2021年高考生物一轮复习知识点讲解专题53基因在染色体上和伴性遗传含解析

基因在染色体上和伴性遗传【考情分析】1.基因在染色体上2.伴性遗传【核心素养分析】1.生命观点：从细胞水平和分子水平阐述伴性遗传的特点及基因传递规律。2.科学思维：以基因与染色体的位置关系为基础，解释伴性遗传的杂交实验，总结伴性遗传的特点及基因的传递规律；类比推理：根据基因与染色体的平行关系推出基因位于染色体上。3.科学探究：分析基因在染色体上的位置及遗传方式，探究不同对基因在染色体上的位置关系。4.社会责任：解释、解决生产生活中的伴性遗传的问题。【重点知识梳理】知识点一基因在染色体上的假说与证据1．萨顿的假说(1)研究方法：类比推理。(2)假说内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。(3)依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系，具体如下表所示。比较项目基因染色体生殖过程中在杂交过程中保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中，染色体形态结构相对稳定存在体细胞成对成对配子成单成单体细胞中来源成对基因，一个来自父方，一个来自母方一对同源染色体，一条来自父方，一条来自母方形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合2．基因位于染色体上的实验证据(1)证明者：摩尔根。(2)研究方法：假说—演绎法。(3)研究过程①实验P红眼(♀)×白眼(♂)↓F1红眼(♀)×红眼(♂)↓F1个体之间交配F234红眼(♀、♂)14白眼(♂)②提出问题F1全为红眼⇒红眼为显性F2：红眼∶白眼＝3∶1⇒符合基因的分离定律白眼性状的表现总是与性别相关联③提出假说，进行解释a．假设：控制果蝇红眼与白眼的基因只位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。b．用遗传图解进行解释(如图所示)：④演绎推理，实验验证：进行测交实验(亲本中的白眼雄果蝇与F1中的红眼雌果蝇交配)。⑤得出结论：控制果蝇的红眼、白眼的基因只位于X染色体上。⑥基因与染色体的关系：一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。知识点二伴性遗传的特点与应用分析1．伴性遗传的概念性染色体上的基因控制的性状的遗传与性别相关联的遗传方式。2．红绿色盲遗传(1)子代XBXb的个体中XB来自母亲，Xb来自父亲。(2)子代XBY个体中XB来自母亲，由此可知这种遗传病的遗传特点是交叉遗传。(3)如果一个女性携带者的父亲和儿子均患病，这说明这种遗传病的遗传特点是隔代遗传。(4)这种遗传病的遗传特点是男性患者多于女性。3．伴性遗传病的实例、类型及特点(连线)4．X、Y染色体上基因的传递规律X和Y染色体有一部分不同源，但也有一部分是同源的。二者关系如图所示：(1)假设控制某个相对性状的基因A(a)位于X和Y染色体的同源区段，那么这对性状在后代男女个体中表现型也有差别，如：♀XaXa×XaYA♂♀XaXa×XAYa♂――→XaYAXaXaXAXaXaYa(♂全为显性)(♀全为隐性)(♀全为显性)(♂全为隐性)(2)X、Y染色体非同源区段的基因遗传序号图谱遗传方式判断依据①常隐父母无病，女儿有病，一定是常隐②常显父母有病，女儿无病，一定是常显③常隐或X隐父母无病，儿子有病，一定是隐性④常显或X显父母有病，儿子无病，一定是显性⑤最可能是X显(也可能是常隐、常显、X隐)父亲有病，女儿全有病，最可能是X显⑥非X隐(可能是常隐、常显、X显)母亲有病，儿子无病，非X隐⑦最可能在Y上(也可能是常显、常隐、X隐)父亲有病，儿子全有病，最可能在Y上【典型题分析】高频考点一萨顿假说的理解【例1】萨顿依据“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，下列不属于他所依据的“平行”关系的是()A．基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只有成对中的一个B．非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数分裂过程中也自由组合C．作为遗传物质的DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘绕形成的D．基因在杂交过程中保持完整性和独立性；染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构【答案】C【解析】基因与染色体的平行关系表现在：基因、染色体在杂交过程中都保持完整性、独立性；基因、染色体在体细胞中都成对存在，在配子中都单一存在；成对的基因和同源染色体都是一个来自母方，一个来自父方；非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。【归纳总结】类比推理和假说—演绎法的比较类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理。并不是以实验为基础，推理与事实之间不具有必然性，结论不一定是正确的。假说—演绎法是在观察基础上提出问题、作出假设、演绎推理、实验验证、得出结论，结论的得出以实验检验为依据，结果具有可靠性。【变式腿】(2016·全国卷Ⅰ)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：♀黄体×♂灰体预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。实验2：杂交组合：♀灰体×♂灰体预期结果：子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。【解析】(1)同学甲的实验是用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代无论雌雄均有灰体和黄体，且比例均为1∶1。根据以上实验，不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，也不能判断黄体与灰体的显隐性，因为若控制黄体的基因位于常染色体上，也符合上述实验结果。(2)同学乙的结论是控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。若要证明同学乙的这一结论，可以用同学甲得到的子代果蝇为材料设计杂交实验。先假设同学乙的结论成立，则同学甲的杂交实验用图解表示如下：可从F1中选取果蝇作为亲本进行以下两组杂交实验，根据子代的表现来证明同学乙的结论。实验1的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性都表现为黄体。实验2的预期结果是子一代中所有的雌性都表现为灰体，雄性中一半表现为灰体，另一半表现为黄体。高频考点二伴性遗传的规律及应用【例2】(2018·全国卷Ⅰ节选)果蝇体细胞有4对染色体，其中2、3、4号为常染色体。已知控制长翅/残翅性状的基因位于2号染色体上，控制灰体/黑檀体性状的基因位于3号染色体上。某小组用一只无眼灰体长翅雌蝇与一只有眼灰体长翅雄蝇杂交，杂交子代的表现型及其比例如下：眼性别灰体长翅∶灰体残翅∶黑檀体长翅∶黑檀体残翅1/2有眼1/2雌9∶3∶3∶11/2雄9∶3∶3∶11/21/2雌9∶3∶3∶1无眼1/2雄9∶3∶3∶1回答下列问题：(1)根据杂交结果，________(填“能”或“不能”)判断控制果蝇有眼/无眼性状的基因是位于X染色体还是常染色体上，若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，根据上述亲本杂交组合和杂交结果判断，显性性状是________，判断依据是_______________________________________________________。(2)若控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，请用上表中杂交子代果蝇为材料设计一个杂交实验来确定无眼性状的显隐性(要求：写出杂交组合和预期结果)。____________________________________________________________。(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上，用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交，F1相互交配后，F2中雌雄均有________种表现型，其中黑檀体长翅无眼所占比例为3/64时，则说明无眼性状为________(填“显性”或“隐性”)。【答案】(1)不能无眼只有当无眼为显性时，子代雌雄个体中才都会出现有眼与无眼性状的分离(2)杂交组合：无眼×无眼预期结果：若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状；若子代全部为无眼，则无眼为隐性性状(3)8隐性【解析】(1)控制果蝇有眼/无眼性状的基因无论是位于X染色体上还是常染色体上，两亲本杂交，子代中雌雄个体都可能会出现数量相同的有眼和无眼个体，因此不能根据表中给出的杂交结果判断控制有眼/无眼性状基因的位置。若控制有眼/无眼性状的基因位于X染色体上，只有当无眼为显性性状时，子代雌雄个体中才都会出现有眼和无眼性状的分离。(2)假设控制有眼/无眼性状的基因位于常染色体上，可让表中杂交子代中无眼果蝇(♀)和无眼果蝇()交配，观察子代的性状表现。若子代中无眼∶有眼＝3∶1，则无眼为显性性状，若子代全为无眼，则无眼为隐性性状。(3)若控制有眼/无眼性状的基因位于4号染色体上，则控制三对性状的基因独立遗传。由题表所示杂交结果可知，灰体、长翅性状为显性。用灰体长翅有眼纯合体和黑檀体残翅无眼纯合体果蝇杂交，F1中三对等位基因都杂合，故F1相互交配后，F2中有2×2×2＝8种表现型。如果黑檀体长翅无眼所占比例为3/64＝1/4×3/4×1/4，说明无眼性状为隐性。【变式探究】关于性别决定和伴性遗传的叙述，正确的是()A．雌雄异体生物的性别都是由性染色体决定的B．ZW型性别决定的生物中，雌性个体性染色体组成为ZW，是杂合子C．若某对等位基因位于XY同源区段，人的有关婚配方式有12种D．位于XY同源区段的等位基因，决定的性状与性别无关联【答案】C【解析】雌雄异体生物的性别除由性染色体决定外，还有染色体组决定性别和环境温度决定性别，A项错误；ZW型性别决定的生物中，雌性个体性染色体组成为ZW，但不能判断是否为纯合子或杂合子，纯合子与杂合子描述的是基因型，B项错误；若某对等位基因位于XY同源区段，女性的基因型有XAXA、XAXa、XaXa三种，男性的基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa四种，因此，人的有关婚配方式有12种，C项正确；位于XY同源区段的等位基因，决定的性状也与性别有关联，D项错误。【举一反三】(2019·山西实验中学月考)以下关于伴X染色体隐性遗传病的叙述，错误的是()A．致病基因不会从雄性传递给雄性B．如果父亲是患者、母亲是携带者，则子代可能患病C．致病基因对雄性和雌性均有影响，但对雌性的影响比雄性大D．该遗传病往往表现出隔代交叉遗传【答案】C【解析】正常情况下，雄性传给雄性子代的只能是Y染色体，伴X染色体隐性遗传病的致病基因不会从雄性传递给雄性，A正确；若父亲是患者，母亲是携带者，则子代中男女患病的概率各为1/2，B正确；对于伴X染色体隐性遗传病来说，雄性含有致病基因就表现为患者，雌性含有两个致病基因时，才表现为患者，致病基因对雄性的影响较大，C错误；伴X染色体隐性遗传病往往表现出“男性患者→携带者女儿→患病外孙”的隔代交叉遗传特点，D正确。高频考点三考查与遗传病有关的遗传系谱图【例3】（2020·江苏卷）家族性高胆固醇血症（FH）是一种遗传病，纯合子患者在人群中出现的频率约1/100000。图是某FH家系的系谱图，下列叙述正确的是（）A.FH为常染色体显性遗传病B.FH患者双亲中至少有一人为FH患者C.杂合子患者在人群中出现的频率约为1/500D.Ⅲ6的患病基因由父母双方共同提供【答案】ABC【解析】分析系谱图可知：Ⅱ7和Ⅱ8均患病，其后代中出现了正常女儿，说明该病为显性遗传病，Ⅱ8患病，但其女儿正常，可知致病基因位于常染色体上。由分析可知，该病为常染色体显性遗传病，A正确；显性遗传病的患者，其双亲中至少有一个为患者，B正确；已知纯合子患者出现概率为1/1000000，可知显性基因频率为1/1000，则隐性基因频率为999/1000，推知杂合子的概率为