高中人教版 (2019)第3节 伴性遗传教案设计

第3节　伴性遗传

[学习目标]　1.结合人类红绿色盲的遗传实例，分析掌握伴X染色体隐性遗传病的特点。2.结合抗维生素D佝偻病的遗传实例，归纳伴X染色体显性遗传病的特点。

知识点一　人类红绿色盲

1．伴性遗传的概念

决定某性状的基因位于性染色体上，在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。

2．人类红绿色盲

(1)人类性别决定方式

①人类的性别由性染色体决定。

女性性染色体组成：同型的，用XX表示。

男性性染色体组成：异型的，用XY表示。

②X与Y的区别

(2)人类红绿色盲(伴X染色体隐性遗传)

①致病基因及其位置

显隐性：红绿色盲受隐性基因控制。

位置：红绿色盲基因位于X染色体上，Y染色体上没有等位基因，即位于X的非同源区段。

②正常色觉和红绿色盲患者的基因型与表型

　　如果用玉米为实验材料，研究伴性遗传，可以吗？

提示：不可以。玉米为雌雄同株植物，没有性染色体。

1．所有的生物都有性染色体。(×)

2．性染色体不只存在于生殖细胞中。(√)

3．X、Y染色体不能发生染色体互换。(×)

4．位于Ⅲ区段内的致病基因，在体细胞中也可能有等位基因。(√)

5．含X染色体的配子是雌配子，含Y染色体的配子是雄配子。(×)

　　一对等位基因(A、a)在X、Y染色体的同源区段，那么相关的基因型有哪些？这对基因的遗传与性别有关联吗？

提示：共七种：XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。这对基因的遗传与性别有关联。

③红绿色盲的主要遗传方式

a．方式一

由图解分析可知：男性的色盲基因只能传给女儿，不能传给儿子。

b．方式二

由图解分析可知：男孩的色盲基因只能来自于母亲。

c．方式三

由图解分析可知：女儿色盲，父亲一定色盲。

d．方式四

由图解分析可知：父亲正常，女儿一定正常；母亲色盲，儿子一定色盲。

④遗传特点

患者中男性远多于女性。

男性患者的基因只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿。

　　在红绿色盲遗传中，分析女患者的父亲、儿子和正常男性的母亲、女儿的表型。

提示：女患者的父亲、儿子一定患病，正常男性的母亲和女儿一定正常(简记为“女病，父子病；男正，母女正”)。

　　　为什么红绿色盲患者男性多于女性？

提示：红绿色盲基因位于X染色体上，属于隐性遗传，男性只有一条X染色体，只要X染色体上有红绿色盲基因，就表现为红绿色盲患者，而女性有两条X染色体，必须两条X染色体上都有红绿色盲基因才能表现为红绿色盲患者，因此红绿色盲患者男性多于女性。

[例1]　一对夫妇所生女儿全正常，所生儿子全为色盲，则这对夫妇的基因型为(　　)

A．XBXB与XBY   B．XbXb和XBY

C．XBXb和XbY   D．XBXB和XbY

解题分析　所生儿子全为色盲，则其基因型为XbY，Xb来自母亲，母亲的基因型为XbXb；女儿全正常，则女儿的基因型为XBXb，父亲的基因型为XBY。

答案　B

[例2]　下列有关红绿色盲的叙述，正确的是(　　)

A．父亲正常，儿子一定正常

B．女儿色盲，父亲一定色盲

C．母亲正常，儿子和女儿正常

D．女儿色盲，母亲一定色盲

解题分析　儿子的X染色体来自母亲，与父亲无关，A错误；女儿色盲，基因型为XbXb，一个Xb来自母亲，一个Xb来自于父亲，则父亲的基因型为XbY，所以父亲一定色盲，B正确；母亲正常，基因型为XBXb或XBXB，若为XBXb，则可能生出色盲儿子，如果其父亲色盲，则也可能生出色盲女儿，C错误；女儿色盲，基因型为XbXb，一个Xb来自母亲，母亲可能为XBXb或XbXb，则母亲不一定色盲，D错误。

答案　B

知识点二　抗维生素D佝偻病和外耳道多毛症

1．抗维生素D佝偻病(伴X染色体显性遗传)

(1)致病基因及其位置

显隐性：抗维生素D佝偻病受显性基因控制。

基因位置：位于X染色体上。

(2)正常和抗维生素D佝偻病患者的基因型和表型

(3)遗传特点

①患者中女性多于男性，但部分女性患者(XDXd)病症较轻。

②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。

2．外耳道多毛症(伴Y染色体遗传)

下面为人类外耳道多毛症患者的遗传系谱图，请据图归纳：

致病基因只位于Y染色体上，无显隐性之分，患者后代中男性全为患者，女性全为正常。简记为“男全患病，女全正常”。

　　在人类的抗维生素D佝偻病遗传中，分析正常女性的父亲和儿子及男性患者的母亲和女儿的表型。

提示：正常女性的父亲和儿子一定正常，而男性患者的母亲和女儿一定患病。

　　　为什么抗维生素D佝偻病患者女性多于男性？

提示：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，只要有一个显性基因就患病，所以，抗维生素D佝偻病患者女性多于男性。

　　XY型性别决定的生物雄性体内的一对异型性染色体——X、Y构成了一对特殊的同源染色体，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：

控制人类红绿色盲和抗维生素D佝偻病的基因位于哪个区段？控制人类外耳道多毛症的基因位于哪个区段？

提示：B区段。D区段。

[例1]　抗维生素D佝偻病是由位于X染色体上的显性致病基因决定的一种遗传病，这种疾病的遗传特点之一是(　　)

A．男患者与女患者结婚，其女儿正常

B．男患者与正常女子结婚，其子女均正常

C．女患者与正常男子结婚，必然儿子正常女儿患病

D．患者的正常子女不携带其父母传递的致病基因

解题分析　伴X染色体显性遗传病有如下特点：若父亲患病，女儿一定患病，A、B错误；女患者与正常男子结婚，儿子和女儿都有可能患病，C错误；若子女正常，即女儿基因型为XdXd，儿子基因型为XdY，则不携带其父母传递的致病基因，D正确。

答案　D

[例2]　人的X染色体和Y染色体大小、形态不完全相同，但存在着同源区段(Ⅱ)和非同源区段(Ⅰ、Ⅲ)(如图所示)。由此可以推测(　　)

A．Ⅱ区段上有控制男性性别决定的基因

B．Ⅱ区段上某基因控制的遗传病，患病率与性别有关

C．Ⅲ区段上某基因控制的遗传病，患者全为女性

D．Ⅰ区段上某隐性基因控制的遗传病，女性患病率高于男性

解题分析　控制男性性别决定的基因应该位于只有男性具有的染色体区段内，所以在Ⅲ区段，A错误；位于性染色体上的基因控制的遗传病，患病率与性别有关，B正确；Ⅲ区段上某基因控制的遗传病，患者全为男性，C错误；Ⅰ区段上某隐性基因控制的遗传病，女性患病率低于男性，该区段上的显性遗传病，男性患病率低于女性，D错误。

答案　B

知识点三　伴性遗传理论在实践中的应用和遗传系谱图

1．伴性遗传理论在实践中的应用

(1)根据伴性遗传的规律，可推算后代的患病概率，从而指导优生

有一位女性血友病(伴X染色体隐性遗传病)患者和正常男性结婚，建议他们生女孩；男性抗维生素D佝偻病患者和正常女性结婚，建议生男孩。

(2)根据伴性遗传理论指导育种工作

①生物的性别决定方式

②已知鸡的性别决定是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。

③根据雏鸡的羽毛特征来区分雌性和雄性

　　XY型性别决定的生物群体中，性别比例为1∶1的原因？

提示：因为雄性个体产生含X的精子∶含Y的精子＝1∶1。

　　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。

　　　有性别之分的生物，其性别并不都是由性染色体决定的原因是①具有性别分化(雌雄异体)的生物主要由性染色体(XY或ZW)决定性别。②虽有性别之分，但雌雄同体(或雌雄同株)的生物无性染色体，如玉米、水稻等。③有些雌雄异体的生物的性别取决于染色体组的多少，如蜜蜂、蚂蚁等。④还有的生物的性别完全取决于环境因素，如龟、鳄等生物其性别由环境温度决定。

2.遗传系谱图

(1)首先确定是否为伴Y染色体遗传

若系谱图中女性全正常，患者全为男性，则为伴Y染色体遗传。如图：

(2)其次确定是显性遗传还是隐性遗传

①图1中，双亲正常，子代有患病个体，一定是隐性遗传病，即“无中生有为隐性”。

②图2中，双亲患病，子代有正常个体，一定是显性遗传病，即“有中生无为显性”。

③图3中，亲子代都有患者和正常个体，无法准确判断，可先假设，再推断。

(3)然后进行常染色体遗传与伴X染色体遗传的判定

①在隐性遗传的系谱图中，主要参照“女患者”。

a．如果所有女患者的父亲和儿子都患病，则为伴X染色体隐性遗传，如图4。

b．如果女患者的父亲和儿子中有正常的，则一定为常染色体隐性遗传，如图5。

②在显性遗传的系谱图中，主要参照“男患者”。

a．如果所有男患者的母亲和女儿都患病，则为伴X染色体显性遗传，如图6。

b．如果男患者的母亲和女儿有正常的，则一定为常染色体显性遗传，如图7。

(4)若系谱图中无上述特征，就不能作出确定的判断，只能从可能性大小方面推断，通常的原则是：

②遗传方式

 (5)计算概率

在分析既有伴性遗传又有常染色体遗传的两对及两对以上性状的遗传现象时，按照基因的分离定律分别处理两对或两对以上性状的遗传，整体上按基因的自由组合定律处理。

[例1]　人的色觉正常(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，生了一个蓝眼患红绿色盲的男孩，这对夫妇生出蓝眼患红绿色盲男孩的概率和再生出的男孩为蓝眼患红绿色盲的概率分别是(　　)

A．1/4和1/4   B．1/8和1/8

C．1/8和1/4   D．1/4和1/8

解题分析　根据题意可推知双亲的基因型分别为aaXBXb、AaXBY，因此他们生出蓝眼孩子的概率为1/2，生出色盲男孩(全部后代中患红绿色盲的男孩)的概率为1/4，故他们生出蓝眼患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中患红绿色盲的概率为1/2，所以该男孩为蓝眼患红绿色盲的概率为(1/2)×(1/2)＝1/4。

答案　C

[例2]　根据人类遗传病系谱图中各世代个体的表型进行判断，下列说法不正确的是(　　)

A．①是常染色体隐性遗传

B．②最可能是伴X染色体隐性遗传

C．③最可能是伴X染色体显性遗传

D．④可能是伴X染色体显性遗传

解题分析　①双亲正常，女儿患病，一定是常染色体隐性遗传，A正确；②双亲正常，后代有病，必为隐性遗传，因后代患者全为男性，可知致病基因最可能位于X染色体上，由母亲传递而来，B正确；③父亲有病，母亲正常，子代女儿全患病，儿子全正常，最可能为伴X染色体显性遗传病，C正确；④父亲有病，儿子全患病，女儿正常，最可能为伴Y染色体遗传病，不可能为伴X染色体显性遗传，D错误。

答案　D

[例3]　一只雌鼠的一条染色体上某个基因发生突变，使野生型变为突变型。该鼠与野生型鼠杂交，F1的雌雄鼠中均既有野生型，又有突变型。假如仅通过一次杂交实验鉴别突变基因是在常染色体上还是在X染色体上，F1的杂交组合最好选择(　　)

A．野生型(雌)×突变型(雄)

B．野生型(雄)×突变型(雌)

C．野生型(雌)×野生型(雄)

D．突变型(雌)×突变型(雄)

解题分析　由题意，一条染色体上某个基因发生突变，使野生型变为突变型，说明突变型是显性性状，野生型是隐性性状；选择隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时，若后代雌鼠全为突变型，雄鼠全为野生型，则该突变基因位于X染色体上；若后代雌雄鼠中都有突变型，则该突变基因位于常染色体上。

答案　A

技法提升 

1.关于“患病男孩”与“男孩患病”概率的计算

(1)常染色体遗传

①患病男孩的概率＝患病孩子的概率×(1/2)；

②男孩患病的概率＝患病孩子的概率。

(2)伴性遗传

①患病男孩的概率＝患病男孩在后代全部孩子中的概率；

②男孩患病的概率＝后代男孩中患病的概率。

2．实验判定基因所处位置

(1)判断基因位于常染色体上还是X染色体上

①在显隐性已知的条件下，可设置雌性隐性性状个体与雄性显性性状个体杂交

②在显隐性未知(或已知)条件下，可设置正反交实验。

a．若正反交结果相同，则基因位于常染色体上。

b．若正反交结果不同，则基因位于X染色体上。

(2)判断基因是位于X、Y的同源区段，还是只位于X染色体上

选取纯合隐性雌与纯合显性雄杂交⇒

(注：ZW型生物选择个体时，♀、♂对调。)

1．下列关于伴性遗传的叙述，错误的是(　　)

A．性染色体上的基因控制的性状与性别的形成都有一定的关系

B．遗传上总是和性别相关联

C．伴性遗传也遵循孟德尔遗传定律

D．表现上具有性别差异

答案　A

解析　性染色体只有某个基因控制的性状与性别的形成有关，其他基因都无关，如红绿色盲基因。

2．某对表型正常的夫妇生出了一个红绿色盲的儿子和一个表型正常的女儿，该女儿与一个表型正常的男子结婚，生出一个红绿色盲基因携带者的概率是(　　)

A．1/2   B．1/4 

C．1/6   D．1/8

答案　D

解析　设相关基因用B、b表示，根据题意可知，该夫妇的基因型为XBXb、XBY，他们所生女儿的基因型为1/2XBXB、1/2XBXb，当女儿为XBXb时与正常的男子能够生出红绿色盲基因携带者，则概率是1/2×1/4＝1/8。

3．某男性遗传病患者与一个正常女子结婚，医生告诫他们只能生男孩。据此推测该病的遗传方式为(　　)

A．伴Y染色体遗传   B．常染色体显性遗传

C．伴X染色体显性遗传   D．伴X染色体隐性遗传

答案　C

解析　如果是Y染色体遗传，则男性遗传病患者的儿子一定患病，A错误；常染色体显性遗传病后代的发病率与性别无关，B错误；伴X染色体显性遗传病的男患者与一正常女子结婚，后代女孩都患病，男孩都正常，因此建议生男孩，C正确；伴X染色体隐性遗传病的男患者与一正常女子结婚，若该女子不携带致病基因，则后代无论男女都正常，若该女子携带遗传病的致病基因，则后代无论男女都有可能患病，这与题意不符，D错误。

4．芦花鸡的羽毛(成羽)是一种黑白相间的斑纹状，但在雏鸡阶段的绒羽为黑色且头顶上有一个黄色斑点。控制芦花的基因在Z染色体上，芦花对非芦花是显性。养鸡场为了多养产蛋母鸡，要大量淘汰公鸡，你建议如何配种来达到这个目的(　　)

A．芦花母鸡×非芦花公鸡

B．芦花公鸡×非芦花母鸡

C．芦花母鸡×芦花公鸡

D．非芦花母鸡×非芦花公鸡

答案　A

解析　鸡的性别决定为ZW型，设相关基因用B、b表示，非芦花公鸡(ZbZb)和芦花母鸡(ZBW)进行杂交，后代中雌性都是非芦花，雄性都是芦花(方便淘汰)，A正确。

5．人体X染色体上存在血友病基因，用Xh表示，显性基因用XH表示。下图是一个家族系谱图，请回答：

(1)若1号的母亲是血友病患者，则1号父亲的基因型是________。

(2)4号的可能基因型是________________，她是杂合子的概率是________。

(3)若4号与正常男性结婚，所生第一个孩子患血友病的概率是________；若这对夫妇的第一个孩子是血友病患者，再生一个孩子患血友病的概率是________。

答案　(1)XHY　(2)XHXH或XHXh　1/2

(3)1/8　1/4

解析　(1)由题干信息可知，血友病为伴X染色体隐性遗传病，1号母亲患病，为XhXh,1号不患病其父亲只能为XHY。

(2)1号的基因型为XHXh,2号的基因型为XHY，因此4号的基因型为1/2XHXH或1/2XHXh。

(3)4号基因型为XHXh、XHXH，与正常男性婚配，生出患病孩子概率为1/2XHXh×XHY→1/2×1/4XhY。若已生育一个血友病患者，则4号基因型为XHXh，再生一个孩子患血友病的概率为XHXh×XHY→1/4XhY。