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第2課時　性別決定和伴性遺傳
課標內容要求 核心素養對接
概述性染色體上的基因的傳遞和性別相關聯。 1．生命觀念：能初步運用結構與功能觀，說明位于性染色體上基因的遺傳特點。
2．科學思維：基于伴性遺傳的規律，能根據雙親的表型對后代的患病概率作出預測。
3．社會責任：關注伴性遺傳理論的應用，并對其應用的影響作出科學的判斷。
一、性別決定
1．一般來說，在生物細胞中決定性別的染色體稱為性染色體(sex chromosome)，而其他染色體稱為常染色體(autosome)。
2．生物性別決定方式主要有XY型和ZW型兩種。
3．XY型性別決定
(1)特點：雌性個體體細胞內有兩條同型的性染色體X，雄性個體體細胞內有兩條異型的性染色體，分別為X和Y。
(2)生物類型
全部的哺乳動物，部分兩棲類，部分魚類和部分昆蟲都屬于這一類型。
4．ZW型性別決定
(1)特點：雌性個體體細胞內有兩條異型的性染色體，分別為Z和W，雄性個體體細胞內有兩條同型的性染色體Z。
(2)生物類型
多見于部分昆蟲，某些兩棲類，某些爬行類和全部鳥類等。
5．性別決定的過程圖解
(1)XY型生物的性別決定
(2)ZW型生物的性別決定：
6．其他的性別決定方式
(1)蜜蜂、胡蜂和螞蟻等動物的性別由細胞中的染色體倍數所決定。
(2)烏龜的性別由環境溫度所決定，受精卵在20～27 ℃、30～35 ℃下分別孵化為雄性和雌性個體。
(3)植物的性別決定方式更為復雜，有些植物的性別甚至是由常染色體上的基因決定的。
二、伴性遺傳
1．性染色體上的基因傳遞總是和性別相關聯，這類性狀的遺傳被稱為伴性遺傳(sex－linked inheritance)，也被稱為性連鎖遺傳。
2．積極思維：人的紅綠色盲遺傳與性別有什么關系？
(1)事實：①實踐中，常以遺傳系譜圖來研究某些遺傳病的遺傳規律。通常以正方形代表男性，圓形代表女性，以羅馬字母代表世代，以阿拉伯數字表示個體，深顏色或黑色表示患者(如圖)。
②紅綠色盲患者不能正常區分紅色和綠色。已知紅綠色盲由位于X染色體上的隱性基因b控制，用Xb表示，正常基因用XB表示，Y染色體上沒有紅綠色盲基因及其等位基因。
(2)分析：①
結果：兒子全部是紅綠色盲，女兒都是色盲基因攜帶者。
②
結果：女兒表型全部正常，其中一半攜帶色盲基因；兒子一半表型正常，一半為色盲患者。
③男性色盲多于女性色盲的原因
女性只有兩條X染色體上都有紅綠色盲基因(b)時，才表現為色盲，而男性只要含有紅綠色盲基因(b)，就表現為色盲。
(3)伴X染色體隱性遺傳病的遺傳特點
①患者中男性多于女性。
②具有交叉遺傳現象，即男性患者的致病基因必然來自其母親，以后又必定遺傳給其女兒。
③女患者的父親和兒子一定是患者。
3．其他常見實例
(1)人類中血友病A(致病基因是Xh)：血友病A是一種遺傳性凝血功能障礙出血性疾病，患者缺乏某種促凝因子，出血后凝血時間延長。
(2)抗維生素D佝僂病(致病基因是XD)：抗維生素D佝僂病患者的腎小管對磷的重新吸收發生障礙，導致骨骼發育異常，表現出佝僂病癥狀。
判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
1．性染色體上的基因都與性別決定有關。 (　　)
2．無論是男性還是女性，只要含有紅綠色盲基因就是紅綠色盲患者。 (　　)
3．伴X染色體隱性遺傳病具有世代遺傳的特點。 (　　)
4．伴X染色體顯性遺傳病具有隔代遺傳現象，男女患病比例基本相等。 (　　)
5．男性的X染色體來自母親，遺傳給女兒；Y染色體來自父親，遺傳給兒子。 (　　)
6．某女孩為色盲基因攜帶者，其母親色覺正常，則該色盲基因一定來自其父親。 (　　)
[答案]　1．×　提示：性染色體上有決定性別的基因，但不是所有基因都與性別決定有關，如人類紅綠色盲基因與性別決定無關。
2．×　提示：男性只要含有紅綠色盲基因就是紅綠色盲患者，但女性只有兩條X染色體上都含有致病基因時才是紅綠色盲患者。
3．×　提示：伴X染色體隱性遺傳病具有隔代、交叉遺傳的特點。
4．×　提示：伴X染色體顯性遺傳病具有連續遺傳現象，且女患者多于男患者。
5．√
6．×　提示：女孩的母親也可能是色盲基因攜帶者，即該色盲基因也可能來自其母親。
　性別決定和伴性遺傳
1．結合性染色體傳遞規律分析伴性遺傳的類型及特點
(1)性染色體的傳遞規律(如圖)：
F1：XX1(女性)、XX2(女性)、X1Y(男性)、X2Y(男性)
(2)分析
①男性的X染色體一定來自其母親，且男性一定將X染色體傳給其女兒。
②女性的X染色體一條來自其母親，一條來自其父親，表型取決于基因的顯隱性。
③Y染色體只能由男性傳給其兒子，兒子傳給孫子，所以伴Y染色體遺傳只限男性。
④若致病基因為X染色體上的隱性基因(以紅綠色盲基因為例)，則有：
代數　　　　性別　　　基因型　　　表型
Ⅰ 男性 XbY 患者
↓
Ⅱ 女性 X－Xb
↓
Ⅲ 男性 XbY 患者
男患者的致病基因只能來源于母親，并且只會傳遞給女兒；從表型上看一般會表現出隔代遺傳；由于致病基因為隱性，從概率上看男性色盲患者多于女性色盲患者。
⑤若致病基因為X染色體上的顯性基因(以抗維生素D佝僂病基因為例)，則有：
代數　　　　性別　　　基因型　　　表型
Ⅰ 男性 XDY 患者
↓
Ⅱ 女性 XDX－ 患者
↓
Ⅲ 男性 XDY 患者
男患者的致病基因只能來源于母親，并且只會傳遞給女兒；從表型上看一般會表現出世代連續遺傳；由于致病基因為顯性，從概率上看女性患者多于男性患者。
2．“特殊組合”及其應用
(1)“特殊組合”：隱性性狀個體作母本、顯性性狀個體作父本(以XY型性別決定為例)。
(2)應用
①區分基因位置：若基因只位于X染色體上，則子代中雌性全表現為顯性性狀，雄性全表現為隱性性狀；若基因位于常染色體上，則子代性狀表現與性別無關，即雌雄個體中均有顯性和隱性性狀。
②依據子代表型區分性別：若基因位于X染色體上，子代表型為顯性的全為雌性，隱性的全為雄性。
　性別決定與性染色體的關系
(1)性別相當于一對相對性狀，其遺傳遵循基因的分離定律。
(2)只有雌雄異體的生物才含有性染色體，雌雄同體的生物沒有性染色體。
(3)性染色體決定性別是性別決定的主要方式，此外，有些生物的性別決定還與卵細胞是否受精、基因的差別及環境條件等有密切關系。
(4)性別是由性染色體上的基因決定的，但性染色體上的基因并不都與性別決定有關，如果蠅的眼色基因。
1．(多選)下列關于人類紅綠色盲的說法，正確的是(　　)
A．父親正常，女兒必正常；母親色盲，兒子必色盲
B．若女孩是色盲基因攜帶者，則該色盲基因是由父方遺傳來的
C．人類色盲基因b或它的等位基因B存在于X和Y染色體上
D．男性色盲基因不傳兒子只傳女兒，女兒不一定會生下患色盲的外孫
AD　[女孩有兩條X染色體，色盲攜帶者的色盲基因可能來自母方或父方；Y染色體上沒有色盲基因及其等位基因；男性色盲基因會傳給女兒，女兒可能是攜帶者，不一定生下患色盲的外孫。]
2．抗維生素D佝僂病是由位于X染色體上的顯性致病基因決定的一種遺傳病，這種疾病的遺傳特點之一是(　　)
A．男患者與女患者結婚，其女兒正常
B．男患者與正常女子結婚，其子女均正常
C．女患者與正常男子結婚，必然是兒子正常、女兒患病
D．患者的正常子女不攜帶該患者傳遞的致病基因
D　[抗維生素D佝僂病是伴X染色體顯性遺傳病，男患者與女患者結婚，其女兒都是患者，A錯誤；男患者與正常女子結婚，其女兒都是患者，兒子都正常，B錯誤；女患者與正常男子結婚，若女患者是純合子，其子女都是患者，若女患者是雜合子，其兒子和女兒都是50%正常、50%患病，C錯誤；正常子女不可能攜帶顯性遺傳病致病基因，D正確。]
　伴性遺傳的特殊性
(1)雌雄個體的性染色體組成不同，有同型和異型兩種。
(2)有些基因只存在于X或Z染色體上，Y或W染色體上無相應的等位基因，從而在XbY或ZbW個體中，單個隱性基因(b)控制的性狀也能表現。
(3)Y或W染色體非同源區段上攜帶的基因，在X或Z染色體上無相應的等位基因，只限于在相應性別的個體之間傳遞。
　遺傳系譜圖的分析
遺傳系譜圖中遺傳方式的判斷
步驟 現象及結論的口訣記憶 圖譜特征
第一，排除或確定伴Y遺傳 若系譜圖中患者全為男性，而且患者后代中男性全為患者，則為伴Y遺傳病；若系譜圖中，患者有男有女，則不是伴Y遺傳
伴Y染色體遺傳
第二，確定圖譜中遺傳病是顯性遺傳還是隱性遺傳 “無中生有”(無病的雙親，所生的孩子中有患者)，則為隱性遺傳
隱性遺傳
“有中生無”(有病的雙親，所生的孩子中出現無病的)，則為顯性遺傳
顯性遺傳
第三，確定致病基因位于常染色體上還是位于性染色體上 ①父親有病兒子正常
②父病女必病，子病母必病
伴X染色體顯性遺傳
①雙親有病女兒正常
②父病女不病或子病母不病
常染色體顯性遺傳
①父親正常兒子有病
②母病子必病，女病父必病
伴X染色體隱性遺傳
①父親正常女兒有病
②母病子不病或女病父不病
常染色體隱性遺傳
第四，若系譜圖中無上述特征，只能從可能性大小方面推測 ①若該病在代與代間連續遺傳→
②若該病在系譜圖中隔代遺傳→
　
1．下圖為人類某種遺傳病的系譜圖，已知該性狀受一對等位基因控制，下列說法正確的是(　　)
A．該遺傳病屬于隱性遺傳病，其致病基因一定位于X染色體上
B．若Ⅲ?2為患者，則Ⅲ?2與Ⅲ?4婚配，所生男孩患病的概率為1/4
C．圖中表型正常的女性都是雜合子，患病女性為純合子
D．圖中Ⅲ?3的致病基因一定來自Ⅰ?1
C　[據題干圖可知：Ⅱ?1和Ⅱ?2都正常，子代Ⅲ?1為患者，表明該病為隱性遺傳病，但致病基因可能在常染色體上，也可能在X染色體上，A錯誤；假設患病基因為a，若Ⅲ?2與Ⅲ?4婚配，則Ⅲ?2為女性，如果為伴X隱性遺傳，Ⅲ?2為女性患者，其父親Ⅱ?1一定患病，而Ⅱ?1表現正常，所以該病不屬于伴X遺傳病，應為常染色體遺傳病，Ⅲ?2基因型為aa，Ⅲ?4基因型為Aa，所生男孩患病的概率為1/2，B錯誤；如果為常染色體隱性遺傳病，圖中表型正常的女性都是雜合子才可能生下患病子代；如果為伴X染色體隱性遺傳病，正常的女性都是雜合子才可能生下患病兒子或患病女兒；無論常染色體隱性遺傳病，還是伴X染色體隱性遺傳病，患病女性都是純合子，C正確；若該病為伴X染色體隱性遺傳病，則Ⅲ?3的致病基因來自Ⅰ?2，不會來自Ⅰ?1，D錯誤。]
2．(多選)下圖是具有兩種遺傳病的某家族系譜圖，設甲病顯性基因為A，隱性基因為a，乙病顯性基因為B，隱性基因為b。若Ⅰ?2無乙病致病基因，下列說法正確的是(　　)
A．甲病為常染色體顯性遺傳病
B．乙病為伴X染色體隱性遺傳病
C．Ⅱ?3是純合子的概率為1/8
D．若Ⅱ?4與一位正常男性結婚，生下正常男孩的概率為3/8
ABD　[題干圖中1號和2號均患有甲病，但其子代中有一個表現正常的女兒(4號)，說明該病為常染色體顯性遺傳病；1號和2號均無乙病，但他們有一個患乙病的兒子(6號)，說明乙病是隱性遺傳病，又已知Ⅰ?2無乙病致病基因，則乙病為伴X染色體隱性遺傳病；Ⅱ?3的基因型為A_XBX－，其為純合子(AAXBXB)的概率為1/3×1/2＝1/6；Ⅱ?4的基因型及概率為1/2 aaXBXB、1/2 aaXBXb，正常男性的基因型為aaXBY，二者婚配生下正常男孩(aaXBY)的概率為1/2×1/2＋1/2×1/4＝3/8。]
　兩遺傳病的計算原則
先算“甲病”，再算“乙病”。
很多情況下會涉及兩種遺傳病。一般來說，兩種遺傳病是獨立遺傳的，因此在計算時先算甲病，再算乙病。兩個體婚配，后代患病率關系如表所示：
患乙病：q 不患乙病：1－q
患甲病：p 兩病兼患：pq 只患甲病：p(1－q)
不患甲病：1－p 只患乙病：q(1－p) 不患病：(1－p)(1－q)
[課堂小結]
知 識 網 絡 構 建 核 心 語 句 背 誦
1．性別決定是指雌雄異體的生物決定性別的方式。
2.XY型性別決定的生物，雌性的性染色體組成為XX，雄性為XY。
3.ZW型性別決定的生物，雄性的性染色體組成為ZZ，雌性為ZW。
4.伴X染色體隱性遺傳病的遺傳特點：
(1)男性患者多于女性患者。
(2)女性患者的父親和兒子一定是患者。
(3)交叉遺傳。
5.伴X染色體顯性遺傳病的遺傳特點：
(1)女性患者多于男性患者。
(2)男性患者的母親和女兒一定是患者。
(3)連續遺傳。
1．下列關于性染色體與伴性遺傳的敘述，正確的是(　　)
A．性染色體上的基因都與性別決定有關
B．性染色體上的基因在生殖細胞中都表達
C．男性的體細胞和生殖細胞中都含有Y染色體
D．女性的體細胞和生殖細胞中都含有X染色體
D　[決定性別的基因位于性染色體上，但是性染色體上的基因不都與性別決定有關，如人類的紅綠色盲基因位于X染色體上，但其與性別決定無關，A項錯誤；性染色體上的基因在生殖細胞中不一定都表達，如決定紅綠色盲的基因不會在生殖細胞中表達，B項錯誤；男性的體細胞中都含有Y染色體，但是生殖細胞中不一定含有Y染色體，C項錯誤；女性的體細胞和生殖細胞中都含有X染色體，D項正確。]
2．抗維生素D佝僂病是伴X染色體顯性遺傳病，下列基因傳遞途徑不可能發生的是(　　)
A．外祖父→母親→女兒
B．外祖母→母親→兒子
C．祖母→父親→女兒
D．祖母→父親→兒子
D　[X染色體的遺傳特點：母親傳給兒子或女兒，父親只傳給女兒，因此選D。]
3．(多選)如圖是人類紅綠色盲遺傳的家系圖。下列相關說法正確的是(　　)
A．1號個體的父親一定是色盲患者
B．6號個體的色盲基因來自3號和1號個體
C．1號和4號個體基因型相同的概率為3/4
D．3號和4號個體再生一個患病男孩的概率為1/4
BD　[紅綠色盲屬于伴X染色體隱性遺傳病，分析系譜圖可知，5號個體的基因型為XbY，則1號個體的基因型為XBXb，其色盲基因可能來自她的父親或母親，因此，1號個體的父親不一定是色盲患者，A項錯誤；圖中6號個體的色盲基因來自3號和4號個體，而4號個體的色盲基因來自1號個體，B項正確；圖中1號個體和4號個體的基因型均為XBXb，基因型相同的概率為1，C項錯誤；3號個體和4號個體再生一個患病男孩的概率為1/2×1/2＝1/4，D項正確。]
4．荷斯坦牛的耳尖V形與非V形是一對相對性狀，由一對等位基因控制。以下是荷斯坦牛耳尖性狀遺傳的系譜圖，下列敘述正確的是(　　)
A．V形耳尖由X染色體上的顯性基因控制
B．由Ⅲ?2的表型可推定Ⅲ?1為雜合子
C．Ⅲ?3中控制非V形耳尖的基因可來自Ⅰ?1
D．Ⅲ?2與Ⅲ?5交配生出V形耳尖子代的可能性為1/3
C　[根據題意和分析圖示可知：荷斯坦牛的耳尖V形與非V形是一對相對性狀，由一對等位基因控制，遵循基因的分離定律。根據Ⅱ?1和Ⅱ?2都是V形耳尖，而其后代Ⅲ?2出現性狀分離，所以可以判斷V形耳尖為顯性性狀。根據Ⅰ?1和Ⅱ?3可判斷V形耳尖不是由X染色體上的顯性基因控制，所以V形耳尖由常染色體上的顯性基因控制，A項錯誤；由Ⅲ?2的表型可推定Ⅱ?1和Ⅱ?2為雜合子，但無法判斷Ⅲ?1是否為雜合子，B項錯誤；Ⅲ?3中控制非V形耳尖的基因來自Ⅱ?3和Ⅱ?4，而Ⅱ?3中控制非V形耳尖的基因則來自Ⅰ?1和Ⅰ?2，C項正確；Ⅲ?2的基因型為aa，Ⅲ?5的基因型為Aa，所以Ⅲ?2與Ⅲ?5交配生出V形耳尖子代的可能性為1/2，D項錯誤。]
5．如圖為某家族進行性肌營養不良癥(設相關基因為B、b)的遺傳系譜圖，其中Ⅱ3不攜帶該病的致病基因。
(1)該病的遺傳方式是________染色體________性遺傳。
(2)Ⅲ?7個體的基因型是________________。若她與正常男子結婚生了患病的孩子后再生育，后代為患病男孩的概率是________。
(3)如果Ⅲ?8個體同時患有白化病(設基因為a)，則Ⅱ?4個體的基因型為_____________；若Ⅱ?3和Ⅱ?4再生一個孩子，則該孩子只患一種病的概率是________。
[解析]　(1)根據系譜圖“無中生有”可判斷該病為隱性遺傳病，又因為Ⅱ?3不攜帶該病的致病基因而Ⅲ?8患病，所以可判斷致病基因位于X染色體上。 (2)Ⅱ?3基因型為XBY，Ⅲ?8基因型為XbY，所以Ⅱ?4的基因型為XBXb，所以Ⅲ?7基因型為XBXB或XBXb。若她與正常男子(XBY)結婚生了患病的孩子，則其基因型為XBXb，再生育所得后代為患病男孩的概率是1/4。 (3)如果Ⅲ?8個體同時患有白化病(常染色體隱性遺傳病)，即Ⅲ?8基因型為aaXbY，則Ⅱ?4個體的基因型為AaXBXb，Ⅱ?3基因型為AaXBY，若Ⅱ?3和Ⅱ?4再生一個孩子，則該孩子只患一種病的概率是1/4×3/4＋3/4×1/4＝3/8。
[答案]　(1)伴X　隱　(2)XBXB或XBXb　1/4 (3)AaXBXb　3/8

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