4.3伴性遗传(共56张PPT)

(共56张PPT)
第三节　伴性遗传
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位
1.举例说明什么是伴性遗传。
2.分析资料,总结伴性遗传的特点。
3.应用伴性遗传理论分析和解决实践中的问题。
素养阐释
1.基于伴性遗传现象,能够运用假说、演绎等科学思维方法,对位于性染色体上的显性基因和隐性基因的遗传特点进行分析。对常见的由一对等位基因决定的伴性遗传病,能够根据双亲的表型对后代的患病概率作出科学的预测。
2.关注伴性遗传理论和相关技术在生产实践中的应用,并对其产生的影响作出科学的判断。
自主预习 新知导学
一、摩尔根发现了果蝇眼色的伴性遗传现象
1.果蝇眼色的遗传实验现象
(1)果蝇眼色性状的杂交实验
(2)F1红眼雌蝇回交实验
2.实验结果分析
(1)红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交,F1全为红眼,说明红眼对白眼为显性。
(2)F2中红眼与白眼之比为3∶1,说明红眼和白眼性状受一对等位基因控制,其遗传符合基因的分离定律。
(3)与孟德尔遗传定律不同之处在于F2中白眼性状只出现在雄果蝇个体上,性状的遗传有明显的性别差异。
3.摩尔根对上述现象的解释
(1)解释:控制果蝇红眼的基因(R)和控制白眼的基因(r)只位于 X 染色体上, Y 染色体上不含有它的等位基因。由于雄果蝇的 X 染色体只能来自它的母本,并传递给它的雌性后代,位于X染色体上的眼色基因的遗传就与性别相关联。
(2)遗传图解
(3)验证:白眼雌蝇与红眼雄蝇交配→F1红眼雌蝇∶白眼雄蝇=1∶1。
(4)伴性遗传:位于性染色体上的基因所控制的性状具有伴随性别遗传的现象,称为伴性遗传。
二、人类红绿色盲的遗传属于伴性遗传
1.位置:人的色盲基因存在于 X染色体上, Y染色体上没有它的等位基因。
2.人的正常色觉与红绿色盲的基因型和表型
3.红绿色盲遗传的主要婚配方式及遗传图解
(1)正常女性与色盲男性婚配
(2)女性携带者与正常男性婚配
(3)色盲女性与正常男性婚配
(4)女性携带者与色盲男性婚配
4.特点
(1)男性发病率高(填“高”或“低”)于女性。
(2)伴X染色体隐性遗传还具有交叉遗传特点。
5.其他伴性遗传方式:伴X染色体显性遗传,如抗维生素D佝偻症;伴Y染色体遗传,如外耳道多毛症。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)位于性染色体上的基因所控制的性状具有伴随性别遗传的现象。(　　)
(2)性染色体上的基因的遗传既遵循孟德尔遗传定律,又有自身的遗传特点。
(　　)
(3)患抗维生素D佝偻症的男性能生出正常的女儿。(　　)
(4)白眼残翅雌果蝇(bbXrXr)能形成基因型为bXr的次级卵母细胞。(　　)
(5)某对表型正常的夫妇生出了一个患红绿色盲的儿子和一个表型正常的女儿,则这对夫妇生出患红绿色盲女儿的概率为1/4。(　　)　
(6)交叉遗传是所有伴性遗传的特点。(　　)
(7)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子。(　　)
√
√
×
×
×
×
×
2.血友病的遗传方式属于伴性遗传。某男孩为血友病患者,但他的父母、祖父母、外祖父母都不是患者。血友病基因在该家庭中传递的顺序是
(　　)。
A.外祖父→母亲→男孩 B.外祖母→母亲→男孩
C.祖父→父亲→男孩 D.祖母→父亲→男孩
答案:B
3.下列有关红绿色盲的叙述,正确的是(　　)。　
A.父亲正常,儿子一定正常 B.女儿色盲,父亲一定色盲
C.母亲正常,儿子和女儿正常 D.女儿色盲,母亲一定色盲
答案:B
合作探究 释疑解惑
知识点一
摩尔根果蝇杂交实验
问题引领
1.请根据果蝇眼色性状的遗传实验判断果蝇眼色的显隐性。果蝇眼色的遗传是否符合孟德尔分离定律
提示:具有相对性状的亲本杂交,F1全表现为红眼,所以红眼为显性性状,白眼为隐性性状。F2中红眼与白眼之比为3∶1,说明红眼与白眼受一对等位基因控制,其遗传符合基因的分离定律。
2.摩尔根的果蝇杂交实验结果与孟德尔关于豌豆的一对相对性状的杂交实验结果相比,有什么相同之处 有什么特殊之处
提示:相同之处:子一代都只有一种表型,子二代都发生性状分离,分离比都是3∶1。特殊之处:果蝇杂交实验中,子二代的表型与性别有关,只有雄性表现为白眼,雌性全为红眼。
3.孟德尔豌豆杂交实验的正交与反交结果相同吗 白眼雄蝇×红眼雌蝇(纯合)与白眼雌蝇×红眼雄蝇的交配结果相同吗
提示:孟德尔豌豆杂交实验的正交与反交结果完全相同,摩尔根果蝇眼色的遗传实验,正交与反交结果不相同。白眼雄蝇×红眼雌蝇(纯合)的子代全为红眼,而白眼雌蝇×红眼雄蝇的子代中,雄蝇全为白眼,雌蝇全为红眼。
4.X、Y染色体上的基因的分布有几种情况 它们的遗传有什么共同的遗传规律
提示:有三种情况:有的基因只存在于同源区段(Ⅱ)、有的基因只存在于非同源区段(Ⅰ)、有的基因只存在于非同源区段(Ⅲ),如图D-10所示。
图D-10
基因不论存在于同源区段(Ⅱ)和非同源区段(Ⅰ、Ⅲ),它们所控制的性状都具有伴随性别遗传的现象。
归纳提升
1.遗传的规律与基因关系分析
一对等位基因的遗传遵循基因的分离定律,非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律。染色体行为变化与基因行为变化的关系总结如下:
其中(3)(4)是孟德尔遗传规律的实质。
2.判断基因位于常染色体上还是X染色体上的实验设计
方法一
(1)实验设计:正交与反交(使用条件:不知道显隐性关系)
(2)结果预测及结论
①若两组杂交结果相同,则该基因位于细胞核内的常染色体上。
②若两组杂交结果不同,且子代性状的表现与性别有关,则该基因位于细胞核内的X染色体上。
方法二
(1)实验设计:隐性雌×显性雄(使用条件:知道显隐性关系)
(2)结果预测及结论
①若子代中的雄性个体全为隐性性状,雌性个体全为显性性状,则基因位于X染色体上。
②若子代中的雌、雄个体中既有显性性状又有隐性性状且各占1/2,则基因位于常染色体上。
典型例题
已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制,但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交,子代中灰体♀∶黄体♀∶灰体♂∶黄体♂为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性。请根据上述结果,回答下列问题。
(1)仅根据同学甲的实验,能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性
(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验,这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求每个实验只用一个杂交组合,并指出支持同学乙结论的预期实验结果)
答案:(1)不能。
(2)实验1:杂交组合为黄体♀× 灰体♂;预期结果为子一代中所有的雌蝇都表现为灰体,雄蝇都表现为黄体。
实验2:杂交组合为灰体♀× 灰体♂;预期结果为子一代中所有的雌蝇都表现为灰体,雄蝇中一半表现为灰体,另一半表现为黄体。
解析:(1)判断某性状是常染色体遗传还是伴X染色体遗传的依据通常是看子代雌、雄个体表型及比例,若雌、雄个体表型及比例不同,则相关基因最可能位于X染色体上,而题干中,子代雌、雄个体的表型及比例都是灰体∶黄体=1∶1,因此无法证明控制黄体的基因位于X染色体上。(2)要证明控制体色的基因位于X染色体上,则选择的亲本杂交后代的表型应与性别相关联,即雌、雄个体的表型不同,据此原则可选择杂交组合。假设控制体色的基因为A、a,控制体色的基因位于X染色体上且黄体为隐性,则亲本中灰体雌蝇的基因型为XAXa,黄体雄蝇的基因型为XaY,二者杂交子代的基因型分别为XAXa、XaXa 、XAY、XaY。用该杂交子代设计的实验,可为XaXa(黄体雌蝇)×XAY(灰体雄蝇)→XAXa(灰体雌蝇)、XaY(黄体雄蝇),或XAXa(灰体雌蝇)× XAY(灰体雄蝇) →XAXa(灰体雌蝇)、XAXA(灰体雌蝇)、XAY(灰体雄蝇)、XaY(黄体雄蝇)。
【变式训练】
1.果蝇有多对易于区分的相对性状,如红眼/白眼、直刚毛/焦刚毛、正常翅/翅外展等,果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图Z4-3-1所示。下列叙述错误的是(　　)。
A.翅外展与正常翅纯合体进行杂交,F2中翅外展个体出现的概率为1/4
B.图中所列基因中不能与翅外展基因进行
自由组合的是紫眼基因
C.果蝇Y染色体上都能找到和X染色体上
相同的基因或等位基因
D.验证伴性遗传时应分析的相对性状是
红眼与白眼或直刚毛与焦刚毛
答案:C
图Z4-3-1
解析:依据题干信息,翅外展为隐性性状,翅外展与正常翅纯合体进行杂交,F1为杂合体,F2中翅外展个体出现的概率为1/4,A项正确。非同源染色体上的非等位基因自由组合,图中所列基因中不能与翅外展基因进行自由组合的是紫眼基因,B项正确。果蝇Y染色体与X染色体间存在非同源区段,不一定存在相同的基因或等位基因,C项错误。性染色体上的基因控制的性状的遗传往往和性别相关联,验证伴性遗传时应分析的相对性状是红眼与白眼或直刚毛与焦刚毛,D项正确。
2.遗传学家摩尔根潜心研究果蝇的遗传行为,1910年5月,摩尔根在实验室的一群野生型红眼果蝇中偶然发现了一只白眼雄果蝇,他想知道白眼性状是如何遗传的,便做了图Z4-3-2所示的杂交实验,请回答下列问题。
图Z4-3-2
(1)根据摩尔根的杂交实验结果,你能分别获得哪些结论
①果蝇的红眼对白眼为显性(或红眼和白眼受一对等位基因控制)。
②果蝇的红眼与白眼这一对相对性状的遗传符合基因的分离定律。
③　 。
(2)根据F2中果蝇的性别表现,摩尔根提出的假设是控制白眼和红眼的基因只位于X染色体上,Y染色体上不含有它的等位基因。试用遗传图解来说明摩尔根的实验结果(红眼基因为B、白眼基因为b)。
(3)摩尔根通过测交进一步验证此假说是否正确。他选用　　　　　进行交配,若此杂交后代的表型及其比例为　　　　　　　　　　　　　时,则假说是正确的。
答案:(1)③白眼性状的表现总是与性别相联系
(2)如图D-11所示:
图D-11
(3)白眼雌蝇和红眼雄蝇　红眼雌蝇∶白眼雄蝇=1∶1
知识点二
人类红绿色盲的遗传属于伴性遗传
问题引领
1.为什么人类红绿色盲遗传病的男性患者多于女性患者 若是伴X染色体显性遗传病,还是男性患者多于女性患者吗
提示:这是因为女性在显性基因纯合(XAXA)和基因杂合(XAXa)时,表型都为正常,只有在隐性基因纯合(XaXa)条件下,才会表现出患病。而男性由于Y染色体上不携带相应基因,只要X染色体上携带隐性基因,就会表现出患病。
若是伴X染色体显性遗传病,则女性患者多于男性患者。女性在显性基因纯合(XAXA)和基因杂合(XAXa)时,表型都为患病,只有在隐性基因纯合(XaXa)条件下,表型才会正常。而男性由于Y染色体上不携带相应基因,只要X染色体上携带隐性基因,表型就会正常。
2.你能判断图Z4-3-3中的甲、乙两种遗传病分别属于什么类型的遗传病吗 ( 、 患病男、女)
图Z4-3-3
提示:甲只能确定是隐性遗传病,不能确定是常染色体遗传病还是伴X染色体遗传病;乙可以确定是常染色体隐性遗传病。
归纳提升
1.伴X染色体遗传病及伴Y染色体遗传病的特点
(1)简化记忆伴X染色体隐性遗传病的四个特点:①男患者>女患者;②隔代交叉遗传;③女病,父子病;④男正,母女正。
(2)简化记忆伴X染色体显性遗传病的四个特点:①女患者>男患者;②连续遗传;③男病,母女病;④女正,父子正。
(3)简化记忆伴Y染色体遗传病的两个特点:①患者全为男性;②父→子→孙。
2.“程序法”分析遗传系谱图
典型例题
雄山羊的性染色体为XY,图Z4-3-4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,回答下列问题。
图Z4-3-4
(1)据系谱图推测,该性状为　　　　　　(填“隐性”或“显性”)性状。
(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体的个体是　　　　　　　　　　(填个体编号),可能是杂合体的个体是
　　　　(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)Ⅱ-1 和Ⅱ-2均未表现出该性状,其子代个体Ⅲ-1表现出该性状,说明该性状为隐性性状。
(2)假设控制该性状的基因位于Y染色体上,若父本表现出该性状,子代中的雄性个体也会表现出该性状,同时亲代和子代中的雌性个体都不会表现出该性状,在此条件下,Ⅲ-1、Ⅲ-3不能表现出该性状,Ⅲ-4应表现出该性状。
(3)若控制该性状的基因仅位于X染色体上,Ⅱ-3个体中决定该性状的基因来自母本,则Ⅰ-2为杂合体,Ⅲ-1个体中决定该性状的基因来自Ⅱ-2,则Ⅱ-2为杂合体,Ⅲ-3个体表现出该性状,含有两个决定该性状的基因,一个来自父本,一个来自母本,可确定Ⅱ-4为杂合体;假设该性状由隐性基因a控制,则Ⅱ-1和Ⅱ-2的基因型分别为XAY和XAXa,其子代个体Ⅲ-2的基因型为1/2XAXA、1/2XAXa,可能是杂合体。
【变式训练】
1.图Z4-3-5为色盲的遗传系谱图,下列说法正确的是(　　)。
图Z4-3-5
A.Ⅱ-3与正常男性婚配,后代都不患病
B.Ⅱ-3与正常男性婚配,生育患病男孩的概率是1/8
C.Ⅱ-4与正常女性婚配,后代都不患病
D.Ⅱ-4与正常女性婚配,生育患病男孩的概率是1/8
答案:B
解析:色盲是伴X染色体隐性遗传病。Ⅱ-5患病,则其基因型为XbY,由此推出父母的基因型分别是XBY和XBXb,再推出Ⅱ-3的基因型是1/2XBXB、1/2XBXb,所以Ⅱ-3与正常男性婚配,后代可能生出色盲孩子(男孩)的概率是(1/2)×(1/4)=1/8,A项错误,B项正确。Ⅱ-4的基因型是XBY,与正常女性婚配,若女性是色盲基因的携带者,则后代可能患病,若女性不是色盲基因的携带者,则后代正常,但女性是携带者的概率未知,所以C、D两项错误。
2.人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同,但存在着同源区段(Ⅱ)和非同源区段(Ⅰ、Ⅲ),如图Z4-3-6所示。下列有关叙述错误的是(　　)。
A.若某病是由位于非同源区段(Ⅲ)上的致病基因控制的,则患者均为男性
B.若X、Y染色体上存在一对等位基因,
则该对等位基因位于同源区段(Ⅱ)上
C.若某病是由位于非同源区段(Ⅰ)上的显性
基因控制的,则男性患者的儿子一定患病
D.若某病是由位于非同源区段(Ⅰ)上的隐性
基因控制的,则女性患者的儿子一定患病
答案:C
图Z4-3-6
解析:Ⅲ片段上基因控制的遗传病为伴Y染色体遗传病,患者全为男性,A项正确。若X、Y染色体上存在一对等位基因,该对等位基因只能位于同源区段(Ⅱ)上,B项正确。Ⅰ片段上显性基因控制的遗传病为伴X染色体显性遗传病,女性患者多于男性,男性患者的女儿一定患病,男性患者的X染色体不能传给儿子,C项错误。Ⅰ片段上隐性基因控制的遗传病为伴X染色体隐性遗传病,男性患者多于女性,女性患者的儿子一定患病,D项正确。
[素养提升]
基因位置的确定
1.探究基因位于常染色体上还是X染色体上
(1)若已知性状的显隐性,可设置雌性隐性个体与雄性显性个体杂交。
(2)若未知性状的显隐性,可设置正交与反交实验。
2.探究基因位于X、Y染色体的同源区段,还是只位于X染色体上
图Z4-3-7
(1)适用条件:已知性状的显隐性和控制性状的基因在性染色体上。
(2)基本思路一:用纯合隐性雌性个体与纯合显性雄性个体进行杂交,观察分析F1的性状。
基本思路二:用杂合显性雌性个体与纯合显性雄性个体进行杂交,观察分析F1的性状。
已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:①aaBBEE、②AAbbEE和③AABBee。假定不发生遗传信息的改变,回答下列问题。
(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于常染色体上,请以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上(要求:写出实验思路、预期实验结果及结论)。
(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证(要求:写出实验思路、预期实验结果及结论)。
答案:(1)选择①×②、②×③、①×③三个杂交组合,分别得到F1和F2,若各杂交组合的F2中均出现四种表型,且比例为9∶3∶3∶1,则可确定这三对等位基因位于三对染色体上;若出现其他结果,则可确定这三对等位基因不是位于三对染色体上。
(2)选择①×②杂交组合进行正交与反交实验,观察F1中雄性个体的表型。若正交得到的F1中雄性个体与反交得到的F1中雄性个体在有眼与无眼、正常刚毛与小刚毛这两对相对性状的表现上均不同,则证明这两对等位基因都位于X染色体上。
解析:(1)根据题目要求,不考虑遗传信息的改变。题中所给三个品系均只有一种性状是隐性,其他两种性状均为显性,因此可以每两品系进行一次杂交,通过对杂交后自交产生的F2的性状进行分析,得出结论。
(2)若基因位于常染色体上,则正反交子代雌、雄个体的表型没有差异;若基因位于X染色体上,则正反交子代雌、雄个体的表型有差异。
课堂小结
本 课 结 束