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生物學高考總復(fù)習教案
第19講　基因在染色體上、伴性遺傳
課標內(nèi)容　概述性染色體上的基因傳遞和性別相關(guān)聯(lián)。
考點一　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)
(3)研究過程
③提出假說，進行解釋
假說 假說1：控制眼色的基因位于X非同源區(qū)段，即X染色體上有，而Y染色體上沒有 假說2：控制眼色的基因位于X、Y同源區(qū)段，即X染色體和Y染色體上都有
實驗一圖解
疑惑 上述兩種假說都能解釋實驗一的實驗現(xiàn)象
假說1和假說2都能解釋上述實驗現(xiàn)象，為了確定控制果蠅紅白眼基因的位置，摩爾根設(shè)計了多個新的實驗，其中有一組實驗最為關(guān)鍵，即將白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配，最后假說1得到了證實。
假說 假說1：控制眼色的基因位于X非同源區(qū)段，即X染色體上有，而Y染色體上沒有 假說2：控制眼色的基因位于X、Y同源區(qū)段，即X染色體和Y染色體上都有
圖解
⑤得出結(jié)論：控制果蠅紅眼與白眼的基因只位于X染色體上。
【考點速覽·診斷】
(1)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)體細胞中基因成對存在，配子中只含一個基因。(×)
提示　配子中含有一對等位基因中的一個。
(3)摩爾根果蠅雜交實驗證明了基因在染色體上且呈線性排列。(×)
提示　摩爾根的果蠅雜交實驗證明了基因在染色體上。
(4)孟德爾和摩爾根都是通過雜交實驗發(fā)現(xiàn)問題，用測交實驗進行驗證的。(√)
(5)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。(×)
提示　果蠅的白眼性狀來自基因突變。
【情境推理·探究】
1.依據(jù)假說以及摩爾根實驗一的解釋圖解，嘗試分析如下信息內(nèi)容：直毛與分叉毛為一對相對性狀(相關(guān)基因用F和f表示)。現(xiàn)有兩只親代果蠅雜交，F(xiàn)1的表型與比例如下圖所示。則：
控制直毛與分叉毛的基因位于________染色體上，判斷的主要依據(jù)是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
提示　X　雜交子代中，雄性個體中直毛∶分叉毛是1∶1，雌性個體中都是直毛，沒有分叉毛
2.實驗室里有3瓶不同基因型的紅眼果蠅，分別裝有紅眼雄蠅和兩種不同基因型的紅眼雌蠅，請設(shè)計實驗方案，鑒別上述3瓶果蠅的基因型(顯性基因用B表示)。
提示　先根據(jù)第二性征鑒別確定三瓶果蠅的性別，若為雄性紅眼果蠅，則該瓶果蠅基因型為XBY，再用該紅眼雄性果蠅分別與另兩瓶中的紅眼雌性果蠅交配，觀察統(tǒng)計子代雄果蠅的眼色。若子代雄果蠅都為紅眼，則該瓶紅眼雌果蠅的基因型為XBXB，若子代雄果蠅中紅眼和白眼的比例為1∶1，則該瓶紅眼雌果蠅的基因型為XBXb。
3.如圖為果蠅X染色體上的幾個基因
(1)圖中顯示基因與染色體間存在的“數(shù)量”和“位置”的關(guān)系是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)果蠅X染色體上的基因在體細胞中存在和表達的情況分別是__________________________________________________________________。
提示　(1)一條染色體上有許多基因；基因在染色體上呈線性排列
(2)存在、可選擇性表達
4.用熒光標記法可顯示基因在染色體上的位置，其中同種顏色在同一條染色體上會有兩個原因是_______________________________________________________
____________________________________________________________________。
提示　觀察的時期為有絲分裂中期，每條染色體上含有兩條染色單體，其相同位置上的基因相同
考向1　結(jié)合基因和染色體的關(guān)系，考查生命觀念
1.(2023·遼寧錦州聯(lián)考)下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，正確的是(　　)
A.細胞內(nèi)的基因全部在染色體上
B.基因在染色體上呈線性排列
C.一條染色體上只有一個基因
D.染色體就是由基因組成的
答案　B
解析　真核生物細胞中，細胞核中的基因位于染色體上，細胞質(zhì)中的基因位于線粒體和葉綠體的DNA上，原核生物細胞中的基因位于擬核DNA或細胞質(zhì)的質(zhì)粒DNA上；染色體是基因的主要載體，基因在染色體上呈線性排列；一條染色體上有多個基因；染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。
2.(2023·洛陽市統(tǒng)考)遺傳的染色體學說提出的依據(jù)是基因和染色體的行為存在明顯的“平行”關(guān)系。下列不屬于所依據(jù)的“平行”關(guān)系的是 (　　)
A.基因和染色體，在體細胞中都成對存在，在配子中都只有成對中的一個
B.在形成配子時，某些非等位基因之間、非同源染色體之間都能自由組合
C.作為遺傳物質(zhì)的DNA，都分布在染色體上
D.在配子形成和受精過程中，基因和染色體都有一定的獨立性和完整性
答案　C
解析　DNA不都分布在染色體上，細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體中也含有DNA，故不能體現(xiàn)基因與染色體的平行關(guān)系，C符合題意。
考向2　結(jié)合摩爾根實驗拓展，考查科學思維
3.(2023·廣東深圳調(diào)研)果蠅的紅眼基因(R)對白眼基因(r)為顯性，位于X染色體上。現(xiàn)有一只紅眼雌果蠅與一只紅眼雄果蠅交配，F(xiàn)1果蠅中約有1/4為白眼。下列敘述錯誤的是(　　)
A.親本雌雄果蠅的基因型為XRXr和XRY
B.子代中白眼果蠅只有雄性
C.白眼雌果蠅的子代中，雄性個體均為白眼
D.果蠅決定紅眼和白眼性狀的基因與性別決定有關(guān)
答案　D
解析　據(jù)題意，控制果蠅眼色的基因位于X染色體上，紅眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配，F(xiàn)1出現(xiàn)約1/4的白眼果蠅，說明雌果蠅是白眼基因攜帶者，F(xiàn)1白眼果蠅全部為雄性，A、B正確；白眼雌果蠅產(chǎn)生的卵細胞為Xr，與基因型為Y的精子結(jié)合，產(chǎn)生的受精卵發(fā)育成的個體為白眼雄果蠅，C正確；果蠅決定紅眼和白眼性狀的基因位于X染色體上，但與性別決定無關(guān)，D錯誤。
4.(2023·四川成都七中診斷)已知果蠅的長翅和截翅由一對等位基因控制，多只長翅果蠅進行單對交配(每個瓶中僅有1只雌果蠅和1只雄果蠅)，子代果蠅中，長翅∶截翅＝3∶1。請回答下列問題：
(1)在這對性狀中，顯性性狀是________。
(2)親代雌果蠅是________(填“雜合子”“純合子”或“無法確定”)。
(3)甲同學認為不能確定該等位基因是位于常染色體還是X染色體上，理由是
___________________________________________________________________。
(4)乙同學認為可以統(tǒng)計子代中截翅果蠅的性別來確定該等位基因是位于常染色體還是X染色體上。如果子代中________________________________________，
則基因位于X染色體上；如果子代中________________，則基因位于常染色體上。
答案　(1)長翅　(2)雜合子　(3)無論是位于常染色體還是X染色體上，多只長翅果蠅交配的子代果蠅中，均可出現(xiàn)長翅∶截翅＝3∶1　(4)截翅果蠅全為雄果蠅　截翅果蠅雌雄比為1∶1
解析　親代均為長翅，子代果蠅中長翅∶截翅＝3∶1，出現(xiàn)了性狀分離，因此長翅是顯性性狀。若該對等位基因位于常染色體上，則雙親均為雜合子，可表示為Aa，子代中長翅∶截翅＝3∶1，且與性別無關(guān)；若該對等位基因位于X染色體上，則雙親組合為XAXa×XAY，親代雌果蠅是雜合子，子代中雌性長翅∶雄性長翅∶雄性截翅＝2∶1∶1，即截翅果蠅全為雄果蠅。
考點二　伴性遺傳
1.性別決定的主要類型
性染色體類型 XY型 ZW型
雄性的染色體組成 常染色體＋XY 常染色體＋ZZ
雌性的染色體組成 常染色體＋XX 常染色體＋ZW
生物實例 人及大部分動物、菠菜、大麻等 鱗翅目昆蟲、鳥類
思考　①所有生物都有性染色體嗎？
提示　所有無性別之分的生物均無性染色體，如酵母菌等。
②沒有性染色體的生物有沒有性別區(qū)分呢？
提示　蜜蜂、螞蟻沒有性染色體但有性別分化，其雌雄性別并非取決于“染色體類型”而是取決于其他因素。
③性染色體上的基因都與性別決定有關(guān)系嗎？
提示　性染色體上的基因未必都與性別決定有關(guān)，如色覺基因、某些凝血因子基因均位于X染色體上，而外耳道多毛癥基因則位于Y染色體上。
④性染色體只存在于生殖細胞中嗎？
提示　性染色體也存在于體細胞中。
2.伴性遺傳
(1)伴性遺傳的概念 判斷伴性遺傳的主要依據(jù)
位于性染色體上的基因控制的性狀，在遺傳上總是與性別相關(guān)聯(lián)的遺傳方式。
(2)伴性遺傳的類型及特點
①伴X染色體隱性遺傳——紅綠色盲為例
②伴X染色體顯性遺傳——抗維生素D佝僂病為例
③伴Y染色體遺傳——外耳道多毛癥
3.伴性遺傳在實踐中的應(yīng)用
(1)推測后代發(fā)病率，指導(dǎo)優(yōu)生優(yōu)育
婚配 生育建議
男正常×女色盲 生女孩，原因：該夫婦所生男孩均患病
男抗維生素D佝僂病×女正常 生男孩，原因：該夫婦所生女孩全患病，男孩正常
(2)根據(jù)性狀推斷后代性別，指導(dǎo)生產(chǎn)實踐
已知控制雞的羽毛有橫斑條紋的基因只位于Z染色體上，且蘆花(B)對非蘆花(b)為顯性，請設(shè)計通過花紋選育“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請寫出遺傳圖解。
提示　如圖所示
【情境推理·探究】
1.果蠅的體色和眼色受兩對等位基因控制(灰身、黑身由等位基因A、a控制，紅眼、白眼由等位基因B、b控制)，其中一對等位基因位于常染色體上。為了研究這兩對相對性狀的遺傳規(guī)律，進行了下表所示的雜交實驗：
實驗 親本 F1
雜交實驗一 ♀灰身紅眼×♂黑身白眼 ♀灰身紅眼∶♂灰身紅眼＝1∶1
雜交實驗二 ♀黑身白眼×♂灰身紅眼 ♀灰身紅眼∶♂灰身白眼＝1∶1
通過上述實驗可以判斷出隱性性狀為________。控制體色和眼色的基因位于________對同源染色體上，判斷依據(jù)是_______________________________
_________________________________________________________________。
提示　黑身、白眼　兩　控制體色的基因位于常染色體上，控制眼色的基因位于X染色體上。
2.已知果蠅的直毛和非直毛是由位于X染色體上的一對等位基因控制的。現(xiàn)在實驗室有從自然界捕獲的有繁殖能力的直毛雌、雄果蠅各一只和非直毛雌、雄果蠅各一只，請通過一次雜交實驗確定直毛和非直毛這對相對性狀的顯隱性關(guān)系，請用圖解表示并加以說明和推導(dǎo)。
提示　雌果蠅的基因型為XAXA、XAXa、XaXa；雄果蠅的基因型為XAY、XaY。任取兩只不同性狀的雌、雄果蠅雜交。
若子代只出現(xiàn)一種性狀，則該雜交組合中的雌果蠅代表的性狀為顯性(如圖一)；若子代中雌、雄果蠅均含有兩種不同的性狀且各占1/2，則該雜交組合中雌果蠅代表的性狀為顯性(如圖二)；若子代果蠅雌、雄各為一種性狀，則該雜交組合中的雄果蠅代表的性狀為顯性(如圖三)。
【重點難點·透析】
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，如下圖：
(2)XY同源區(qū)段遺傳(用B/b表示相關(guān)基因)
基因的位置 該區(qū)段存在等位基因且在減數(shù)分裂過程中可聯(lián)會
雌性基因型 3種：XBXB、XBXb、XbXb
雄性基因型 4種：XBYB、XBYb、XbYB、XbYb
遺傳特點 遺傳與性別有關(guān)，如以下兩例：
2.巧判單基因遺傳病
3.伴性遺傳中的致死問題(以XY型為例)
(1)X染色體上隱性基因使雄配子(花粉)致死
(2)X染色體上隱性基因使雄性個體致死
4.性染色體相關(guān)“缺失”下的遺傳分析
考向1　圍繞伴性遺傳的類型和遺傳特點，考查科學思維
1.(2023·廣東六校聯(lián)考)下列關(guān)于人類性別決定與伴性遺傳的敘述，正確的是(　　)
A.伴性遺傳不遵循孟德爾遺傳規(guī)律
B.位于性染色體上的基因，在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)
C.伴X染色體隱性遺傳病在人群中女性患者遠多于男性患者
D.伴X染色體顯性遺傳病男性患者所生的兒子一定患病
答案　B
解析　性染色體是成對存在的，屬于同源染色體，所以性染色體上的基因遺傳是遵循孟德爾遺傳規(guī)律的，A錯誤；位于性染色體上的基因，在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)，稱為伴性遺傳，B正確；伴X染色體隱性遺傳病在人群中男性患者遠多于女性患者，C錯誤；兒子的X染色體來源于母親，伴X染色體顯性遺傳病男性為患者，若女性攜帶了正常基因，其兒子可能正常，D錯誤。
2.(2023·河南九師聯(lián)盟)雞的性別決定方式屬于ZW型，其羽毛的蘆花和非蘆花性狀由一對等位基因控制。現(xiàn)用一只純種雌性蘆花雞與一只純種雄性非蘆花雞交配多次，F(xiàn)1中的蘆花雞均為雄性，非蘆花雞均為雌性。若將F1雌雄雞自由交配得到F2，下列敘述正確的是(　　)
A.染色體Z、W上都含有控制蘆花和非蘆花性狀的基因
B.F1中雌性非蘆花雞所占的比例大于雄性蘆花雞的比例
C.F2群體中蘆花雞與非蘆花雞的表型比例應(yīng)為3∶1
D.F2早期雛雞僅根據(jù)羽毛的特征不能區(qū)分雌雞和雄雞
答案　D
解析　據(jù)題意，蘆花是顯性性狀，非蘆花是隱性性狀，控制這對相對性狀的基因僅位于Z染色體上，A錯誤；F1中雌雄比例相等，因此雌性非蘆花雞所占的比例等于雄性蘆花雞的比例，B錯誤；F2群體中，蘆花雌雞∶蘆花雄雞∶非蘆花雌雞∶非蘆花雄雞＝1∶1∶1∶1，C錯誤，D正確。
考向2　結(jié)合伴性遺傳中特殊情況，考查科學思維
3.(2019·全國卷Ⅰ，5)某種二倍體高等植物的性別決定類型為XY型。該植物有寬葉和窄葉兩種葉形，寬葉對窄葉為顯性。控制這對相對性狀的基因(B/b)位于X染色體上，含有基因b的花粉不育。下列敘述錯誤的是(　　)
A.窄葉性狀只能出現(xiàn)在雄株中，不可能出現(xiàn)在雌株中
B.寬葉雌株與寬葉雄株雜交，子代中可能出現(xiàn)窄葉雄株
C.寬葉雌株與窄葉雄株雜交，子代中既有雌株又有雄株
D.若親本雜交后子代雄株均為寬葉，則親本雌株是純合子
答案　C
解析　控制寬葉和窄葉的基因位于X染色體上，寬葉對窄葉為顯性，含基因b的花粉不育，可推出不存在窄葉雌株(XbXb)，A正確；寬葉雌株中有純合子與雜合子，雜合寬葉雌株作母本時，子代雄株可為寬葉，也可為窄葉，純合寬葉雌株作母本時，子代雄株全為寬葉，B、D正確；當窄葉雄株作父本時，由于含基因b的花粉不育，故后代只有雄性個體，C錯誤。
4.(2023·江蘇南京調(diào)研)研究人員在小鼠群體中篩選到一個脊柱彎曲的突變體，且該突變只出現(xiàn)在雌鼠中。將任意一只脊柱彎曲的雌鼠與脊柱正常的野生型雄鼠雜交，所得后代表型及比例均為1/3脊柱彎曲的雌鼠、1/3脊柱正常的雌鼠和1/3脊柱正常的雄鼠。以下推測正確的是 (　　)
A.脊柱彎曲性狀是由隱性基因控制的
B.導(dǎo)致脊柱彎曲的基因位于常染色體上
C.脊柱彎曲的雌鼠均為雜合子
D.導(dǎo)致脊柱彎曲的基因位于Y染色體上
答案　C
解析　由題意將任意一只脊柱彎曲的雌鼠與脊柱正常的野生型雄鼠雜交，所得后代表型及比例均為1/3脊柱彎曲的雌鼠、1/3脊柱正常的雌鼠和1/3脊柱正常的雄鼠，可知雜交后代中雌∶雄＝2∶1，說明雄性個體存在致死現(xiàn)象。研究人員在小鼠群體中篩選到一個脊柱彎曲的突變體，且該突變體只出現(xiàn)在雌鼠中，說明該性狀與性別相關(guān)聯(lián)，應(yīng)該是伴性遺傳，但控制該性狀的基因不能位于Y染色體上，而應(yīng)位于X染色體上，因此選項B、D錯誤；若該性狀由隱性基因控制，則設(shè)雌鼠的基因型為XaXa，雄鼠的基因型為XAY，則雌鼠與雄鼠雜交后代中雌鼠全部表現(xiàn)為野生型，雄鼠全部表現(xiàn)為突變型，這與事實矛盾，A錯誤；若突變型為雜合子，則雌鼠的基因型為XAXa，而雄鼠的基因型為XaY，則它們的后代中雌性個體的基因型為XAXa、XaXa，表型為突變體和野生型，雄性個體的基因型為XAY(致死)、XaY，表型為野生型，符合題目要求，因此選C。
5.(2023·湖南長郡中學調(diào)研)人類Hunter綜合征是一種X染色體上單基因遺傳病，患者的溶酶體中缺乏降解黏多糖的酶而使黏多糖在細胞中積累，導(dǎo)致細胞的損傷。下圖是某家庭該病的發(fā)病情況，4號性染色體組成為XO，下列相關(guān)敘述不正確的是 (　　)
A.該病的致病基因為隱性基因
B.4號患病是基因突變的結(jié)果
C.1號的溶酶體含降解黏多糖的酶
D.5號的致病基因來自1號
答案　B
解析　已知該病為一種X染色體上單基因遺傳病，由于1號和2號都正常，但他們有患病的孩子，說明該病為伴X染色體隱性遺傳病，A正確；4號性染色體組成為XO，其患病是染色體變異的結(jié)果，B錯誤；患者的溶酶體中缺乏降解黏多糖的酶而使黏多糖在細胞中積累，導(dǎo)致細胞的損傷，而1號正常，因此1號的溶酶體含降解黏多糖的酶，C正確；該病為伴X染色體隱性遺傳病，5號的致病基因來自1號，D正確。
重溫真題　經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2022·全國乙卷，6)依據(jù)雞的某些遺傳性狀可以在早期區(qū)分雌雄，提高養(yǎng)雞場的經(jīng)濟效益。已知雞的羽毛性狀蘆花和非蘆花受1對等位基因控制。蘆花雞和非蘆花雞進行雜交，正交子代中蘆花雞和非蘆花雞數(shù)目相同，反交子代均為蘆花雞。下列分析及推斷錯誤的是(　　)
A.正交親本中雌雞為蘆花雞，雄雞為非蘆花雞
B.正交子代和反交子代中的蘆花雄雞均為雜合體
C.反交子代蘆花雞相互交配，所產(chǎn)雌雞均為蘆花雞
D.僅根據(jù)羽毛性狀蘆花和非蘆花即可區(qū)分正交子代性別
答案　C
解析　據(jù)題述可知，蘆花對非蘆花為顯性，設(shè)相關(guān)基因為A、a，正交親本中雌雞基因型為ZAW，表現(xiàn)為蘆花雞，雄雞基因型為ZaZa，表現(xiàn)為非蘆花雞，A正確；正交子代的蘆花雄雞基因型為ZAZa，反交子代中的蘆花雄雞的基因型也是ZAZa，均為雜合體，B正確；反交子代蘆花雞的基因型為ZAZa和ZAW，雌雄相互交配，所產(chǎn)雌雞的基因型為ZAW和ZaW，既有蘆花雞，又有非蘆花雞，C錯誤；正交子代蘆花雞均為雄性，非蘆花雞均為雌性，所以僅根據(jù)羽毛性狀蘆花和非蘆花即可區(qū)分正交子代性別，D正確。
2.(2021·重慶卷，10)家蠶性別決定方式為ZW型。Z染色體上的等位基因D、d分別控制正常蠶、油蠶性狀，常染色體上的等位基因E、e分別控制黃繭、白繭性狀。現(xiàn)有EeZDW×EeZdZd的雜交組合，其F1中白繭、油蠶雌性個體所占比例為(　　)
A. B.
C. D.
答案　C
解析　EeZDW×EeZdZd，產(chǎn)生F1中白繭、油蠶雌性個體(eeZdW)所占的比例為×＝，C正確，A、B、D錯誤。
3.(2022·北京卷，4)控制果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體。白眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交，子代中雌蠅為紅眼，雄蠅為白眼，但偶爾出現(xiàn)極少數(shù)例外子代。子代的性染色體組成如下圖。下列判斷錯誤的是(　　)
注：O代表少一條性染色體
A.果蠅紅眼對白眼為顯性
B.親代白眼雌蠅產(chǎn)生2種類型的配子
C.具有Y染色體的果蠅不一定發(fā)育成雄性
D.例外子代的出現(xiàn)源于母本減數(shù)分裂異常
答案　B
解析　白眼雌蠅與紅眼雄蠅雜交，子代中雌蠅為紅眼，雄蠅為白眼，可判斷果蠅紅眼對白眼為顯性，A正確；白眼為隱性，因此正常情況下親代白眼雌蠅只能產(chǎn)生1種類型的配子，B錯誤；由圖可知，XXY的個體為雌性，具有Y染色體的果蠅不一定發(fā)育成雄性，C正確；例外子代的出現(xiàn)是源于母本減數(shù)分裂異常，出現(xiàn)了不含X染色體的卵細胞或含有兩條X染色體的卵細胞，D正確。
4.(2021·北京卷，6)下圖為某遺傳病的家系圖，已知致病基因位于X染色體。
對該家系分析正確的是(　　)
A.此病為隱性遺傳病
B.Ⅲ 1和Ⅲ 4可能攜帶該致病基因
C.Ⅱ 3再生兒子必為患者
D.Ⅱ 7不會向后代傳遞該致病基因
答案　D
解析　據(jù)圖分析，Ⅱ 1正常，Ⅱ 2患病，且有患病的女兒Ⅲ 3，已知該病的致病基因位于X染色體上，故該病應(yīng)為顯性遺傳病(若為隱性遺傳病，則Ⅱ 1正常，后代女兒不可能患病)，A錯誤；設(shè)相關(guān)基因為A、a，該病為伴X顯性遺傳病，Ⅲ 1和Ⅲ 4正常，故Ⅲ 1和Ⅲ 4基因型為XaXa，不攜帶該病的致病基因，B錯誤；Ⅱ 3患病，但有正常女兒Ⅲ 4(XaXa)，故Ⅱ 3基因型為XAXa，Ⅱ 3與Ⅱ 4(XaY)再生兒子為患者(XAY)的概率為1/2，C錯誤；該病為伴X顯性遺傳病，Ⅱ 7正常，基因型為XaY，不攜帶致病基因，故Ⅱ 7不會向后代傳遞該致病基因，D正確。
5.(2021·全國乙卷，32)果蠅的灰體對黃體是顯性性狀，由X染色體上的1對等位基因(用A/a表示)控制；長翅對殘翅是顯性性狀，由常染色體上的1對等位基因(用B/b表示)控制。回答下列問題：
(1)請用灰體純合子雌果蠅和黃體雄果蠅為實驗材料，設(shè)計雜交實驗以獲得黃體雌果蠅。(要求：用遺傳圖解表示雜交過程。)
(2)若用黃體殘翅雌果蠅與灰體長翅雄果蠅(XAYBB)作為親本雜交得到F1，F(xiàn)1相互交配得F2，則F2中灰體長翅∶灰體殘翅∶黃體長翅∶黃體殘翅＝________，F(xiàn)2中灰體長翅雌果蠅出現(xiàn)的概率為________。
答案　
(2)3∶1∶3∶1　
解析　(1)根據(jù)題干所給信息，可確定灰體純合子雌果蠅的基因型為XAXA，黃體雄果蠅的基因型為XaY，二者雜交所得子代基因型為XAXa、XAY，將基因型為XAXa的子代和親代黃體雄果蠅進行回交，可以得到基因型為XaXa的黃體雌果蠅(或取灰體純合子雌果蠅和黃體雄果蠅雜交，讓雜交產(chǎn)生的F1相互交配，在產(chǎn)生的F2中選取基因型為XAXa與XaY的果蠅進行雜交，即可獲得黃體雌果蠅)。
(2)黃體殘翅雌果蠅(XaXabb)與灰體長翅雄果蠅(XAYBB)雜交產(chǎn)生的F1只有XAXaBb與XaYBb兩種基因型，且兩對基因位于兩對同源染色體上，F(xiàn)1果蠅關(guān)于翅型的基因型均為Bb，雜交后代長翅∶殘翅＝3∶1；F1果蠅關(guān)于體色的基因型為XAXa和XaY，二者雜交可產(chǎn)生XAXa、XaXa、XAY、XaY四種基因型的后代，且比例為1∶1∶1∶1，故灰體∶黃體＝1∶1，綜上可知，F(xiàn)2中灰體長翅∶灰體殘翅∶黃體長翅∶黃體殘翅＝3∶1∶3∶1。根據(jù)上述分析可知，灰體長翅個體數(shù)占總體的，又因為XAY與XAXa基因型所占的比例相同，可知灰體長翅雌果蠅占總灰體長翅果蠅的，所以F2中灰體長翅雌果蠅出現(xiàn)的概率為。
限時強化練
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【對點強化】
考點一　基因在染色體上
1.(2023·廣東七校聯(lián)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　“基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系”，表現(xiàn)在基因、染色體在生殖過程中均保持完整性和獨立性，基因、染色體在體細胞中成對存在，在配子中單個出現(xiàn)，A、B不符合題意；雜合子Aa中，當A所在的染色體片段缺失后，若缺失片段含有A基因，則該個體就會表現(xiàn)出a基因控制的性狀，這說明基因和染色體行為存在平行關(guān)系，C不符合題意；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，D符合題意。
2.(2023·山東淄博調(diào)研)我國著名科學家覃重軍及團隊，把單倍體釀酒酵母細胞內(nèi)16條染色體串聯(lián)成一條染色體，在國際上首次人工“創(chuàng)建”了自然界中本不存在的簡約生命——僅含單條染色體的酵母真核細胞。下列有關(guān)染色體說法正確的是 (　　)
A.串聯(lián)染色體上的基因呈直線排列
B.薩頓用假說—演繹法證明了基因在染色體上
C.串聯(lián)染色體上的基因數(shù)目沒有發(fā)生改變，因此生物沒有發(fā)生變異
D.細胞內(nèi)基因的數(shù)目要遠遠多于染色體數(shù)目
答案　D
解析　一條染色體上有很多基因，基因在染色體上呈線性排列，而不是呈直線排列，A錯誤；摩爾根用假說—演繹法證明了基因在染色體上，B錯誤；串聯(lián)染色體上的基因數(shù)目沒有發(fā)生改變，但染色體數(shù)目發(fā)生改變，因此生物發(fā)生了變異，C錯誤。
3.(2023·湖南長沙質(zhì)檢)摩爾根在果蠅雜交實驗中發(fā)現(xiàn)了伴性遺傳，在果蠅野生型個體與白眼突變體雜交實驗中，最早能夠判斷白眼基因位于X染色體上的最關(guān)鍵實驗結(jié)果是(　　)
A.白眼突變體與野生型個體雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為野生型，雌、雄比例為1∶1
B.F1雌雄相互交配，后代出現(xiàn)性狀分離，白眼全部是雄性
C.F1雌性與白眼雄性雜交，后代出現(xiàn)白眼，且雌、雄個體中紅眼與白眼比例均為1∶1
D.白眼雌性與野生型雄性雜交，后代白眼全部為雄性，野生型全部為雌性
答案　B
解析　白眼突變體與野生型個體雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為野生型，雌雄比例為1∶1，只能說明野生型相對于突變體是顯性性狀，不能判斷白眼基因位于X染色體上，A錯誤；摩爾根利用F1中雌雄果蠅雜交，子二代中，發(fā)現(xiàn)白眼只有雄果蠅中有，雌果蠅全是紅眼，最早說明白眼基因位于X染色體上，B正確；F1雌性與白眼雄性雜交，后代出現(xiàn)白眼，且雌雄個體中紅眼與白眼比例均為1∶1，這屬于測交類型，仍不能說明白眼基因位于X染色體上，C錯誤；白眼雌性與野生型雄性雜交，后代白眼全部為雄性，野生型全部為雌性，能說明控制該性狀的基因位于X染色體上，但摩爾根一開始找到的白眼果蠅只有雄性的，沒有白眼雌性，因而不是最早說明白眼基因位于X染色體上的實驗結(jié)果，D錯誤。
考點二　伴性遺傳
4.(2023·河北邯鄲調(diào)研)為確定控制果蠅翅形和眼色的兩對等位基因在染色體上的位置，某實驗小組利用卷翅紅眼和直翅紫眼兩個純合品系進行了以下雜交實驗，以下分析錯誤的是(　　)
A.控制眼色的基因位于X染色體上，且紅眼為顯性
B.由實驗結(jié)果可排除控制翅形的基因位于X、Y同源區(qū)段的可能
C.F2中直翅紫眼均為雄性
D.F2中卷翅紅眼中雌性∶雄性＝1∶1
答案　C
解析　P為純合品系，F(xiàn)1果蠅雌性均為紅眼，雄性均為紫眼，據(jù)此可判斷控制眼色的基因位于X染色體上，由親子代的表型可推出紅眼為顯性性狀，A正確；F2中表型比例約為3∶3∶1∶1，說明控制翅形和眼色基因的遺傳遵循自由組合定律，已知控制眼色的基因位于X染色體上，所以控制翅形的基因位于常染色體上，不可能位于X、Y的同源區(qū)段，B正確；設(shè)控制翅形的基因用A、a表示，控制眼色的基因用B和b表示，則親本基因型可表示為AAXBY和aaXbXb，F(xiàn)1的基因型為AaXBXb、AaXbY，F(xiàn)2中直翅紫眼個體的基因型為aaXbXb和aaXbY，雌雄都有，C錯誤；F2中卷翅紅眼雌性(A_XBXb)∶卷翅紅眼雄性(A_XBY)＝1∶1，D正確。
5.(2023·廣東中山調(diào)研)下圖中，甲為人類性染色體的電鏡圖，乙為人類性染色體的模式圖。結(jié)合兩圖分析下列說法正確的是(　　)
A.位于性染色體上的基因的遺傳總與性別相關(guān)聯(lián)
B.XY型性別決定的生物，Y染色體總是比X染色體短小
C.位于Ⅱ同源區(qū)段中的基因遺傳給后代時，后代中男女性狀表現(xiàn)均一致
D.正常情況下，位于Ⅰ、Ⅲ非同源區(qū)段中的基因，在體細胞中可能有其等位基因
答案　A
解析　只要基因位于性染色體上，其遺傳便與性別相關(guān)聯(lián)，A正確；XY型性別決定的生物，有些生物如果蠅，X染色體比Y染色體短小，B錯誤；位于Ⅱ同源區(qū)段中的基因遺傳給后代時，后代中男女性狀表現(xiàn)并不總是一致，如XaXa與XaYA的后代中女性為隱性性狀，男性為顯性性狀，C錯誤；正常情況下，位于Ⅰ非同源區(qū)段中的基因，在女性的體細胞中可能有等位基因，而Y染色體只存在男性中，故Y染色體的Ⅲ非同源區(qū)段中的基因，在男性體細胞中不可能有其等位基因，D錯誤。
6.(2023·濮陽質(zhì)檢)XY型性別決定的某種昆蟲，其紅眼和白眼由等位基因R、r控制，讓紅眼(♀)和白眼(♂)雜交，F(xiàn)1為紅眼雄性∶紅眼雌性∶白眼雄性∶白眼雌性＝1∶1∶1∶1，從F1中選擇紅眼雌雄個體雜交，F(xiàn)2的表型及比例為紅眼雄性∶紅眼雌性∶白眼雄性＝1∶1∶1(不考慮X、Y染色體的同源區(qū)段與突變)，下列分析錯誤的是(　　)
A.該昆蟲的紅眼對白眼為顯性且控制眼色的基因位于性染色體上
B.該昆蟲中可能存在雌性紅眼基因純合致死現(xiàn)象
C.若F1隨機交配，則子代紅眼∶白眼＝2∶3
D.F1雌性個體和雄性個體中r的基因頻率相等
答案　D
解析　分析題意，根據(jù)F2表型及比例可知，紅眼對白眼為顯性且控制紅眼和白眼的基因與性別有關(guān)，應(yīng)位于X染色體上，結(jié)合F1紅眼(♀)×紅眼(♂)產(chǎn)生F2的表型及比例，可推出該昆蟲中可能存在雌性紅眼基因純合致死的現(xiàn)象，A、B正確；若F1隨機交配，其中雌性個體產(chǎn)生配子XR∶Xr＝1∶3，雄性個體產(chǎn)生配子XR∶Xr∶Y＝1∶1∶2，則子代紅眼∶白眼＝2∶3，C正確；F1的基因型為XRXr、XrXr、XRY、XrY，在雌性個體中r的基因頻率為3/4，雄性個體中r的基因頻率為1/2，D錯誤。
【綜合提升】
7.(2023·山東青島調(diào)研)染色體上的等位基因可經(jīng)某種限制性內(nèi)切核酸酶切割后形成相對獨立的DNA片段，用凝膠電泳的方法分離酶切后的等位基因，并與探針雜交后可顯示出不同的帶譜。現(xiàn)有一對夫婦生了兩個孩子，其中4號患有某遺傳病。圖乙是對圖甲中1～4進行相關(guān)基因檢測的結(jié)果。下列推斷錯誤的是(　　)
A.長度為7.0單位的DNA片段是該致病基因，且位于常染色體上
B.3號個體的基因型與父親基因型相同的概率為2/3
C.3號個體與該病的基因攜帶者結(jié)婚，生一個患病孩子的概率為1/4
D.等位基因不僅堿基序列不同，其長度也可能不同
答案　B
解析　分析可知，d只有一個7.0的條帶，且只能對應(yīng)患者4號，因此，長度為7.0單位的DNA片段是該致病基因，且位于常染色體上，A正確；由乙圖可知，a、b、c三者表示的基因型均為Aa，顯然3號個體的基因型與父親相同，都是Aa，B錯誤；3號個體與該病的基因攜帶者(Aa)結(jié)婚，生一個患病孩子的概率為1/4，C正確；等位基因是通過基因突變產(chǎn)生的，而基因突變是指基因中堿基的增添、缺失或替換，因此等位基因之間不只是堿基序列不同，也可能長度不同，D正確。
8.(2023·南昌模擬)果蠅是遺傳學上的常用研究材料(假設(shè)控制果蠅眼色的基因用A和a表示)。不考慮X、Y染色體的同源區(qū)段，回答下列有關(guān)問題：
(1)摩爾根當年利用偶然發(fā)現(xiàn)的一只白眼雄果蠅與野生型紅眼雌果蠅作親本進行雜交實驗，發(fā)現(xiàn)F2中白眼雄果蠅占1/4，紅眼果蠅占3/4且雌雄均有，為此他及同事提出了___________________________________________________________
____________________________________________________________________
的假說，并在后續(xù)實驗中得以驗證。請設(shè)計測交實驗驗證上述假說，最能證明其假說的測交方式是________________________________________________
_______________________________________________________________。
若從摩爾根實驗中的材料進行挑選，在進行此測交實驗前必須做的雜交實驗是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________，
從而獲得________果蠅。
(2)果蠅眼形的圓眼與棒眼是另一對相對性狀，受等位基因B和b控制，其中圓眼為顯性。現(xiàn)有各種基因型的純合果蠅，請通過一次雜交實驗，判斷出A、a和B、b這兩對基因的相對位置關(guān)系。請寫出實驗思路，并預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論。
實驗思路：___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論：__________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案　(1)控制果蠅白眼的基因位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因　紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅進行測交　讓F1雌果蠅與親本中白眼雄果蠅(或F2中白眼雄果蠅)進行雜交　白眼雌　(2)實驗思路：讓純合的棒眼雌果蠅與圓眼雄果蠅雜交，觀察后代雌、雄個體的表型　預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論：若后代雌、雄個體都為圓眼，則說明A、a和B、b這兩對基因分別位于兩對同源染色體上；若后代雌果蠅都為圓眼，雄果蠅都為棒眼，則說明A、a和B、b這兩對基因均位于X染色體上
解析　(1)摩爾根及其同事根據(jù)雜交實驗結(jié)果提出了控制果蠅白眼的基因位于X染色體上，Y染色體上不含它的等位基因的假說。由題意可知，親本雌、雄個體的基因型分別是XAXA(紅眼雌)和XaY(白眼雄)，F(xiàn)1的基因型是XAXa(紅眼雌)和XAY(紅眼雄)，F(xiàn)2的基因型分別為XAXA(紅眼雌)、XAXa(紅眼雌)、XAY(紅眼雄)、XaY(白眼雄)，白眼果蠅都是雄性。用紅眼雄果蠅(XAY)與白眼雌果蠅(XaXa)進行測交，后代雌性均為紅眼，雄性均為白眼，與常染色體遺傳結(jié)果不同，可以用于驗證摩爾根及其同事的假說。但當前摩爾根的實驗中沒有出現(xiàn)白眼雌果蠅，因此可讓F1紅眼雌果蠅(XAXa)與親本中白眼雄果蠅(XaY)或F2中白眼雄果蠅進行雜交，就可以得到白眼雌果蠅(XaXa)。(2)題中給出了各種純合的個體，可以利用隱性雌果蠅與顯性雄果蠅雜交來判斷基因B、b是否位于X染色體上。即選擇純合的棒眼雌果蠅與圓眼雄果蠅雜交，觀察后代雌、雄個體的表型。如果基因B、b位于常染色體上，則親本基因型分別是bb和BB，后代基因型是Bb，都表現(xiàn)為圓眼，這樣A、a和B、b這兩對基因分別位于兩對同源染色體上；如果基因B、b位于X染色體上，則親本基因型分別是XbXb、XBY，后代中雄性都是棒眼，雌性都是圓眼，這樣A、a和B、b這兩對基因均位于X染色體上。
9.(2023·湖北七市聯(lián)考)某種寵物豬的體色有黑色、棕色、白色三種，由兩對等位基因A、a和B、b共同控制。以純合棕色雌性與純合白色雄性個體為樣本進行雜交，F(xiàn)1中雌性都是黑色的，雄性都是棕色的。讓F1雌雄個體相互交配，F(xiàn)2雌雄個體表型和比例皆為黑色∶棕色∶白色＝3∶3∶2。據(jù)此分析下列問題：
(1)兩對等位基因的遺傳________(填“是”或“否”)符合自由組合定律，這兩對等位基因________(填“都不”“只有一對”或“兩對都”)在性染色體上。
(2)雌雄親本的基因型分別為________________。F2中棕色個體的基因型有________種。
(3)F2黑色個體相互交配，其后代的表型及其比例為________。
答案　(1)是　只有一對　(2)BBXaXa、bbXAY或AAXbXb、aaXBY　4　(3)黑色∶棕色∶白色＝6∶2∶1(黑色雌性∶白色雌性∶黑色雄性∶棕色雄性∶白色雄性＝8∶1∶4∶4∶1)
解析　以純合棕色雌性與純合白色雄性個體為親本進行雜交，F(xiàn)1中雌性都是黑色的，雄性都是棕色的。說明它們的遺傳與性別有關(guān)系，至少有一對等位基因在性染色體上，且根據(jù)子代的雌雄各一種表型，且子代的雌性和親本的雌性表型不一樣，雄性也是如此，由此我們可以聯(lián)想到一個固定搭配XaXa與XAY，它們雜交子代也是雌雄各一種表型，且子代的雌性和親本的雌性表型不一樣，雄性也是如此。又因為棕色、黑色、白色受兩對等位基因控制，且親本都是純合的，親本沒有黑色，子代卻出現(xiàn)了不同于親本的黑色，讓我們想到了基因互補的情況，即親本中一個只有A基因，一個只有B基因，這樣子代會出現(xiàn)同時有A和B的個體，由此基因推測出來，親本的基因型一個是BBXaXa(AAXbXb)，一個是bbXAY(aaXBY)。再驗證一下BBXaXa與bbXAY雜交，F(xiàn)1基因型及其表型為BbXAXa(雌性黑色)和BbXaY(雄性棕色)，雌雄個體相互交配，F(xiàn)2雌雄個體表型和比例也和題干相符合。
(1)由以上分析可以確定兩對等位基因的遺傳符合自由組合定律，有一對等位基因位于性染色體上。
(2)雌雄親本的基因型分別為BBXaXa(AAXbXb)和bbXAY(aaXBY)，F(xiàn)2中棕色個體的基因型有四種，分別是BBXaXa、BbXaXa、BBXaY、BbXaY(A、a也可以位于常染色體，B、b位于性染色體，這個需要與親本保持一致，第3小題也是如此)。
(3)F2黑色個體的基因型及其比例分別為BBXAXa∶BbXAXa∶BBXAY∶BbXAY＝1∶2∶1∶2，欲求它們相互交配后，其后代的表型及其比例，可以根據(jù)它們的配子進行計算。雌配子及其比例為BXA∶BXa∶bXA∶bXa＝2∶2∶1∶1，雄配子及其比例為BXA∶BY∶bXA∶bY＝2∶2∶1∶1，雌雄配子隨機結(jié)合即可算出子代表型和比例。
10.(2023·河南天一大聯(lián)考)黑腹果蠅是遺傳學研究中常用的實驗材料。請回答下列問題：
(1)果蠅常用來作為遺傳學研究的材料，其優(yōu)點是___________________________
(答出1點即可)。
(2)已知黑腹果蠅3號染色體上的展翅基因(D)對正常翅基因(d)為顯性，展翅基因(D)純合可使黑腹果蠅致死；黑腹果蠅X染色體上的紅眼基因(R)對白眼基因(r)為顯性。將一對展翅紅眼雌雄黑腹果蠅雜交，后代僅雄性中存在白眼個體，則該親本雌雄黑腹果蠅的基因型分別為________和________，子代中展翅白眼黑腹果蠅所占的比例是________。
(3)已知黑腹果蠅中灰體(B)對黑體(b)為顯性，長翅(V)對殘翅(v)為顯性，兩對基因均位于常染色體上。將多對純合灰體長翅和純合黑體殘翅雌雄黑腹果蠅進行雜交得F1，F(xiàn)1測交，統(tǒng)計測交后代的表型及比例如下：
組合一：當F1中雄性個體與純合黑體殘翅雌性個體進行測交時，測交后代中灰體長翅∶黑體殘翅＝1∶1。
組合二：當F1中雌性個體與純合黑體殘翅雄性個體進行測交時，測交后代中灰體長翅∶灰體殘翅∶黑體長翅∶黑體殘翅＝42∶8∶8∶42。
①組合一的后代出現(xiàn)兩種表型。未出現(xiàn)預(yù)期的四種表型，最可能的原因是_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
②組合二的子代出現(xiàn)四種表型，但不符合1∶1∶1∶1的性狀比例，可見實驗結(jié)果不符合自由組合定律，最可能原因是______________________________
_______________________________________________________________。
答案　(1)易飼養(yǎng)，繁殖速度快，子代數(shù)量多，染色體數(shù)目少，有多對易于區(qū)分的相對性狀(答出1點即可)　(2)DdXRXr　DdXRY　1/6　(3)①B(b)和V(v)基因位于一對同源染色體上(且B與V在一條染色體上，b與v在另一條染色體上)(答案合理即可)　②F1中雌性個體減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的非姐妹染色體單體間發(fā)生互換，導(dǎo)致染色單體上b和V、B和v的重組(答案合理即可)
解析　(1)果蠅常用來作為遺傳學研究的材料，其優(yōu)點是易飼養(yǎng)，繁殖速度快，子代數(shù)量多，染色體數(shù)目少，有多對易于區(qū)分的相對性狀等。
(2)親本均為展翅，且展翅基因(D)純合可使黑腹果蠅致死，則親本翅型的基因型均為Dd；由于僅雄性中存在白眼個體，則親本眼色的基因型分別為XRXr和XRY，故親本雌雄黑腹果蠅的基因型分別為DdXRXr和DdXRY；由于展翅基因(D)純合可使黑腹果蠅致死，故子代中展翅白眼黑腹果蠅所占的比例是(2/3)×(1/4)＝1/6。
(3)①純合黑體殘翅果蠅只產(chǎn)生bv一種配子，組合一的測交后代出現(xiàn)兩種表型，未出現(xiàn)預(yù)期的四種表型，說明雄果蠅B(b)和V(v)基因位于一對同源染色體上，且B與V在一條染色體上，b與v在另一條染色體上；②組合二的測交后代出現(xiàn)四種表型，但不符合1∶1∶1∶1的性狀比例，不符合自由組合定律，說明F1中雌性個體減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的非姐妹染色單體間發(fā)生互換，導(dǎo)致染色單體上b和V、B和v的重組。

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