第2章　基因和染色体的关系　章末整合提升(共28张PPT)

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第2章　基因和染色体的关系
章末整合提升
一、必备知识——构建知识导图
二、关键能力——发展核心素养
(一)减数分裂过程中形成的配子种类
(1)就1对同源染色体而言,其精原细胞能产生2种类型的精子。
(2)就2对同源染色体而言,其精原细胞能产生4种类型的精子。
(3)具有n对同源染色体的一个生物体,其精原细胞能产生2n种类型的精子。
(4)一个具有n对同源染色体的精原细胞能产生2种类型的精子。
(5)一个具有n对同源染色体的卵原细胞能产生1种类型的卵细胞。
[例1]某雄性动物的基因型为AaBb,且这两对基因独立遗传。下列关于该动物产生配子的叙述,不正确的是(不考虑基因突变和互换)(　 　)
A.一个精原细胞产生的配子的基因组成和比例可能是AB∶ab=1∶1
B.一个精原细胞产生配子的基因组成和比例可能是Ab∶aB=1∶1
C.该动物产生的配子的基因组成和比例是AB∶ab∶Ab∶aB=1∶1∶1∶1
D.一个次级精母细胞产生精细胞的基因组成和比例可能是AB∶ab=1∶1
解析:由于某雄性动物的基因型为AaBb,且这两对基因独立遗传,一个精原细胞(AaBb)产生的配子的基因组成和比例可能是AB∶ab=1∶1或Ab∶aB=1∶1;
该动物产生的配子的基因组成和比例是AB∶ab∶Ab∶aB=1∶1∶1∶1;不考虑基因突变和互换,一个次级精母细胞只能产生一种两个精细胞。
D
(二)两对等位基因在染色体上的位置分布
1.位于两对同源染色体上,遵循自由组合定律。
2.位于一对同源染色体上,每对基因均遵循分离定律。有以下两种情况:
[例2] 如图表示孟德尔揭示两个遗传定律时所选用的豌豆植株体内相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列叙述正确的是(　 　)
A.甲、乙、丙、丁都可以作为研究基因分离定律的材料
B.丁个体自交后代的高茎个体中纯合子占1/4
C.丙、丁表示个体减数分裂时,可以揭示基因的自由组合定律的实质
D.丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎的实验验证
阶段
A
解析:甲、乙、丙、丁均含有等位基因,都可以作为研究基因分离定律的材料;图丁个体自交后代中DDYY∶DdYy∶ddyy=1∶2∶1,其中高茎中纯合子占1/3;图丁中两对等位基因位于一对同源染色体上,不能用来揭示基因的自由组合定律的实质;图丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1,属于假说—演绎的提出问题阶段。
(三)判断基因位置的相关实验
判断基因是位于常染色体上还是X染色体上
方法一
(1)实验设计:正交与反交(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,则该基因位于常染色体上。
②若两组杂交结果不同,且子代表型与性别有关,则该基因位于X染色体上。
方法二
(1)实验设计:隐性的雌性个体×显性的雄性个体(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表现为隐性性状,雌性个体全表现为显性性状,则该基因位于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,或雌雄个体全表现为显性性状,则该基因位于常染色体上。
方法三
(1)实验设计:选多组显性的雌性个体×显性的雄性个体(知道显隐性关系)。
(2)结果预测及结论
①若隐性性状只出现在雄性子代中,则该基因位于X染色体上。
②若隐性性状同时出现在雌性与雄性子代中,则该基因位于常染色体上。
注意:实验设计时,若是XY型性别决定方式,一般选择隐性的雌性个体和纯合显性的雄性个体作亲本;若是ZW型性别决定方式,一般选择隐性的雄性个体和纯合显性的雌性个体作亲本。
[例3] 果蝇灰身和黑身由一对等位基因(A/a)控制,灰身对黑身为显性。让一只纯合的灰身雌果蝇与一只黑身雄果蝇交配得到F1,F1雌雄个体随机交配得到F2。下列分析不正确的有(　 　)
①统计F2灰身果蝇与黑身果蝇的比例,可以判定A/a是位于常染色体上,还是仅位于X染色体上
②统计F2雄性和雌性个体的性状分离比,可以判定A/a是位于常染色体上,还是仅位于X染色体上
③统计F2灰身果蝇与黑身果蝇的比例,可以判定A/a是位于常染色体上,还是位于X、Y染色体同源区段上
④统计F2灰身果蝇与黑身果蝇的比例,可以判定A/a是仅位于X染色体上,还是位于X、Y染色体同源区段上
A.四项 B.三项 C.两项 D.一项
B
解析:无论A/a是位于常染色体上,还是仅位于X染色体上,还是位于X、Y染色体同源区段上,F2中灰身∶黑身均为3∶1,故仅统计灰身和黑身的比例无法确定基因的位置,①③④错误;若A/a位于常染色体上,后代中的黑身雌雄均有,若A/a位于X染色体上,后代的黑身只有雄性,故根据F2雌雄的性状分离比,可以判定A/a是位于常染色体上,还是仅位于X染色体上,②正确。
(四)“男孩患病”与“患病男孩”的概率计算
在遗传病的概率计算中,“男孩患病”与“患病男孩”的概率是不同的,“男孩患病”的概率是指双亲后代的男孩中患者的概率,而“患病男孩”则指双亲所有后代中既是男孩又是患者的概率。我们可以从以下三个方面理清它们的关系。
1.对于一对或多对常染色体上的等位基因(独立遗传)控制的遗传病:
男孩患病概率=女孩患病概率=患病孩子概率,
患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率×1/2。
由于常染色体与人的性别决定无关,因此常染色体上的基因控制的遗传病在后代中的表现与性别无关。由此可见,“1/2”是指自然状况下男女的出生概率均为1/2。
2.性染色体上的基因控制的性状与人类的性别这一“性状”是“连锁”的,计算有关概率问题时有以下规律:
若病名在前、性别在后,已知双亲基因型可直接作图解,从全部后代中找出患病男女,即可求得患病男(女)的概率,而不需再乘1/2。
患病男孩的概率=患病男孩在后代全部孩子中的概率。
若性别在前、病名在后,求概率问题时只考虑相应性别中的发病情况,根据图解可直接求得。男孩患病的概率=后代男孩中患病的概率
3.当多种遗传病并存时,只要有伴性遗传病,求“患病男(女)孩”概率时一律不用乘1/2。
[例4] 人的正常色觉(B)对红绿色盲(b)是显性,为伴性遗传;褐眼(A)对蓝眼(a)是显性,为常染色体遗传。有一个蓝眼色觉正常的女子与一个褐眼色觉正常的男子婚配,生了一个蓝眼红绿色盲的男孩,这对夫妇生出蓝眼红绿色盲男孩的概率是　　　 　,这对夫妇再生出的男孩为蓝眼红绿色盲的概率是　　　　。
解析:根据题意可推出双亲基因型分别为aaXBXb、AaXBY,因此生出蓝眼孩子的概率为1/2,红绿色盲男孩(全部后代中红绿色盲的男孩)的概率为1/4,故生出蓝眼红绿色盲男孩的概率为1/2×1/4=1/8;而该夫妇再生出的男孩是红绿色盲的概率为1/2,所以这对夫妇再生出的男孩为蓝眼红绿色盲的概率为1/2×1/2=1/4。
答案:1/8　1/4
三、综合应用——形成核心价值观
[例5] 某种两性花植物,花的颜色由两对等位基因(H、h,R、r)控制,基因组成与花的颜色的对应关系见表。
基因组成 H　RR H　Rr 其余基因组成
花的颜色 红色 粉红色 白色
回答下列问题。
(1)基因型为HhRr的植株,两对基因在染色体上的位置关系可能有三种,请参照甲类型,画出另外两种类型(竖线表示染色体,圆点表示基因)。
类型编号 甲 乙 丙
基因在染色 体上的位置
解析:(1)基因型为HhRr的植株,两对基因在染色体上的位置关系可能有三种,H、h与R、r分别位于两对同源染色体上,在遗传过程中遵循自由组合定律;H、h与R、r位于一对同源染色体上,H、r连锁,h、R连锁;H、h与R、r位于一对同源染色体上,H、R连锁,h、r连锁。后两种情况不遵循自由组合定律。
答案:(1) (两者位置不可颠倒)
[例5] 某种两性花植物,花的颜色由两对等位基因(H、h,R、r)控制,基因组成与花的颜色的对应关系见表。
基因组成 H　RR H　Rr 其余基因组成
花的颜色 红色 粉红色 白色
回答下列问题。
(2)取基因型为HhRr植株的花粉,进行离体培养,获得的幼苗经秋水仙素处理后,继续生长至开花期,若所有植株全开白色花,则基因在染色体上的位置关系如表中　　　　所示。
解析:(2)如果取基因型为HhRr植株的花粉,进行离体培养,获得的幼苗经秋水仙素处理后,继续生长至开花期,若所有植株全开白色花,该白花植株的基因型是HHrr或hhRR,即亲本产生的配子的类型是Hr、hR两种,因此H、r连锁在一条染色体上,h、R连锁在另一条染色体上,则基因在染色体上的位置关系如表中乙所示。
答案: (2)乙( )类型
[例5] 某种两性花植物,花的颜色由两对等位基因(H、h,R、r)控制,基因组成与花的颜色的对应关系见表。
基因组成 H　RR H　Rr 其余基因组成
花的颜色 红色 粉红色 白色
回答下列问题。
(3)若用自交实验来探究这两对基因在染色体上的位置关系,则应选用基因型为　　　 　的植株进行自交,如果子代植株的表现型及比例是
　　　　　　　　　　　,说明这两对基因位于　　　　　　　　,遵循基因自由组合定律。
解析:(3)如果两对等位基因分别位于两对同源染色体上,且遵循基因的自由组合定律,基因型为HhRr的植株自交,后代的基因型及比例是H　R　∶H　rr∶hhR　∶hhrr=9∶3∶3∶1,其中H　RR为红花,比例是3/4×1/4,H　Rr为粉红花,比例是3/4×1/2,其他为白花,比例是1-3/16-3/8=7/16,因此红花∶粉红花∶白花=3∶6∶7。
答案:(3)HhRr　红花∶粉红花∶白花=3∶6∶7　非同源染色体上(两对染色体上、不同染色体上)
[例5] 某种两性花植物,花的颜色由两对等位基因(H、h,R、r)控制,基因组成与花的颜色的对应关系见表。
基因组成 H　RR H　Rr 其余基因组成
花的颜色 红色 粉红色 白色
回答下列问题。
(4)假设两对基因独立遗传,以基因型为HhRr的植株为亲本自交,F1中所有开红色花的植株再自交,则F2中开白色花的植株所占的比例为　　　　。
解析:(4)基因型HhRr的植株为亲本自交,F1中红花植株的基因型是HHRR∶HhRR=1∶2,开红色花的植株再自交,后代中开白色花的植株所占的比例为hhRR=2/3×1/4=1/6。
答案:(4)1/6
[例6] 正常人的体细胞中含有23对同源染色体,分别编号为1～23号。在人类的遗传病中,有一种叫21三体综合征的染色体异常遗传病,表现为智力低于正常人,身体发育缓慢等。对患者染色体进行检查,发现患者比正常人多了一条21号染色体。
(1)正常人产生的配子中染色体的组合类型共有　　　　种,从理论上分析,一对夫妇所生的两个孩子(非同卵双胞胎)所含染色体组成完全相同的概率是　　　　。
解析:(1)正常人的体细胞中含有23对同源染色体,经减数分裂产生的配子中含有23条染色体,由于非同源染色体的自由组合,导致了配子中染色体组合类型有223种。从理论上讲,丈夫产生的两个相同的精子与妻子产生的两个相同的卵细胞分别结合后,所形成的两个受精卵发育成的个体染色体组成才完全相同,所以一对夫妇所生两个孩子所含染色体组成完全相同的概率为1/223×1/223=1/246。
答案:(1)223　1/246　
[例6] 正常人的体细胞中含有23对同源染色体,分别编号为1～23号。在人类的遗传病中,有一种叫21三体综合征的染色体异常遗传病,表现为智力低于正常人,身体发育缓慢等。对患者染色体进行检查,发现患者比正常人多了一条21号染色体。
(2)请从减数分裂和受精作用的角度分析21三体综合征患者产生的可能原因。有以下几种情况:
①异常精子(24条)和正常卵细胞(23条)结合形成的。
②正常精子(23条)和异常卵细胞(24条)结合形成的。
解析:(2)由题干可知,21三体综合征患者体内为47条染色体,可能是正常精子(23条)和异常卵细胞(24条)结合而成的,也可能是异常精子(24条)和正常卵细胞(23条)结合而成的。异常精子或异常卵细胞的形成可能是减数第一次分裂后期,21号同源染色体不分离,或减数第二次分裂后期,姐妹染色单体分开后形成的两条21号子染色体移向同一极造成的。
答案:(2)①后期　同源染色体　后期　姐妹染色单体　②后期　同源染色体　后期　姐妹染色单体　
[例6] 正常人的体细胞中含有23对同源染色体,分别编号为1～23号,在人类的遗传病中,有一种叫21三体综合征的染色体异常遗传病,表现为智力低于正常人,身体发育缓慢等。对患者染色体进行检查,发现患者比正常人多了一条21号染色体。
(3)若一个正常人与一个21三体综合征患者婚配,他们的后代发病率是
　　　 　,原因是　 　。
解析:(3)21三体综合征患者产生的配子,有一半的可能为正常配子(23条),一半的可能为异常配子(24条),所以当患者与正常人婚配后,子代发病率为1/2。
答案:(3)1/2　患者产生的配子一半正常(23条),一半异常(24条)