2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修第二册 学案 2.3 伴性遗传

第3节　伴性遗传
【学习目标】
1.通过对红绿色盲、抗维生素D佝偻病的遗传等实例归纳伴性遗传的特点,理解性染色体上的基因所控制的性状是与性别相关联的。(生命观念、科学思维)
2.通过对伴性遗传规律和解答遗传系谱图方法的归纳和总结,培养归纳与概括、逻辑分析和推理能力。(科学思维、科学探究)
3.关注伴性遗传理论和相关技术在生产实践中的应用,培养解决实际问题的能力。(科学思维、社会责任)
【自主预习】
一、伴性遗传
1.概念:位于　性染色体　上的基因决定的性状的遗传,总是与　性别　相关联,这种现象叫作伴性遗传。
2.人类红绿色盲
(1)伴性遗传方式:红绿色盲基因是　隐性基因　,位于　X染色体　上,Y染色体上没有其等位基因。
(2)遗传特点:红绿色盲患者中男性　远多于　女性;男性患者的基因只能来自母亲,且以后只能传给女儿。
3.抗维生素D佝偻病
(1)伴性遗传方式:致病基因是显性基因,只位于　X染色体　上。
(2)遗传特点:患者中女性　多于　男性,但部分女性患者病症较轻;男性患者与正常女性婚配的后代中,　女性都是患者　,男性正常。
4.性染色体决定性别的类型
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
实例 人及其他大部分动物 鳞翅目昆虫、鸟类
二、伴性遗传理论在实践中的应用
1.根据伴性遗传的规律,可以推算后代的患病概率,从而　指导优生　。
2.伴性遗传理论还可以指导　育种工作　。
(1)鸡的性别决定方式:ZW型。
(2)根据雏鸡的羽毛特征来区分雌性和雄性。
【合作探究】
任务1　探究伴性遗传的类型及其遗传规律
活动1　阅读课本P35~37,下图为某兴趣小组通过社会调查绘制的一个红绿色盲家系的遗传图谱,思考以下问题
1.据图如何判断红绿色盲为隐性遗传病
提示　Ⅱ3和Ⅱ4正常,但他们生有患病的孩子Ⅲ6;Ⅱ5和Ⅱ6正常,但生有患病的孩子Ⅲ7和Ⅲ12,即“无中生有为隐性”。
2.系谱图中患者是哪种性别 说明红绿色盲的遗传与什么有关
提示　男性。说明红绿色盲的遗传与性别有关。
3.Ⅰ1是否将自己的红绿色盲基因传给了Ⅱ2 这说明红绿色盲基因是位于X染色体上还是位于Y染色体上
提示　否。说明红绿色盲基因位于X染色体上。
4.请写出人的色觉正常和红绿色盲的基因型(色盲基因用b表示),红绿色盲基因型不同的男女的婚配方式有几种
女性 男性
基因型
表型 正常 正常(携带者) 色盲 正常 色盲
提示　XBXB　XBXb　XbXb　XBY　XbY　有6种。
5.有关资料表明,我国人群中男性红绿色盲患病率(4.71%)远远高于女性(0.67%),试探讨出现这么大差异的原因。
提示　女性体细胞内两条X染色体上同时有色盲基因b(XbXb)时,才会表现为色盲;男性体细胞中只有一条X染色体,只要有色盲基因b,就表现为色盲。所以色盲患者总是男性多于女性。
6.请完成以下遗传图解:
①女性正常×男性色盲
②女性携带者×男性正常
③女性携带者×男性色盲
④女性色盲×男性正常
提示　
7.分别观察四个图解中的所有色盲患者,男性的色盲基因传递有什么特点 所有女性色盲患者的父亲和儿子表型有什么特点
提示　来自母亲,传给女儿。 女性色盲患者的父亲和儿子均是色盲。
8.结合前面所学的果蝇的红白眼基因的遗传,总结伴X染色体隐性遗传病的遗传特点。
提示　交叉遗传:女→男→女;患病人数:男>女;女性患者的父亲、儿子必定患病。
例1　(2023·河北统考)下图为人类红绿色盲的系谱图。人类的色觉正常(H)对红绿色盲(h)为显性,基因H、h只位于X染色体上。据图推测,下列判断错误的是(　　)。
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的概率为2/3
【答案】　D
【解析】　人类红绿色盲是一种伴X染色体隐性遗传病,Ⅰ1的基因型为XHY,Ⅱ3的基因型为XhY,Ⅰ2的基因型为XHXh,A、B、C正确;Ⅱ4从Ⅰ1得到配子XH,从Ⅰ2得到XH或Xh的概率都是1/2,因此Ⅱ4的基因型是XHXh的概率为1/2,D错误。
对点练1　某隐性遗传病表现为交叉遗传的特点,一对夫妇中女性为该病患者,男性正常。不考虑变异,下列叙述错误的是(　　)。
A.父母双方均为该患病女性提供了致病基因
B.这对夫妇的子代中女儿均正常,儿子均患病
C.这对夫妇的女儿与正常男性婚配,后代中患者均为男性
D.这对夫妇的儿子与表现正常的女性婚配,后代中不会出现患者
【答案】　D
【解析】　设控制该病的基因为B、b,因表现为交叉遗传的特点,故该病为伴X染色体隐性遗传病,则该患病女性的基因型为XbXb,则父母双方均为该患病女性提供了致病基因Xb,A正确;因为XbXb×XBY→1XBXb∶1XbY,所以这对夫妇的子代中女儿均正常,儿子均患病,B正确;这对夫妇的女儿的基因型为XBXb,与正常男性婚配:XBXb×XBY→1XBXB∶1XBXb∶1XBY∶1XbY,所以女儿与正常男性婚配,后代中患者均为男性,C正确;这对夫妇的儿子的基因型为XbY,假如表现正常的女性的基因型为XBXb,则后代的情况为XBXb×XbY→1XBXb∶1XbXb∶1XBY∶1XbY,所以儿子与表现正常的女性婚配,后代中可能会出现患者(XbXb、XbY),D错误。
活动2　阅读课本P37内容,下图是抗维生素D佝偻病的某家族系谱图,回答以下问题
1.写出正常和抗维生素D佝偻病患病的基因型(抗维生素D佝偻病的基因用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 为什么
提示　不同,患者中女性多于男性。因为女性有两条X染色体,得到抗维生素D佝偻病显性基因的机会比只有一条X染色体的男性大,而显性遗传病只要有一个显性基因就患病,所以抗维生素D佝偻病患者中女性多于男性。
3.与伴X染色体隐性遗传相比,伴X染色体显性遗传在世代连续性方面有何不同
提示　伴X染色体隐性遗传往往表现为隔代遗传,而伴X染色体显性遗传代代有患者,具有连续遗传现象。
4.请完成以下遗传图解:
①女佝偻(XDXd)×男佝偻
②女佝偻(XDXD)×男正常
③女佝偻(XDXd)×男正常
④女正常×男佝偻
提示　
5.观察四个图解中的所有男性佝偻病患者,其母亲和女儿表型有什么特点
提示　男性患者的母亲和女儿一定是佝偻病患者。
6.结合以上五个问题的【答案】,总结出伴X染色体显性遗传病的遗传特点。
提示　世代连续遗传;女性患者多于男性患者;男性患者的母亲和女儿一定患病。
7.如果控制某一疾病的基因只位于Y染色体上,其遗传有什么特点
提示　患者一定是男性,患者后代只要是男性就一定患病。
认知生成
遗传系谱图分析和遗传方式判断
1.首先确定是否为伴Y染色体遗传和细胞质遗传
(1)若系谱图中,男性患者的父亲和儿子都患病,其母亲和女儿全正常,则为伴Y染色体遗传。若患者有男有女,则不是伴Y染色体遗传。
(2)若系谱图中,女性患者的母亲和女性患者的所有后代都患病,则为细胞质遗传。
2.其次判断显隐性
　 图1　　　　　 图2　　　　 　图3
(1)双亲正常,子代有患病个体,一定是隐性遗传病(简记为“无中生有为隐性”,见图1)。
(2)双亲患病,子代有正常个体,一定是显性遗传病(简记为“有中生无为显性”,见图2)。
(3)亲子代都有患者(见图3),无法准确判断,可先假设,再推断。
3.最后确定是常染色体遗传还是伴X染色体遗传
(1)在隐性遗传病的系谱图中找女患者
　图4　　　　　图5　　　　　图6　　　　 图7
①女性患者的父亲或儿子有正常的,一定是常染色体隐性遗传(见图4、5)。
②女性患者的父亲和儿子都患病,可能是伴X染色体隐性遗传(见图6、7)。
(2)在显性遗传病的系谱图中找男患者
图8　　　　　 图9　　　　 图10　　　　 图11
①男性患者的母亲或女儿有正常的,一定是常染色体显性遗传(见图8、9)。
②男性患者的母亲和女儿都患病,可能是伴X染色体显性遗传(见图10、11)。
例2　下列关于X染色体上显性基因决定的人类遗传病的说法,正确的是(　　)。
A.双亲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,女儿都患病
D.表现正常的夫妇,性染色体上也可能携带致病基因
【答案】　C
【解析】　若双亲正常,则双亲的基因中不含致病基因,所生孩子都正常,A错误;伴X染色体显性遗传病中的女性患者多于男性患者,B错误;男性患者的X染色体必然传给其女儿,而致病基因就在X染色体上,所以女儿都患病,C正确;由于伴X染色体显性遗传病只要一个致病基因就患病,因此表现正常的夫妇X染色体上不可能携带相应的致病基因,D错误。
对点练2　下图的4个家族遗传系谱图中,黑色是遗传病患者,白色为表型正常者。下列有关叙述不正确的是 (　　)。
A.可能是白化病遗传的系谱图的是甲、乙、丙
B.肯定不是红绿色盲遗传的系谱图是甲、丙、丁
C.甲中患病孩子的父亲是杂合子
D.甲中这对夫妇再生一个患病女儿的概率是25%
【答案】　D
【解析】　据图分析可知,甲为常染色体隐性遗传,乙为常染色体隐性遗传或伴X染色体隐性遗传,丙肯定不是伴X染色体隐性遗传,丁为常染色体显性遗传。白化病属于常染色体隐性遗传病,因此甲、乙、丙可能是白化病遗传的系谱图,A正确;红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病,综合上述分析可知,甲、丙、丁肯定不是红绿色盲遗传的系谱图,B正确;甲为常染色体隐性遗传(用A、a表示),女儿患病aa,则双亲都是杂合子,C正确;甲中双亲的基因型均为Aa,他们再生一个患病女儿的概率为(1/4)×(1/2)=1/8,D不正确。
素能提升　了解生物性别决定的方式(科学思维能力)
1.性染色体决定性别
多数生物体细胞中有一对同源染色体的形状相互间往往不同,这对染色体跟性别决定直接有关,称为性染色体;性染色体以外的染色体统称常染色体。
(1)XY型性别决定:这类生物雌性的体细胞中含有2个相同的性染色体,记作XX;雄性的体细胞中则含有2个异型性染色体,其中一个和雌性的X染色体一样,也记作X,另一个异型的染色体记作Y,因此体细胞中含有XY两条性染色体。
(2)ZW型性别决定:凡雌性个体具有2个异型性染色体,雄性个体具有2个相同的性染色体的类型,称为ZW型。这类生物中雌性的性染色体组成为ZW,雄性的性染色体组成为ZZ。
(3)XO型性别决定:蝗虫、蟋蟀等直翅目昆虫和蟑螂等少数动物的性别决定属于XO型。雌性体细胞中含有2条X染色体;雄性体细胞中仅含有1条X染色体。如雌性蝗虫有24条染色体(22+XX);雄性蝗虫有23条染色体(22+X)。减数分裂时,雌虫只产生一种X卵子;雄虫可产生有X和无X染色体的2种精子,其比例为1∶1。
2.染色体的单双倍数决定性别
蜜蜂的性别由细胞中的染色体倍数决定。雄蜂由未受精的卵发育而成,雌蜂由受精卵发育而来,营养差异决定了雌蜂是发育成可育的蜂王还是不育的工蜂。
3.环境条件决定性别
有些动物的性别是靠其生活史发育的早期阶段的温度、光照或营养状况等环境条件来决定的。海生蠕虫后螠性别由环境决定,幼虫在海中自由生活则发育为雌虫,落在雌虫口吻上,就发育为雄虫,如果把已经落在雌虫口吻上的幼虫移去,让其继续自由生活,就发育成中间性,畸形程度视待在雌虫口吻上时间的长短;许多线虫是靠营养条件的好坏来决定性别的,它们一般在性别未分化的幼龄期侵入寄主体内,低感染率时营养条件好,发育成的成体基本上都是雌性,而高感染率时,营养条件差,发育成的成体通常都是雄性;大多数龟类无性染色体,其性别取决于孵化时的温度,如乌龟卵在20~27 ℃条件下孵化出的个体为雄性,在30~35 ℃时孵化出的个体为雌性,鳄类在30 ℃以下孵化则几乎全为雌性,高于32 ℃时雄性则占多数;我国特产的活化石扬子鳄,巢穴建于潮湿阴暗的弱光处可孵化出较多雌鳄,巢穴建于阳光曝晒处,则可产生较多的雄性。
4.基因决定性别
某些植物既可以是雌雄同株,也可以是雌雄异株,这类植物的性别往往是靠某些基因决定的。如葫芦科的喷瓜,决定性别的是3个复等位基因,即aB、a+、ab;其显隐关系为aB>a+>ab。aB基因决定发育为雄株;a+基因决定发育为雌雄同株;ab基因则决定发育为雌株。性别的类型有5种基因型所决定:aBa+和aBab为雄株;a+a+和a+ab为雌雄同株;aab为雌株;纯合的abab不存在,因为雌性个体不可能提供ab配子。玉米也可因为2对基因的转变,引起雌雄同株和雌雄异株的差异。
5.性反转现象
在一定条件下,动物的雌雄个体相互转化的现象称为性反转。鱼类的性反转是比较常见的,如黄鳝的性腺,从胚胎到性成熟是卵巢,只能产生卵子,产卵后的卵巢慢慢转化为精巢,只产生精子。所以,每条黄鳝一生中都要经过雌雄两个阶段。成熟的雌剑尾鱼会出其不意地变成雄鱼,老的雌鳗鱼有时转变成雄鱼。鸡也有“牝鸡司晨”现象,且可用激素使性未分化的鸡胚转变性别。
任务2　伴性遗传理论在实践中的应用
活动3　阅读课本P37~38,结合具体案例,应用伴性遗传理论解决问题
　　已知鸡的性别决定方式是ZW型,芦花鸡羽毛和非芦花鸡羽毛是一对相对性状,分别由一对等位基因B和b(位于Z染色体上)控制。
1.请写出下列表型对应的基因型。
表型 芦花雌鸡 非芦花雌鸡 芦花雄鸡 非芦花雄鸡
基因型
提示　ZBW　ZbW　ZBZB或ZBZb　ZbZb
2.从上表中选择亲本进行杂交,要求能根据雏鸡的早期羽毛特征就能区分出雌性和雄性,以便多养母鸡,应选择表型为怎样的雄鸡和雌鸡杂交
提示　非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交,子代芦花鸡全部为雄鸡,非芦花鸡全部为雌鸡。
3.性别能相当于一对相对性状吗 遵循分离定律吗
提示　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。
4.现在有一只基因型未知的芦花雄鸡,如何确定它的基因型
提示　让该芦花雄鸡与多只非芦花或芦花雌鸡杂交,若后代都为芦花鸡,则其基因型为ZBZB;若后代中有非芦花鸡,则其基因型为ZBZb。
5.如果一对夫妇中丈夫正常而妻子患红绿色盲,那么对于生育孩子医生应该给出什么建议 原因是什么
提示　应该生女孩,因为该夫妇所生男孩均患红绿色盲,而女孩均表现正常。
例3　结合下表分析,相关叙述正确的是(　　)。
性别决定类型 相对性状及基因所在位置
果蝇 XY型:XX(♀)、XY(♂) 红眼(W)、白眼(w),X染色体上
鸡 ZW型:ZZ(♂)、ZW(♀) 芦花(B)、非芦花(b),Z染色体上
A.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交,子代中雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼
B.白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,子代中雌果蝇均为白眼,雄果蝇均为红眼
C.芦花公鸡与非芦花母鸡交配,子代中公鸡均为非芦花,母鸡均为芦花
D.芦花母鸡与非芦花公鸡交配,子代中公鸡均为芦花,母鸡均为非芦花
【答案】　D
【解析】　红眼雌果蝇有两种基因型,即XWXW、XWXw,与白眼雄果蝇XwY杂交,子代中不可能出现雌果蝇均为红眼,雄果蝇均为白眼,A错误;白眼雌果蝇XwXw与红眼雄果蝇XWY杂交,子代中雌果蝇XWXw均为红眼,雄果蝇XwY均为白眼,B错误;芦花公鸡有两种基因型,即ZBZB、ZBZb,与非芦花母鸡ZbW交配,子代中不可能出现公鸡均为非芦花,母鸡均为芦花,C错误;芦花母鸡ZBW与非芦花公鸡ZbZb交配,子代中公鸡ZBZb均为芦花,母鸡ZbW均为非芦花,D正确。
对点练3　一个家庭中,父亲是色觉正常的多指(由常染色体显性基因控制)患者,母亲的表型正常,他们却生了一个手指正常但患红绿色盲的孩子。下列叙述正确的是(　　)。
A.该孩子的红绿色盲基因来自祖母
B.父亲的基因型是纯合子
C.这对夫妇再生一个男孩,只患红绿色盲的概率是1/4
D.父亲的精子不携带致病基因的概率是1/3
【答案】　C
【解析】　多指与手指正常由位于常染色体上的一对等位基因控制,控制红绿色盲的基因位于X染色体上,这两对基因的遗传符合基因的自由组合定律。假设手指正常的基因用a表示,已知生的孩子手指正常(aa),则父亲的基因型为Aa,母亲的基因型为aa;假设红绿色盲的基因用b表示,已知生的孩子患红绿色盲,则父亲的基因型为XBY,母亲的基因型为XBXb,可以看出父亲的基因型是AaXBY,是杂合子,父亲的精子不携带致病基因的概率是1/2,母亲的基因型是aaXBXb,这对夫妇再生一个男孩,只患红绿色盲(aaXbY)的概率为(1/2)×(1/2)=1/4。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
判断正误。 (1)各种生物细胞内的染色体均可分为常染色体和性染色体。 (×) (2)性染色体与性别决定有关,其上的基因都决定性别。 (×) (3)含X染色体的配子是雌配子,含Y染色体的配子是雄配子。 (×) (4)女性的某一条X染色体来自父方的概率是1/2,男性的X染色体来自母方的概率是1。 (√) (5)性染色体组成为ZW型的生物,W染色体来自父方。 (×)
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