2019年高考生物一轮复习专题16基因在染色体上及伴性遗传(讲)

1 专题16 基因在染色体上及伴性遗传

讲考纲

基因在染色体上及伴性遗传，理解基因与染色体关系，理解伴性遗传特点并加以运用，如计算发病率、基因型推断、遗传实验设计等。

讲考情

考查角度 考频

伴性遗传的特点及基因传递规律 5年4考

基因在染色体上位置判断的实验设计 5年5考

讲基础

一、遗传的染色体学说

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 2

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

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。

二、伴性遗传及其应用

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．伴性遗传病的实例、类型及特点 3

3．伴性遗传在实践中的应用

（1）ZW型性别决定：雌性个体的两条性染色体是ZW，雄性个体的两条性染色体是ZZ。

（2）应用：可根据表现型判断生物的性别，以提高质量，促进生产。

讲素养

1．生命观念：通过基因在染色体上与伴性遗传特点分析，从分子水平、细胞水平阐述生命的延续性，建立起进化与适应的观点。

2．科学思维：通过对伴性遗传规律和解答遗传系谱图方法的归纳总结，培养归纳与概括、推理和逻辑分析能力。

3．科学探究：实验设计与实验结果分析，分析基因所在染色体的位置及遗传方式，探究不同对基因在染色体的位置关系。

讲典例

【例1】萨顿依据“基因和染色体的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 4 【例2】果蝇的眼色由一对等位基因（A，a）控制。在暗红眼♀×朱红眼♂的正交实验中，F1只有暗红眼；在朱红眼♀×暗红眼♂的反交实验中，F1雌性为暗红眼，雄性为朱红眼。则下列说法不正确的是 （ ）

A．反交的实验结果说明这对控制眼色的基因不在常染色体上

B．正、反交的F1中，雌性果蝇的基因型都是XAXa

C．正、反交亲本雌果蝇均为纯合子

D．正、反交的F2中，朱红眼雄果蝇的比例不相同

【答案】D

【解析】本实验中正交和反交的实验结果不同，说明这对控制眼色的基因不在常染色体上，A正确；根据题意分析可知暗红眼为显性，正交实验中纯种暗红眼♀（XAXA）×纯种朱红眼♂（XaY）得到的F1只有暗红眼：XAXa、XAY，其中雌果蝇的基因型为XAXa，反交实验中纯种朱红眼♀（XaXa）×纯种暗红眼♂（XAY）得到的F1雌性为暗红眼（XAXa），雄性为朱红眼（XaY），B正确；由B项可知，正、反交亲本雌果蝇均为纯合子，C正确；正交的F1只有暗红眼：XAXa、XAY，其F2中朱红眼雄果蝇的比例为1/4；反交实验中，F1雌性为暗红眼（XAXa），雄性为朱红眼（XaY），其F2中朱红眼雄果蝇的比例也是1/4，D错误。

【例3】山羊性别决定方式为XY型。下面的系谱图表示了山羊某种性状的遗传，图中深色表示该种性状的表现者。

已知该性状受一对等位基因控制，在不考虑染色体变异和基因突变的条件下，回答下列问题：

（1）据系谱图推测，该性状为____________（填“隐性”或“显性”）性状。 5 （2）假设控制该性状的基因仅位于Y染色体上，依照Y染色体上基因的遗传规律，在第Ⅲ代中表现型不符合该基因遗传规律的个体是______________________（填个体编号）。

（3）若控制该性状的基因仅位于X染色体上，则系谱图中一定是杂合子的个体是________________（填个体编号），可能是杂合子的个体是__________（填个体编号）。

【答案】（1）隐性

（2）Ⅲ-1、Ⅲ-3和Ⅲ-4

（3）Ⅰ-2、Ⅱ-2、Ⅱ-4 Ⅲ-2

【解析】（1）系谱图中Ⅱ-1和Ⅱ-2均不表现该性状，但它们的后代Ⅲ-1出现该性状，推知该性状为隐性性状，Ⅱ-1和Ⅱ-2为该性状的携带者。

（3）若控制该性状的基因仅位于X染色体上，且由（1）知该性状为隐性遗传（假定该性状由基因A-a控制）；Ⅰ-2和Ⅱ-2均未表现出该性状（XAX-），但它们的雄性后代（Ⅱ-3和Ⅲ-1）却表现出该性状（XaY）；同时考虑到雄性个体的X染色体来自雌性亲本，据此断定Ⅰ-2和Ⅱ-2一定为杂合子（XAXa）。Ⅲ-3表现该性状（XaXa），其所含的一条X染色体必然源自Ⅱ-4 （X-Xa）；同时Ⅱ-4不表现该性状，据此断定Ⅱ-4为杂合子（XAXa）。Ⅲ-2不表现该性状（XAX-），其雌性亲本Ⅱ-2为杂合子（XAXa），因此Ⅲ-2既可以是杂合子（XAXa），也可以是纯合子（XAXA）。

讲方法

类比推理法与假说—演绎法的比较

项目 假说—演绎法 类比推理法

原理 在提出问题、作出假设的基础上演绎推理并设计实验得出结论 将未知的和已知的做比较，根据惊人的一致性推理并得到结论

结论 具有逻辑必然性，是科学结论，一定正确 不具有逻辑必然性，仅是假说，不一定正确

实例 孟德尔发现两大定律；摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因在染色体上 萨顿假说：根据基因和染色体存在着明显的平行关系推出基因在染色体上

2．性染色体决定性别的类型 6 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、A＋Y A＋Z、A＋W A＋Z

实例 人等大部分动物 鳞翅目昆虫、鸟类

（1）性别决定只出现在雌雄异体的生物中，雌雄同体生物不存在性别决定问题。

（2）XY型、ZW型是指决定性别的染色体而不是基因型，但性别相当于一对相对性状，其传递遵循分离定律。

（3）性别决定后的分化发育过程受环境的影响。

（4）自然界还存在其他类型的性别决定。如染色体倍数决定性别（如蜜蜂等），环境因子（如温度等）决定性别等。

3．判断基因是位于X、Y染色体的同源区段还是仅位于X染色体上

（1）方法：隐性雌性×纯合显性雄性。

（2）结果预测及结论

①若子代全表现为显性性状，则相应的控制基因位于X、Y染色体的同源区段。

②若子代中雌性个体全表现为显性性状，雄性个体全表现为隐性性状，则相应的控制基因仅位于X染色体上。

4．“交叉遗传法”——由子代信息推断亲代基因型

伴性遗传一般具有“交叉遗传”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。

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。

讲易错

1．基因和染色体关系的两点提醒

（1）真核生物中基因（遗传物质）的主要载体是染色体，次要载体是线粒体、叶绿体。原核生物中基因（遗传物质）的载体是裸露存在的DNA。 7 （2）“基因在染色体上呈线性排列”并不是说基因的形状是线性的（注意是“线性”，而不是“线形”）。基因的线性是指基因是一个接着一个，之间没有重复、倒退、分支等现象。但随着现代生物学的发展，重叠基因、跳跃基因等的发现，也使人们认识到基因的线性排列是相对的。

2．辨析X、Y染色体同源区段与非同源区段

（1）正确区分X、Y染色体同源区段基因的遗传：

①在X、Y的同源区段，基因是成对的，存在等位基因，而非同源区段则相互不存在等位基因。

②X、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：

（2）正确区分X、Y染色体非同源区段基因的遗传：

基因的位置 Y染色体非同源区段基因的传递规律 X染色体非同源区段基因的传递规律

隐性基因 显性基因

模型图解

判断依据 父传子、子传孙，具有世代遗传连续性 双亲正常子病；母病子必病，女病父必病 子正常双亲病；父病女必病，子病母必病

规律 没有显隐性之分，患者全为男性，女性全部正常 男性患者多于女性患者；具有隔代交叉遗传现象 女性患者多于男性患者；具有连续遗传现象

举例 人类外耳道多毛症 人类红绿色盲症、血友病 抗维生素D佝偻病

3．X、Y染色体的来源及传递规律

（1）X1Y中X1来自母亲，Y来自父亲，向下一代传递时，X1只能传给女儿，Y只能传给儿子。

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