(共29张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第3节 伴性遗传
强化课 基因位置判断及伴性遗传致死相关的题型
题型1 基因位置的判断
细胞中的基因位于细胞质或细胞核中。细胞质遗传,即叶绿体和线粒体上的基因遗传,其特点为母系遗传(母病孩必病),不遵循基因的分离定律和自由组合定律。细胞核遗传,即基因位于染色体上,包括常染色体和性染色体,遵循基因的分离定律和自由组合定律。
性染色体的结构如图所示,Ⅱ区段是 的同源区段,位于该区段的一对基因 构成雌性个体的基因型有 、 、 ,构成雄性个体的基因型有 、 、 、 ;Ⅲ区段属于 染色体的特有区段,位于该区段的一对基因 构成的雌、雄个体的基因型分别为 、 、 , 、 ;Ⅰ区段属于 染色体的特有区段,该区段无等位基因。
总结基因的位置:位于细胞质中;位于常染色体上;位于 染色体的非同源区段;位于 染色体的非同源区段;位于 的同源区段。
一、判断基因位于细胞核还是细胞质中——正反交实验
A.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。
例如,正交:♀白 ♂绿 绿
反交:♀绿 ×♂白 绿
B.若两组杂交结果不同,且子代性状表现都与相应母本性状相同,则该基因位于细胞质中。
例如, 正交:♀白×♂绿→白
反交:♀绿×♂白→绿
C.若两组杂交结果不同,且子代性状的表现与性别相关,则该基因位于细胞核内的性染色体上。
例如, 正交:♀白 ♂绿 ♀全为绿 、♂ 全为白
反交:♀绿 ♂白 ♀全为绿 、♂ 全为绿
二、判断基因是否位于 染色体
若某种性状仅在雄性个体中存在,则控制该性状的基因很可能位于 染色体的非同源区段;若某种性状在雌雄个体中都有出现,则控制该性状的基因不可能位于 染色体的非同源区段。
三、判断基因位于常染色体还是 染色体上
1.基因的显隐性已知
方法一:显性纯合(雄)×隐性(雌)
对于繁殖能力较差,后代数量较少的动物来说,一般情况下,让多个隐性雌性个体与显性纯合雄性个体杂交,分别记录每一对杂交组合产生子代的性状表现。
结论:若子代不论雌雄均为显性,则基因在常染色体上;若子代雌性全为显性,雄性全为隐性,则基因在 染色体上。
方法二:显性纯合(雄)×显性杂合(雌)
对于繁殖能力较差,后代数量较少的动物来说,一般情况下,让多个显性杂合雌性个体与显性纯合雄性个体杂交,分别记录每一对杂交组合产生子代的性状表现。
结论:若子代不论雌雄均为显性,则基因在常染色体上;若子代雌性全为显性,雄性一半为显性,一半为隐性,则基因在 染色体上。
2.基因的显隐性未知——用相对性状的个体(纯合体)做正交、反交实验
(1)若基因位于常染色体上
(2)若基因位于 染色体上
结论:若正反交实验结果相同,则基因位于常染色体上;若正反交实验结果不同,则基因位于 染色体上。
例1 用纯合果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传,实验结果如下表,下列推断错误的是
( )。
① ♀灰身红眼×♂黑身白眼 ♀灰身红眼、♂灰身红眼
② ♀黑身白眼×♂灰身红眼 ♀灰身红眼、♂灰身白眼
A.果蝇的灰身、红眼是显性性状
B.由组合②可判断控制眼色的基因位于 染色体上
C.若组合①的 随机交配,则 雄蝇中黑身白眼占
D.若组合②的 随机交配,则 灰身红眼雌蝇占
D
[解析] 由组合①可知,果蝇的灰身、红眼是显性性状,A正确;根据组合①和组合②可判断控制眼色的基因位于 染色体上,B正确;假设灰身、黑身用基因A、 表示,红眼、白眼用基因B、 表示,根据分析可知,组合①中, 的基因型分别为 和 , 雄蝇中黑身白眼 为 ,C正确;组合②中, 的基因型分别为 和 , 灰身红眼雌蝇( )占 ,D错误。
四、判断基因仅位于 染色体上还是 的同源区段上
方法一:隐性(雌)×纯合显性(雄)
结论:若子代不论雌、雄均为显性性状,则基因在 的同源区段上;若子代雌性为显性性状,雄性为隐性性状,则基因仅在 染色体上。
方法二:杂合显性(雌)×纯合显性(雄)
结论:若子代中雌、雄个体全表现为显性性状,则基因位于 同源区段上;若子代中雌性个体全表现为显性性状,雄性个体中既有显性性状又有隐性性状,则基因仅位于 染色体上。
例2 某校实验室在培养果蝇时发现一只菱形眼雄果蝇,该菱形眼由一对等位基因控制。学生们想验证“基因在染色体上”的结论,于是利用该菱形眼果蝇做了下图所示的杂交实验。根据实验结果,回答下列问题:
(1) 据图分析,果蝇眼形的隐性性状是__________。根据
______________________________________________________可判断控制眼形的基因的遗传遵循________定律。
菱形眼
的正常眼雌、雄果蝇相互交配, 正常眼 菱形眼
分离
[解析] 为正常眼, 出现菱形眼,因此菱形眼为隐性。 的正常眼雌、雄果蝇相互交配, 正常眼 菱形眼 ,因此控制眼形的基因的遗传遵循分离定律。
(2) 菱形眼只出现在雄果蝇中,推测控制该对性状的基因位于性染色体上。为进一步确认控制该对性状的基因仅位于 染色体上还是位于 、 染色体的同源区段上,实验室最好选用纯合正常眼雄果蝇和__________雌果蝇交配,以探究其位置。欲获得此种雌果蝇,可选用上述实验材料中的_______________________________________进行交配。
菱形眼
雌果蝇与 (或亲本)菱形眼雄果蝇
[解析] 假设正常眼基因用B表示,菱形眼基因用 表示,实验室最好选用纯合正常眼雄果蝇和菱形眼雌果蝇杂交,以探究该基因的位置。欲获得菱形眼雌果蝇,可选用 雌果蝇 与 (或亲本)菱形眼雄果蝇 ,可获得 的菱形眼雌果蝇。
(3) 预测实验结果:
① 若子代____________________________________________,则说明控制眼形的基因仅位于 染色体上。
雌果蝇全表现为正常眼,雄果蝇全表现为菱形眼
[解析] 若控制眼形的基因仅位于 染色体上,则纯合正常眼雄果蝇 和菱形眼雌果蝇 杂交,后代雌果蝇全表现为正常眼 ,雄果蝇全表现为菱形眼 。
② 若子代____________________,则说明控制眼形的基因位于 、 的同源区段上。
全部表现为正常眼
[解析] 若控制眼形的基因位于 同源区段上,则纯合正常眼雄果蝇 和菱形眼雌果蝇 杂交,后代全部表现为正常眼 。
五、判断基因位于常染色体上还是 同源区段上——隐性(雌)×纯合显性(雄)
结论:若 雌、雄个体中都有显性和隐性个体,则基因在常染色体上;若 雌性个体中有显性和隐性个体,雄性个体中只有显性个体,则基因在 的同源区段上。
例3 右图为果蝇性染色体的同源情况:Ⅰ区段是 和 染色体的同源部分,该部分基因互为等位基因;Ⅱ 、Ⅱ 区段分别为 、 染色体的非同源部分。果蝇的刚毛性状有正常刚毛、截刚毛,现用纯种果蝇进行杂交实验,其过程及结果如下:
①截刚毛♀×正常刚毛♂ 中雌雄个体均为正常刚毛;
② 相互交配 中雌性正常刚毛 截刚毛 ,雄性全为正常刚毛。
则控制果蝇刚毛性状的基因位于( )上。
A.Ⅰ区段 B.Ⅱ 区段 C.Ⅱ 区段 D.常染色体
A
[解析] 由①截刚毛×正常刚毛 中雌、雄个体均为正常刚毛可知,正常刚毛对截刚毛是显性性状,且果蝇的正常刚毛基因不可能位于 染色体的非同源区段上;假如刚毛基因位于 染色体的非同源区段上,正常刚毛的基因为A, 中正常刚毛雌果蝇的基因型为 ,雄果蝇的基因型为 (截刚毛),与实验结果矛盾,因此正常刚毛基因也不可能位于 染色体的非同源区段上。假如刚毛基因位于常染色体上,则 雌、雄果蝇的基因型均为 , 雌、雄个体相互交配, 雌、雄果蝇中,正常刚毛、截刚毛的比例均为 ,与实验结果矛盾;假如刚毛基因位于 、 染色体的同源区段上,则 正常刚毛雌果蝇的基因型为 ,雄果蝇的基因型为 ,表现为正常刚毛, 雌、雄个体相互交配, 的基因型为 (雌性正常刚毛)、 (雌性截刚毛),比例是 ,雄果蝇的基因型为 、 ,都表现为正常刚毛,与实验结果相符;因此控制刚毛性状的基因位于 、 染色体的同源区段上,即图中的Ⅰ区段。
五、其他判断基因位置的方法归纳
1.根据子代性别、性状的数量比分析判断基因的位置。
例4 已知果蝇的灰身与黑身为一对相对性状(显性基因用B表示,隐性基因用 表示),直毛与分叉毛为一对相对性状(显性基因用 表示,隐性基因用 表示)。两只亲代果蝇杂交,子代的表型和比例如下:
灰身直毛 灰身分叉毛 黑身直毛 黑身分叉毛
雌果蝇 0 0
雄果蝇
请回答下列问题:
(1) 控制灰身与黑身的基因位于____________上,控制直毛与分叉毛的基因位于
___________上。
常染色体
染色体
[解析] 由题意可知,杂交后代的雌果蝇和雄果蝇中灰身 黑身 ,故控制这对相对性状的基因位于常染色体上,且灰身是显性性状。杂交后代的雄果蝇中直毛 分叉毛 ,而雌果蝇全为直毛,故控制这对相对性状的基因位于 染色体上,且直毛为显性性状。
(2) 亲代果蝇的表型:雌果蝇为____________,雄果蝇为____________。
灰身直毛
灰身直毛
(3) 亲代雌、雄果蝇的基因型分别为__________、_________。
[解析] (2)(3)由子代的表型及比例可推知,亲代的基因型分别为 和 ,表型为灰身直毛(♀)、灰身直毛(♂)。
(4) 子代表型为灰身直毛的雌果蝇中,纯合体与杂合体的比为_______。
[解析] 子代雌果蝇灰身直毛( )中纯合子 占 ,杂合子占 ,所以纯合子与杂合子的比例为 。
(5) 子代雄果蝇中,灰身分叉毛的基因型为_________或_________,黑身直毛的基因型为
_________。
[解析] 子代雄果蝇中,灰身分叉毛的基因型为 或 ,黑身直毛的基因型为 。
2.通过显隐性性状在雌雄个体中的表现率判断。
即常染色体上的基因控制的性状,在雌雄个体中的表现机会相同; 染色体上隐性性状男多于女,显性性状女多于男; 染色体上的基因控制的性状,只在男性中表达。
例5 已知果蝇的暗红眼由隐性基因 控制,但不知控制该性状的基因 是位于常染色体、 染色体上,还是位于 染色体上,请你设计一个简单的调查方案进行调查,并预测调查结果。
方案:寻找暗红眼的果蝇进行调查,统计____________________________。
结果:①________________________________________,则 基因位于常染色体上;②
__________________________________,则 基因位于 染色体上;③______________________________,则 基因位于 染色体上。
具有暗红眼果蝇的性别比例
若具有暗红眼的个体,雄性与雌性数目相近
若具有暗红眼的个体,雄性多于雌性
若具有暗红眼的个体全是雄性
[解析] 若基因 在性染色体上,暗红眼性状会和性别相关联,所以应统计具有暗红眼的果蝇的性别比例。若具有暗红眼的果蝇个体,雄性和雌性数目相当,几乎是 ,则说明基因 最可能位于常染色体上。基因 是隐性基因,若具有暗红眼的果蝇个体,雄性数目多于雌性数目,则说明基因 最可能位于 染色体上。若具有暗红眼的果蝇全是雄性,则基因 应位于 染色体上。
题型2 伴性遗传中的致死问题
1.配子致死型
某些致死基因可导致雄配子死亡,从而使后代只出现某一性别的子代。所以若后代出现单一性别的问题,应考虑“雄配子致死”问题。如剪秋罗植物叶型的遗传:
2.个体致死型
特定两种配子结合会导致个体死亡,有胚胎致死、幼年死亡和成年死亡等几种情况。如下图中 染色体上隐性基因使雄性个体致死:
例6 将果蝇进行相关处理后,其 染色体上可发生隐性突变、隐性致死突变、隐性不完全致死突变或不发
生突变等情况,遗传学家想设计一个实验检测出上述四种情况。实验时,将经相关处理的红眼雄果蝇与野生型纯合红眼雌果蝇交配(B表示红眼基因)得 ,使 单对交配,分别饲养,观察 的分离情况。下列说法错误的是( )。
A.若为隐性突变,则 中的表型比例为 ,且雄性中有隐性突变体
B.若不发生突变,则 中的表型为红眼,且雄性中无隐性突变体
C.若为隐性致死突变,则 中雌 雄
D.若为隐性不完全致死突变,则 中雌 雄介于 和 之间
C
[解析] 由题意可得遗传图解如下:
若 染色体上发生隐性突变,则 为 , 中眼色的表型比例为 ,且雄性中有隐性突变体;若不发生突变,则 为 , 中的表型均为红眼,且雄性中无隐性突变体;若为隐性致死突变,则 中的 不能存活, 中雌 雄 ;若为隐性不完全致死突变, 部分存活,则 中雌 雄在 和 之间。