資源簡介

第3節　伴性遺傳
【學習目標】
1.通過對紅綠色盲、抗維生素D佝僂病的遺傳等實例歸納伴性遺傳的特點,理解性染色體上的基因所控制的性狀是與性別相關聯的。(生命觀念、科學思維)
2.通過對伴性遺傳規律和解答遺傳系譜圖方法的歸納和總結,培養歸納與概括、邏輯分析和推理能力。(科學思維、科學探究)
3.關注伴性遺傳理論和相關技術在生產實踐中的應用,培養解決實際問題的能力。(科學思維、社會責任)
【自主預習】
一、伴性遺傳
1.概念:位于　性染色體　上的基因決定的性狀的遺傳,總是與　性別　相關聯,這種現象叫作伴性遺傳。
2.人類紅綠色盲
(1)伴性遺傳方式:紅綠色盲基因是　隱性基因　,位于　X染色體　上,Y染色體上沒有其等位基因。
(2)遺傳特點:紅綠色盲患者中男性　遠多于　女性;男性患者的基因只能來自母親,且以后只能傳給女兒。
3.抗維生素D佝僂病
(1)伴性遺傳方式:致病基因是顯性基因,只位于　X染色體　上。
(2)遺傳特點:患者中女性　多于　男性,但部分女性患者病癥較輕;男性患者與正常女性婚配的后代中,　女性都是患者　,男性正常。
4.性染色體決定性別的類型
類型 XY型 ZW型
性別 雌 雄 雌 雄
體細胞染色體組成 2A+XX 2A+XY 2A+ZW 2A+ZZ
實例 人及其他大部分動物 鱗翅目昆蟲、鳥類
二、伴性遺傳理論在實踐中的應用
1.根據伴性遺傳的規律,可以推算后代的患病概率,從而　指導優生　。
2.伴性遺傳理論還可以指導　育種工作　。
(1)雞的性別決定方式:ZW型。
(2)根據雛雞的羽毛特征來區分雌性和雄性。
【合作探究】
任務1　探究伴性遺傳的類型及其遺傳規律
活動1　閱讀課本P35~37,下圖為某興趣小組通過社會調查繪制的一個紅綠色盲家系的遺傳圖譜,思考以下問題
1.據圖如何判斷紅綠色盲為隱性遺傳病
提示　Ⅱ3和Ⅱ4正常,但他們生有患病的孩子Ⅲ6;Ⅱ5和Ⅱ6正常,但生有患病的孩子Ⅲ7和Ⅲ12,即“無中生有為隱性”。
2.系譜圖中患者是哪種性別 說明紅綠色盲的遺傳與什么有關
提示　男性。說明紅綠色盲的遺傳與性別有關。
3.Ⅰ1是否將自己的紅綠色盲基因傳給了Ⅱ2 這說明紅綠色盲基因是位于X染色體上還是位于Y染色體上
提示　否。說明紅綠色盲基因位于X染色體上。
4.請寫出人的色覺正常和紅綠色盲的基因型(色盲基因用b表示),紅綠色盲基因型不同的男女的婚配方式有幾種
女性 男性
基因型
表型 正常 正常(攜帶者) 色盲 正常 色盲
提示　XBXB　XBXb　XbXb　XBY　XbY　有6種。
5.有關資料表明,我國人群中男性紅綠色盲患病率(4.71%)遠遠高于女性(0.67%),試探討出現這么大差異的原因。
提示　女性體細胞內兩條X染色體上同時有色盲基因b(XbXb)時,才會表現為色盲;男性體細胞中只有一條X染色體,只要有色盲基因b,就表現為色盲。所以色盲患者總是男性多于女性。
6.請完成以下遺傳圖解:
①女性正常×男性色盲
②女性攜帶者×男性正常
③女性攜帶者×男性色盲
④女性色盲×男性正常
提示　
7.分別觀察四個圖解中的所有色盲患者,男性的色盲基因傳遞有什么特點 所有女性色盲患者的父親和兒子表型有什么特點
提示　來自母親,傳給女兒。 女性色盲患者的父親和兒子均是色盲。
8.結合前面所學的果蠅的紅白眼基因的遺傳,總結伴X染色體隱性遺傳病的遺傳特點。
提示　交叉遺傳:女→男→女;患病人數:男>女;女性患者的父親、兒子必定患病。
例1　(2023·河北統考)下圖為人類紅綠色盲的系譜圖。人類的色覺正常(H)對紅綠色盲(h)為顯性,基因H、h只位于X染色體上。據圖推測,下列判斷錯誤的是(　　)。
A.Ⅰ1的基因型是XHY
B.Ⅰ2的基因型是XHXh
C.Ⅱ3的基因型一定是XhY
D.Ⅱ4的基因型是XHXh的概率為2/3
【答案】　D
【解析】　人類紅綠色盲是一種伴X染色體隱性遺傳病,Ⅰ1的基因型為XHY,Ⅱ3的基因型為XhY,Ⅰ2的基因型為XHXh,A、B、C正確;Ⅱ4從Ⅰ1得到配子XH,從Ⅰ2得到XH或Xh的概率都是1/2,因此Ⅱ4的基因型是XHXh的概率為1/2,D錯誤。
對點練1　某隱性遺傳病表現為交叉遺傳的特點,一對夫婦中女性為該病患者,男性正常。不考慮變異,下列敘述錯誤的是(　　)。
A.父母雙方均為該患病女性提供了致病基因
B.這對夫婦的子代中女兒均正常,兒子均患病
C.這對夫婦的女兒與正常男性婚配,后代中患者均為男性
D.這對夫婦的兒子與表現正常的女性婚配,后代中不會出現患者
【答案】　D
【解析】　設控制該病的基因為B、b,因表現為交叉遺傳的特點,故該病為伴X染色體隱性遺傳病,則該患病女性的基因型為XbXb,則父母雙方均為該患病女性提供了致病基因Xb,A正確;因為XbXb×XBY→1XBXb∶1XbY,所以這對夫婦的子代中女兒均正常,兒子均患病,B正確;這對夫婦的女兒的基因型為XBXb,與正常男性婚配:XBXb×XBY→1XBXB∶1XBXb∶1XBY∶1XbY,所以女兒與正常男性婚配,后代中患者均為男性,C正確;這對夫婦的兒子的基因型為XbY,假如表現正常的女性的基因型為XBXb,則后代的情況為XBXb×XbY→1XBXb∶1XbXb∶1XBY∶1XbY,所以兒子與表現正常的女性婚配,后代中可能會出現患者(XbXb、XbY),D錯誤。
活動2　閱讀課本P37內容,下圖是抗維生素D佝僂病的某家族系譜圖,回答以下問題
1.寫出正常和抗維生素D佝僂病患病的基因型(抗維生素D佝僂病的基因用D表示)。
女性 男性
基因型
表型 患病 患病 正常 患病 正常
　　提示　XDXD　XDXd　XdXd　XDY　XdY
2.患者中女性和男性的比例是否相同 為什么
提示　不同,患者中女性多于男性。因為女性有兩條X染色體,得到抗維生素D佝僂病顯性基因的機會比只有一條X染色體的男性大,而顯性遺傳病只要有一個顯性基因就患病,所以抗維生素D佝僂病患者中女性多于男性。
3.與伴X染色體隱性遺傳相比,伴X染色體顯性遺傳在世代連續性方面有何不同
提示　伴X染色體隱性遺傳往往表現為隔代遺傳,而伴X染色體顯性遺傳代代有患者,具有連續遺傳現象。
4.請完成以下遺傳圖解:
①女佝僂(XDXd)×男佝僂
②女佝僂(XDXD)×男正常
③女佝僂(XDXd)×男正常
④女正常×男佝僂
提示　
5.觀察四個圖解中的所有男性佝僂病患者,其母親和女兒表型有什么特點
提示　男性患者的母親和女兒一定是佝僂病患者。
6.結合以上五個問題的【答案】,總結出伴X染色體顯性遺傳病的遺傳特點。
提示　世代連續遺傳;女性患者多于男性患者;男性患者的母親和女兒一定患病。
7.如果控制某一疾病的基因只位于Y染色體上,其遺傳有什么特點
提示　患者一定是男性,患者后代只要是男性就一定患病。
認知生成
遺傳系譜圖分析和遺傳方式判斷
1.首先確定是否為伴Y染色體遺傳和細胞質遺傳
(1)若系譜圖中,男性患者的父親和兒子都患病,其母親和女兒全正常,則為伴Y染色體遺傳。若患者有男有女,則不是伴Y染色體遺傳。
(2)若系譜圖中,女性患者的母親和女性患者的所有后代都患病,則為細胞質遺傳。
2.其次判斷顯隱性
　 圖1　　　　　 圖2　　　　 　圖3
(1)雙親正常,子代有患病個體,一定是隱性遺傳病(簡記為“無中生有為隱性”,見圖1)。
(2)雙親患病,子代有正常個體,一定是顯性遺傳病(簡記為“有中生無為顯性”,見圖2)。
(3)親子代都有患者(見圖3),無法準確判斷,可先假設,再推斷。
3.最后確定是常染色體遺傳還是伴X染色體遺傳
(1)在隱性遺傳病的系譜圖中找女患者
　圖4　　　　　圖5　　　　　圖6　　　　 圖7
①女性患者的父親或兒子有正常的,一定是常染色體隱性遺傳(見圖4、5)。
②女性患者的父親和兒子都患病,可能是伴X染色體隱性遺傳(見圖6、7)。
(2)在顯性遺傳病的系譜圖中找男患者
圖8　　　　　 圖9　　　　 圖10　　　　 圖11
①男性患者的母親或女兒有正常的,一定是常染色體顯性遺傳(見圖8、9)。
②男性患者的母親和女兒都患病,可能是伴X染色體顯性遺傳(見圖10、11)。
例2　下列關于X染色體上顯性基因決定的人類遺傳病的說法,正確的是(　　)。
A.雙親正常生出患病孩子的概率是1/4
B.人群中的患者,男性多于女性
C.男性患者的后代中,女兒都患病
D.表現正常的夫婦,性染色體上也可能攜帶致病基因
【答案】　C
【解析】　若雙親正常,則雙親的基因中不含致病基因,所生孩子都正常,A錯誤;伴X染色體顯性遺傳病中的女性患者多于男性患者,B錯誤;男性患者的X染色體必然傳給其女兒,而致病基因就在X染色體上,所以女兒都患病,C正確;由于伴X染色體顯性遺傳病只要一個致病基因就患病,因此表現正常的夫婦X染色體上不可能攜帶相應的致病基因,D錯誤。
對點練2　下圖的4個家族遺傳系譜圖中,黑色是遺傳病患者,白色為表型正常者。下列有關敘述不正確的是 (　　)。
A.可能是白化病遺傳的系譜圖的是甲、乙、丙
B.肯定不是紅綠色盲遺傳的系譜圖是甲、丙、丁
C.甲中患病孩子的父親是雜合子
D.甲中這對夫婦再生一個患病女兒的概率是25%
【答案】　D
【解析】　據圖分析可知,甲為常染色體隱性遺傳,乙為常染色體隱性遺傳或伴X染色體隱性遺傳,丙肯定不是伴X染色體隱性遺傳,丁為常染色體顯性遺傳。白化病屬于常染色體隱性遺傳病,因此甲、乙、丙可能是白化病遺傳的系譜圖,A正確;紅綠色盲屬于伴X染色體隱性遺傳病,綜合上述分析可知,甲、丙、丁肯定不是紅綠色盲遺傳的系譜圖,B正確;甲為常染色體隱性遺傳(用A、a表示),女兒患病aa,則雙親都是雜合子,C正確;甲中雙親的基因型均為Aa,他們再生一個患病女兒的概率為(1/4)×(1/2)=1/8,D不正確。
素能提升　了解生物性別決定的方式(科學思維能力)
1.性染色體決定性別
多數生物體細胞中有一對同源染色體的形狀相互間往往不同,這對染色體跟性別決定直接有關,稱為性染色體;性染色體以外的染色體統稱常染色體。
(1)XY型性別決定:這類生物雌性的體細胞中含有2個相同的性染色體,記作XX;雄性的體細胞中則含有2個異型性染色體,其中一個和雌性的X染色體一樣,也記作X,另一個異型的染色體記作Y,因此體細胞中含有XY兩條性染色體。
(2)ZW型性別決定:凡雌性個體具有2個異型性染色體,雄性個體具有2個相同的性染色體的類型,稱為ZW型。這類生物中雌性的性染色體組成為ZW,雄性的性染色體組成為ZZ。
(3)XO型性別決定:蝗蟲、蟋蟀等直翅目昆蟲和蟑螂等少數動物的性別決定屬于XO型。雌性體細胞中含有2條X染色體;雄性體細胞中僅含有1條X染色體。如雌性蝗蟲有24條染色體(22+XX);雄性蝗蟲有23條染色體(22+X)。減數分裂時,雌蟲只產生一種X卵子;雄蟲可產生有X和無X染色體的2種精子,其比例為1∶1。
2.染色體的單雙倍數決定性別
蜜蜂的性別由細胞中的染色體倍數決定。雄蜂由未受精的卵發育而成,雌蜂由受精卵發育而來,營養差異決定了雌蜂是發育成可育的蜂王還是不育的工蜂。
3.環境條件決定性別
有些動物的性別是靠其生活史發育的早期階段的溫度、光照或營養狀況等環境條件來決定的。海生蠕蟲后螠性別由環境決定,幼蟲在海中自由生活則發育為雌蟲,落在雌蟲口吻上,就發育為雄蟲,如果把已經落在雌蟲口吻上的幼蟲移去,讓其繼續自由生活,就發育成中間性,畸形程度視待在雌蟲口吻上時間的長短;許多線蟲是靠營養條件的好壞來決定性別的,它們一般在性別未分化的幼齡期侵入寄主體內,低感染率時營養條件好,發育成的成體基本上都是雌性,而高感染率時,營養條件差,發育成的成體通常都是雄性;大多數龜類無性染色體,其性別取決于孵化時的溫度,如烏龜卵在20~27 ℃條件下孵化出的個體為雄性,在30~35 ℃時孵化出的個體為雌性,鱷類在30 ℃以下孵化則幾乎全為雌性,高于32 ℃時雄性則占多數;我國特產的活化石揚子鱷,巢穴建于潮濕陰暗的弱光處可孵化出較多雌鱷,巢穴建于陽光曝曬處,則可產生較多的雄性。
4.基因決定性別
某些植物既可以是雌雄同株,也可以是雌雄異株,這類植物的性別往往是靠某些基因決定的。如葫蘆科的噴瓜,決定性別的是3個復等位基因,即aB、a+、ab;其顯隱關系為aB>a+>ab。aB基因決定發育為雄株;a+基因決定發育為雌雄同株;ab基因則決定發育為雌株。性別的類型有5種基因型所決定:aBa+和aBab為雄株;a+a+和a+ab為雌雄同株;aab為雌株;純合的abab不存在,因為雌性個體不可能提供ab配子。玉米也可因為2對基因的轉變,引起雌雄同株和雌雄異株的差異。
5.性反轉現象
在一定條件下,動物的雌雄個體相互轉化的現象稱為性反轉。魚類的性反轉是比較常見的,如黃鱔的性腺,從胚胎到性成熟是卵巢,只能產生卵子,產卵后的卵巢慢慢轉化為精巢,只產生精子。所以,每條黃鱔一生中都要經過雌雄兩個階段。成熟的雌劍尾魚會出其不意地變成雄魚,老的雌鰻魚有時轉變成雄魚。雞也有“牝雞司晨”現象,且可用激素使性未分化的雞胚轉變性別。
任務2　伴性遺傳理論在實踐中的應用
活動3　閱讀課本P37~38,結合具體案例,應用伴性遺傳理論解決問題
　　已知雞的性別決定方式是ZW型,蘆花雞羽毛和非蘆花雞羽毛是一對相對性狀,分別由一對等位基因B和b(位于Z染色體上)控制。
1.請寫出下列表型對應的基因型。
表型 蘆花雌雞 非蘆花雌雞 蘆花雄雞 非蘆花雄雞
基因型
提示　ZBW　ZbW　ZBZB或ZBZb　ZbZb
2.從上表中選擇親本進行雜交,要求能根據雛雞的早期羽毛特征就能區分出雌性和雄性,以便多養母雞,應選擇表型為怎樣的雄雞和雌雞雜交
提示　非蘆花雄雞和蘆花雌雞雜交,子代蘆花雞全部為雄雞,非蘆花雞全部為雌雞。
3.性別能相當于一對相對性狀嗎 遵循分離定律嗎
提示　XY型、ZW型是指決定性別的染色體而不是基因型,但性別相當于一對相對性狀,其傳遞遵循分離定律。
4.現在有一只基因型未知的蘆花雄雞,如何確定它的基因型
提示　讓該蘆花雄雞與多只非蘆花或蘆花雌雞雜交,若后代都為蘆花雞,則其基因型為ZBZB;若后代中有非蘆花雞,則其基因型為ZBZb。
5.如果一對夫婦中丈夫正常而妻子患紅綠色盲,那么對于生育孩子醫生應該給出什么建議 原因是什么
提示　應該生女孩,因為該夫婦所生男孩均患紅綠色盲,而女孩均表現正常。
例3　結合下表分析,相關敘述正確的是(　　)。
性別決定類型 相對性狀及基因所在位置
果蠅 XY型:XX(♀)、XY(♂) 紅眼(W)、白眼(w),X染色體上
雞 ZW型:ZZ(♂)、ZW(♀) 蘆花(B)、非蘆花(b),Z染色體上
A.紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅雜交,子代中雌果蠅均為紅眼,雄果蠅均為白眼
B.白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交,子代中雌果蠅均為白眼,雄果蠅均為紅眼
C.蘆花公雞與非蘆花母雞交配,子代中公雞均為非蘆花,母雞均為蘆花
D.蘆花母雞與非蘆花公雞交配,子代中公雞均為蘆花,母雞均為非蘆花
【答案】　D
【解析】　紅眼雌果蠅有兩種基因型,即XWXW、XWXw,與白眼雄果蠅XwY雜交,子代中不可能出現雌果蠅均為紅眼,雄果蠅均為白眼,A錯誤;白眼雌果蠅XwXw與紅眼雄果蠅XWY雜交,子代中雌果蠅XWXw均為紅眼,雄果蠅XwY均為白眼,B錯誤;蘆花公雞有兩種基因型,即ZBZB、ZBZb,與非蘆花母雞ZbW交配,子代中不可能出現公雞均為非蘆花,母雞均為蘆花,C錯誤;蘆花母雞ZBW與非蘆花公雞ZbZb交配,子代中公雞ZBZb均為蘆花,母雞ZbW均為非蘆花,D正確。
對點練3　一個家庭中,父親是色覺正常的多指(由常染色體顯性基因控制)患者,母親的表型正常,他們卻生了一個手指正常但患紅綠色盲的孩子。下列敘述正確的是(　　)。
A.該孩子的紅綠色盲基因來自祖母
B.父親的基因型是純合子
C.這對夫婦再生一個男孩,只患紅綠色盲的概率是1/4
D.父親的精子不攜帶致病基因的概率是1/3
【答案】　C
【解析】　多指與手指正常由位于常染色體上的一對等位基因控制,控制紅綠色盲的基因位于X染色體上,這兩對基因的遺傳符合基因的自由組合定律。假設手指正常的基因用a表示,已知生的孩子手指正常(aa),則父親的基因型為Aa,母親的基因型為aa;假設紅綠色盲的基因用b表示,已知生的孩子患紅綠色盲,則父親的基因型為XBY,母親的基因型為XBXb,可以看出父親的基因型是AaXBY,是雜合子,父親的精子不攜帶致病基因的概率是1/2,母親的基因型是aaXBXb,這對夫婦再生一個男孩,只患紅綠色盲(aaXbY)的概率為(1/2)×(1/2)=1/4。
【隨堂檢測】
課堂小結 課堂小測
判斷正誤。 (1)各種生物細胞內的染色體均可分為常染色體和性染色體。 (×) (2)性染色體與性別決定有關,其上的基因都決定性別。 (×) (3)含X染色體的配子是雌配子,含Y染色體的配子是雄配子。 (×) (4)女性的某一條X染色體來自父方的概率是1/2,男性的X染色體來自母方的概率是1。 (√) (5)性染色體組成為ZW型的生物,W染色體來自父方。 (×)
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