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高中一年级生物

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    下图为某生物的性染色体简图:X和Y染色体有一部分是同源的(图中Ⅰ区段),该部分基因互为等位;另一部分是非同源的(图中的Ⅱ-1Ⅱ-2区段),该部分基因不互为等位。

    (1)位于Ⅰ区段的基因所控制的性状在遗传时_________(会/不会)表现出伴性遗传现象。
    (2)果蝇的刚毛(B)对截刚毛(b)为完全显性。现有各种纯种果蝇若干,请设计实验通过一次杂交来推断这对等位基因是位于Ⅰ区段还是Ⅱ-2区段。
    实验过程:①__________________;②________________。
    (3)预测结果:
    ①.若________________,则此对等位基因位于Ⅰ区段。
    ②.若________________,则此对等位基因位于Ⅱ-2区段。
    本题信息:2012年湖北省期中题生物实验题难度极难 来源:姚瑶
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本试题 “下图为某生物的性染色体简图:X和Y染色体有一部分是同源的(图中Ⅰ区段),该部分基因互为等位;另一部分是非同源的(图中的Ⅱ-1Ⅱ-2区段),该部分基因不互为等位。...” 主要考查您对

基因与染色体的关系

伴性遗传

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  • 基因与染色体的关系
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基因与染色体的关系:

1、萨顿假说
(1)研究方法:类比推理法。
(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:基因和染色体在行为上存在着明显的平行关系。
主要体现在以下几个方面:
基因 染色体
体细胞 成对存在;且一个来自母方,一个来自父方 成对存在;且一条来自母方,一条来自父方,为同源染色体
减数第一次分裂 决定同一性状的成对基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合 同源染色体分离,非同源染色体自由组合
配子 只含成对基因中的一个 只含每对同源染色体中的一条
受精作用 一个来自母方的基因和一个来自父方的基因随雌雄配子两两随机结合 一条来自母方的染色体和一条来自父方的染色体随雌雄配子两两随机结合
前后代传递的特点 互不融合,互不干扰;保持完整性和独立性 维持前后代体细胞染色体数目的恒定,染色体的形态和结构也保持相对稳定


2、基因位于染色体上的实验证据    
(1)实验者:摩尔根。
(2)实验材料:果蝇。果蝇作为遗传学实验材料的优点有:
①易饲养,②繁殖快,③后代多。
(3)实验探究过程
①提出问题

分析:
a、果蝇的红眼与白眼是一对相对性状;
b、F1全为红眼一红眼是显性性状;
c、F2中红眼:白眼=3:1——符合分离定律,红眼和白眼受一对等位基因控制;
d、白眼性状的表现与性别相联系。
②假设与解释假设控制果蝇白眼的基因(用w表示)位于X染色体上,而Y染色体上不含有它的等位基因,其遗传图解可表示为:

③测交验证
亲本中的白眼雄蝇和它的子代红眼雌蝇交配。

④结论:控制果蝇红眼与白眼的基因只位于X染色体上——基因位于染色体上。


类比推理与假说一演绎法比较:

1、假说一演绎法:在观察和分析基础上提出问题 ——通过推理和想像提出解释问题的假说——据假说进行演绎推理——通过实验检验演绎推理的结沦——若实验结果与预期结论相符,证明假说是正确的;反之,假说是错误的。
2、类比推理法:将未知事物同已知事物的性质类比,依据其相似性,提出关于未知事物某些性质的假说——类比推理得出的结论,并不具备逻辑的必然性,其正确与否,有待观察及实验检验。
例  在探索遗传本质的过程中,科学发现写研究方法相一致的是(   )
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验,提出遗传定律 ②1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上” ③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上
A.①假说_演绎法②假说一演绎法③类比推理法
B.①假说一演绎法②类比推理法③类比推理法
C.①假说一演绎法②类比推理法③假说一演绎法
D.①类比推理法②假说一演绎法③类比推理法
思路点拨:孟德尔根据豌豆杂交实验,提出遗传定律,采用的是“假说一演绎法”,萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上”,采用的是“类比推理法”,摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上采用的是“假说一演绎法”。答案C

易错点拨:

1.细胞中的基因都位于染色体上吗?为什么?
不是。①真核生物的核基因都位于染色体上,而质基因位于线粒体等细胞器内;②原核生物的基因有的位于核区DNA分子上,有的位于细胞质的质粒上。
2.孟德尔遗传定律的研究和萨顿假说的提出所使用的方法相同吗?
不相同。孟德尔遗传定律的研究采用的是假说一演绎法;萨顿推理基因和染色体的关系采用的是类比推理法。
例  下列叙述中,不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是(   )
A.基因发生突变而染色体没有发生变化
B.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C.二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D.Aa杂合子发生染色体缺失后,可表现a基因的性状
思路点拨:由于染色体是基因(核基因)的载体,因此染色体在细胞分裂(包括有丝分裂、减数分裂)过程中染色体数量的变化和分配规律,均影响相应基因的规律性变化,即说明“核基因与染色体行为存在平行关系”。答案A
3、摩尔根的果蝇杂交实验中F2个体红眼与白眼比例为3:1,说明这对性状符合分离定律;白眼全是雄性说明与性别相联系。
4、基因型书写:常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;性染色体上的基因需将性染色体及其上基因一同写出,如XwY。
5、XY代表一对同源染色体,不能误解为一对等位基因。Y染色体上没有红眼、白眼基因并不代表其上面没有基因。


知识拓展:

类比推理概念:是根据两个对象或两类事物的一些属性相同或相似,来猜测另一些属性也可能相同或相似的思维方法。

伴性遗传:

1、概念:是指在遗传过程中子代的部分性状由性染色体上的基因控制,这种由性染色体上的基因所控制性状的遗传方式。
2、伴性遗传的类型及特点

伴性遗传方式 遗传特点 实例
伴X染色体显性遗传 “父患女必患,子患母必患,女性患者多于男性”――最可能为“X显”(男病女必病) 连续遗传 抗维生素D佝偻病
伴X染色体隐性遗传 “母患子必患,女患父必患,男性患者多于女性”――最可能为“X隐”(女病男必病) 交叉遗传 红绿色盲、血友病
伴Y染色体 “父传子,子传孙,子子孙孙无穷尽,无女性患者”――最可能为“伴Y”(男性全为患者) 连续遗传 外耳道多毛症




基因位置的实验探究与判断:

1.探究基因位于常染色体上还是X染色体上
(1)在已知显隐性性状的条件下,可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交。

(2)在未知显隐性性状的条件下,可设置正交和反交实验。
①若正反交结果相同,则基因位于常染色体上。
②若正反交结果不同,且子代性状与性别有关,基因位于x染色体上。
2.探究基因位于X、Y的同源区段,还是只位于X染色体上方法:纯合隐性雌性个体×纯合显性雄性个体。结果预测及结论:
(1)若子代雌雄全为显性,则基因位于X、Y的同源区段。
(2)若子代雌性个体为显性,雄性个体为隐性,则基因只位于X染色体上。
知识点拨:

一、伴X染色体隐性遗传病在人群中的发病率是男性高于女性,而伴X染色体显性遗传病的发病率则是女性高于男性的原因:伴X-隐性遗传的女性杂合子并不发病,因为她有两条X染色体,虽然一条有致病隐性基因,但另一条则是带有显性的正常基因,因而她仅仅是个携带者而已。
二、X、Y染色体上基因的传递规律
1、有关性染色体的分析
(1)X、Y也是同源染色体 XY型性别决定的生物,雄性体细胞内的X与Y染色体是一对异型性染色体。它们虽然形状、大小不相同,但在减数分裂过程中X.Y的行为与同源染色体一样,也要经历联会和分离的过程,因此X、Y是一对特殊的同源染色体。
(2)X、Y染色体的来源及传递规律
①X1Y中X1只能由父亲传给女儿,Y则由父亲传给儿子。
②X2X3中X2、X3任何一条都可来自母亲,也可来自父亲。向下一代传递时,X2、X3任何一条既可传给女儿,也可传给儿子。
③一对基因型为X1Y、X2X3的夫妇生两个女儿,则女儿中来自父亲的都为X1,且是相同的;但来自母亲的可能为X2,也可能为X3,不一定相同。
(3)X、Y染色体上也存在等位基因 X和Y染色体都有一部分与对方不同源,但也有一部分是同源的。二者关系如图所示:

由图可知,在X、Y的同源区段,基冈是成对的,存在等位基因,而非同源区段则相互不存在等位基因。 2、X、Y染色体同源区段上基因的遗传同源区段上基困的遗传与常染色体上基因的遗传相似,但在特殊情况下也有差别。
3.X、Y染色体非同源区段上基因的遗传
基因的位置 Y染色体非同源区段基因的传递规律 X染色体非同源区段基因的传递规律
隐性基因 显性基因
模型图解
判断依据 父传于、于传孙,具有世代连续性 双亲正常子病;母病子必病,女病父必病 子女正常双亲病;父病女必病,子病母必病
规律 没有显隐性之分,患者全为男性,女性全部正常 男性患者多于女性患者;具有隔代交叉遗传现象 女性患者多于男性患者;具有连续遗传现象
举例 人类外耳道多毛症 人类红绿色肓、血友病 人类抗维生素D佝偻病
例  图甲为人的性染色体简图。X和Y染色体有一部分是同源的(甲图中I片段),该部分基因互为等位基因;另一部分是非同源的(甲图中的Ⅱ-l、 Ⅱ-2片段),该部分基因不互为等位基因。请回答:

 (1)人类的血友病基因位于甲图中的()片段。
(2)在减数分裂形成配子过程中,X和Y染色体能通过交叉互换发生基因重组的是甲图中的()片段。
(3)某种遗传病的遗传系谱如乙图,则控制该病的基因很可能位于甲图中的()片段。
(4)假设控制某个相对性状的基因A(a)位于甲图所示X和Y染色体的I片段,那么这对性状在后代男女个体中表现型的比例一定相同吗?试举一例。
思路点拨:(1)血友病是X染色体隐性遗传病,其基因位于甲图中的Ⅱ一2片段,Y染色体上无相应片段。
(2)只有X、Y染色体同源区段的基因才能发生交叉互换。
(3)从题图中看出,患该病的全部为男性,则可以推出该病的致病基因位于Y染色体的Ⅱ-l片段上。(4)X、Y染色体同源区段上的基因控制性状的遗传也可能与性别相关联,如XaXa×XaYA的雄性后代全为显性,雌性后代全为隐性。
答案(1)Ⅱ-2  (2)I  (3)Ⅱ-1  (4)不一定。例如母本为XaXa,父本为XaYA,则后代男性个体为XaY,全部表现为显性性状;后代女性个体为 XaXa,全部表现为隐性性状。
知识拓展:

1、伴性遗传在实践中的应用
(1)根据性状推断遗传病致病基因的来源及后代发病率,指导人类的优生优育。
①若一对夫妇中,女性患血友病,则建议这对夫妇生女孩。因为他们所生的男孩全部是血友病患者,所生的女孩虽为致病基因携带者,但表现型正常。
②若某患有抗维生素D佝偻病的男子与一正常女性结婚,则建议他们生男孩。因为他们所生的女孩全部是抗维生素D佝偻病患者,而所生的男孩则正常。
(2)根据性状推断后代的性别,指导生产实践。
①XY型性别决定(即雌性的性染色体组成为XX,雄性为XY)的生物(如果蝇等):若控制某性状的基因位于X染色体上,则“雌隐×雄显”的杂交后代中,具有显性性状的都是雌性个体,具有隐性性状的都是雄性个体。如果蝇的红眼为伴X染色体显性遗传,其隐性性状为白眼,白眼雌果蝇与红眼雄果蝇的杂交后代中,红眼的都是雌果蝇,白眼的都是雄果蝇。故通过眼色即可直接判断子代果蝇的性别。
②ZW型性别决定(即雌性的性染色体组成为 ZW,雄性为ZZ)的生物(如鸟类、家蚕等):若控制某性状的基因位于Z染色体上,则“雌显×雄隐”的杂交后代中,具有显性性状的都是雄性个体,具有隐性性状的都是雌性个体。如家鸡的羽毛芦花(B)和非芦花(b) 是一对相对性状,基因B、b位于Z染色体上,芦花母鸡 (ZBW)与非芦花公鸡(ZbZb)杂交的后代中,非芦花鸡 (ZbW)全是母鸡,芦花鸡(ZBZb)全是公鸡。这样就可根据早期雏鸡羽毛的特征把雌雄个体区分开,从而做到多养母鸡,多得鸡蛋。
2、基因在细胞中的存在位置如下所示:

若基因在细胞质中,子代性状与母本相同;若基因在性染色体上,子代性状的表现与性别有关;若基因在常染色体上,子代性状的表现与性别无关。我们可以利用这些特点,根据题目给定条件设计实验判断基因位置。
3、受精卵中的细胞质几乎全部来自于卵细胞,所以如果控制性状的基因位于细胞质中,子代性状的表现都与母本性状相同。因此如果一对相对性状的正反交结果不同,且子代性状都与母本相同,则该基因位于细胞质中。
例    野生型果蝇有许多突变型,突变的情况也不一样:
(l)如果♀突变型l×♂野生型→突变型l,♀野生型×♂突变型1→野生型,则可以推断控制果蝇突变型l的基因最可能的遗传方式是()
(2)如果突变型2和野生型无论正交还是反交,后代产生大量个体都是突变型2,则可以推断控制果蝇突变型2的基因最可能位于()染色体上,为()性突变。
(3)如果要确定突变型3——白眼基因是位于X 染色体上还是常染色体上(已知野生型红眼对突变型白眼为显性,雌雄果蝇均有红眼和白眼类型),请用一次交配实验予以推断:所选亲本的表现型()推断理由是(至少写三种): a.() b.() c.()
思路点拨:正反交结果不同,而且都与母本相同,说明其遗传方式最可能为细胞质遗传;突变型2和野生型正交与反交结果一致,都是突变型2,说明该基因在常染色体上,而且是显性基因;要通过一次实验证明红眼、白眼基因的位置,可选用白眼雌果蝇×红眼雄果蝇进行交配,后代会因为不同的遗传方式而出现不同的情况。
答案:(1)细胞质遗传(2)常显(3)白眼雌果蝇×红眼雄果蝇   子代中雌果蝇全部为红眼,雄果蝇全部为白眼,则该基因位于X染色体上子代中雌雄果蝇全部为红眼,则该基因位于常染色体上子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼,则该基因位于常染色体上
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