

答案 √

2．基因在染色体上的提出者是萨顿，证明者是摩尔根。( )

答案 √

3．在形成配子时，并非所有非等位基因都发生自由组合。( )

答案 √

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。( )

答案 ×

5．性染色体上的基因都与性别决定有关。( )

答案 ×

板块二 考点·题型突破

考点1

基因在染色体上的假说和证据

[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] 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。亲本雌蝇的基因型是BbXRXr，雄蝇的基因型是BbXrY，A正确；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，B错误；雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同，均为1/2，C正确；白眼残翅雌蝇(bbXrXr)可形成基因型为bXr的极体，D正确。

[答案] B

题型一 萨顿假说的判断

1．萨顿依据“基因和染色体行为存在明显的平行关系”，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，在配子中都只含有成对中的一个

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 基因与染色体行为的平行关系表现在：基因、染色体在杂交过程中保持完整性、独立性；基因、染色体在体细胞中成对存在，在配子中成单存在；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。

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杂合体发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状

答案 A

解析 所谓平行关系即两者的行为要表现一致，基因突变是DNA上的某一位置发生变化(微观变化)，而染色体(宏观)没有变化，A错误；非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，B正确；二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半，二者行为一致，C正确；

Aa杂合体发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状，表现出了染色体与基因的平行关系，D正确。

题型二 摩尔根相关实验拓展分析

3．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，雌雄比例均为1∶1，A错误；白眼基因无论是位于常染色体上，还是位于X染色体上，F1雌性与白眼雄性杂交，后代均出现白眼，且雌雄比例均为1∶1，C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，B正确，D错误。

4．[2017·西北工大附中模拟]下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是( )

A．萨顿利用类比推理的方法提出基因在染色体上的假说

B．摩尔根等人首次通过实验证明基因在染色体上

C．抗维生素D佝偻病的基因位于常染色体上

D．基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上有许多个基因

答案 C

解析 萨顿利用类比推理法得出基因在染色体上的假说，摩尔根等通过假说—演绎的研究方法给这一假说提供实验证据，A、B正确；抗维生素D佝偻病是伴X显性遗传病，C错误；一个染色体上有一个或两个DNA，一个DNA上有很多个基因，且基因在染色体上呈线性排列，D正确。

考点2

伴性遗传

[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2个显性基因A来自于祖辈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中的一个必然来自于________(填“祖父”或“祖母”)，判断依据是__________________________；此外，________(填“能”或“不能”)确定另一个XA来自于外祖父还是外祖母。

[解析] (1)如果该等位基因位于常染色体上，根据常染色体上基因的传递规律，该女

孩所含的2个显性基因A分别来自其父母，但因其外祖父母、祖父母基因型均为Aa，故其父母中的显性基因A均无法确定来源。

(2)如果该等位基因位于X染色体上，根据性染色体上基因的传递规律，该女孩所含的XAXA基因分别来自其父母，其父亲的XA一定来自祖母，而Y一定来自祖父，故该女孩两个XA中的一个可以确定来源；其母亲的XA无法确定来源。

[答案] (1)不能。女孩AA中的一个A必然来自于父亲，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是来自于祖父还是祖母；另一个A必然来自于母亲，也无法确定母亲传给女儿的A是来自于外祖父还是外祖母(其他合理答案也可)

(2)祖母 该女孩的一个XA来自父亲，而父亲的XA一定来自于祖母 不能

题型一 性染色体与性别决定

1．[2017·南昌模拟]下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是( )

A．性染色体上的基因都与性别决定有关

B．性染色体上的基因都伴随性染色体遗传

C．生殖细胞中只表达性染色体上的基因

D．初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体

答案 B

解析 性染色体上的基因，只有那些能影响到生殖器官的发育和性激素合成的基因才与性别决定有关，性染色体上的基因并不都与性别决定有关，如与人类红绿色盲有关的基因在X染色体上，A错误；基因在染色体上，性染色体上的基因都伴随性染色体遗传，B正确；不同的细胞里面的基因选择性表达，生殖细胞也是活细胞，具备正常的生理活动，与此相关的基因也需表达，并不是只表达性染色体上的基因，C错误；X和Y为同源染色体，在初级精母细胞中一定含有Y染色体，但在减数第一次分裂过程中，由于发生了同源染色体的分离，次级精母细胞中只含X或Y这对同源染色体中的一条，也就是说次级精母细胞有的含X染色体，有的含Y染色体，D错误。

2．蜜蜂种群由蜂王、工蜂和雄蜂组成，下图显示了蜜蜂的性别决定过程，据图判断，蜜蜂的性别取决于( )

A．XY性染色体 B．ZW性染色体

C．性染色体数目 D．染色体数目

答案 D

解析 由图示可见，蜜蜂的性别与性染色体的类型和数目无关，而是与发育的起点有关，发育的起点不同导致体细胞中的染色体数目不同。蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，体细胞中含有32条染色体；雄蜂由未受精的卵细胞直接发育而来，属于单倍体，体细胞中只含16条染色体。

技法提升

XY型与ZW型性别决定的比较