性染色体与伴性遗传

性染色体与伴性遗传

第一课时 性染色体和伴性遗传的概念 目标导航 1. 借助图例分析，总结出染色体组型的概念，并学会辨别常染色体和性染色体。

2.通过绘制人类性别决定图解，理解性别决定的方式。

3.通过重温摩尔根的果蝇伴性遗传实验过程，理解伴性遗传的含义。

一、染色体组型

1．概念：又称染色体核型，指将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像。

2．作用：体现了该生物染色体的数目和形态特征的全貌。

3．特点：有种的特异性，可用来判断生物的亲缘关系，也可用于遗传病的诊断。

二、性染色体和性别决定

1．染色体的两种类型

(1)染色体组成：

????? 雌性个体：常染色体＋同型雄性个体：常染色体＋异型

(2)人类性别决定图解：

三、伴性遗传(阅读P 41－43)

1．概念：位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传方式。

2．果蝇的伴性遗传实验

(1)果蝇作为实验材料的优点：体小、繁殖快、生育力强、饲养容易等。

(2)实验假设：白眼基因(w)是隐性基因，它位于X 染色体上，Y 染色体上没有它的等位基因。

(3)结论： ①果蝇的白眼性状遗传确实与性别有关。 ②控制白眼性状的基因确实位于性染色体上。

判断正误：

(1)不同生物的染色体组型不同，可以用来判断生物种属。( )

(2)观察染色体组型的最佳时期是分裂中期，此时染色体形态清晰、数量稳定。( )

(3)受精时，如果卵子和X 型精子结合，则产生XX 型合子，将来发育成女孩。( )

(4)男女性别比例接近1∶1是由于雌雄配子的数目相等。( )

(5)由于控制果蝇眼色的基因只存在于X 染色体上，所以该基因在遗传过程中不遵循孟德尔分离定律。( )

答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)×

一、性别决定和染色体类型

1．性别决定

一般是指雌雄异体的生物决定性别的方式，主要由染色体来控制。

2．染色体的分类

3．XY 型性别决定的生物中染色体分析

(1)体细胞染色体组成????? 雌性：2A ＋XX 雄性：2A ＋XY

(2)生殖细胞染色体组成????? 雌性：A ＋X 雄性：A ＋X 或A ＋Y

(3)举例：人、哺乳类、某些两栖类和许多昆虫。

1．在减数分裂过程中，始终存在X、Y两条染色体吗？

答案不是。因为X、Y为同源染色体，经减数第一次分裂，X、Y两条染色体分开，进入不同的次级性母细胞中，故减数第二次分裂中的细胞及配子中是不同时存在X、Y两条染色体的。2．判断下列说法是否正确。

(1)性染色体只存在于生殖细胞中。(×)

(2)所有生物均有性染色体。(×)

1．下列有关性别决定的叙述，正确的是( )。

A．哺乳类雌性个体的体细胞中含有两个同型的性染色体

B．XY型性别决定的生物，Y染色体一般比X染色体大

C．含X染色体的配子是雌配子，含Y染色体的配子是雄配子

D．各种生物体细胞中的染色体都可分为性染色体和常染色体

问题导析

(1) 哺乳动物属于XY型性别决定，雌性个体的体细胞中含两条同型的X染色体；

(2) 在多数XY型性别决定的生物中，Y染色体比X染色体小；

(3)X染色体既可出现在雌配子中，也可出现在雄配子中；

(4)有些生物没有性别之分，则没有性染色体和常染色体的区别，有些有性别之分的生物也无性染色体和常染色体的区别，如蜜蜂。

答案 A

一题多变

熊猫的精原细胞有42条染色体，且性别决定方式为XY型，则次级精母细胞处于分裂后期时，细胞内染色体的可能组成是( )。

①40条常染色体＋XX ②40条常染色体＋YY ③20条常染色体＋X ④20条常染色体＋Y

A. ①②B．③④ C．①③D．②④

答案 A

解析次级精母细胞处于分裂后期时，每条染色体的姐妹染色单体分开，各自成为一条染色体，所以染色体数目应该为42条，其中40条是常染色体，2条为相同的性染色体。

二、摩尔根的果蝇伴性遗传实验

1．实验现象

2．相关说明

①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。

②F1全为红眼，则红眼是显性性状。

③F2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。

④白眼全为雄性，其性状的表现与性别相联系，即控制眼色的基因位于X染色体上，Y染色体上没有相关基因。各种果蝇的基因型及表现型如下表：

①过程：

②测交结果：后代中红眼∶白眼＝1∶1，符合分离定律。

③结论：决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，从而证明了基因在染色体上。

结合果蝇杂交实验图解，思考下列问题：

(1)红眼和白眼哪个是显性性状？

答案红眼为显性，理由有两个方面：一是红眼亲本和白眼亲本杂交得到的F1全部是红眼；二是F1自交后代出现了红眼∶白眼为3∶1的性状分离比。

(2)果蝇的所有同源染色体形态、大小是否都一致？

答案不是，X和Y两条性染色体形态和大小不同。

2．用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如表所示。下列说法不正确的是( )。

B ．由组合②可判断控制眼色的基因位于X 染色体上

C ．若组合①的F 1随机交配，则F 2雌蝇中纯合的灰身红眼占116

D ．若组合②的F 1随机交配，则F 2雄蝇中黑身白眼占18 问题导析 (1)在果蝇的灰身和黑身中，灰身属于显性性状；在果蝇的红眼和白眼中，通过第①组合可判断红眼属于显性性状。

(2)亲本中无论黑身作为母本或灰身作为母本，结果相同，说明果蝇体色的遗传与性别无关；

(3)亲本中红眼作为母本和白眼作为母本，结果不同，说明果蝇眼色的遗传与性别有关。

(4)确定亲本的基因型时，要根据基因的分离定律一对对地进行分析，然后综合写出某个体的基因型。

答案 C

一题多变

(1)请推算第①组合的F 2基因型的种类数，并计算纯合黑身红眼雌果蝇所占的比例。 答案 12种 1/16

解析 亲本的基因型为HHX W X W 和hhX w

Y ，所以F 1：Hh×Hh→F 2三种基因型，其中HH 占1/4，Hh 占1/2，hh 占1/4; F 1：X W X w ×X W Y →F 2四种基因型，其中X W X w 占1/4，X W X W 占1/4，X W Y 占1/4、X w Y 占1/4，F 2中基因型的种类数为3×4＝12种。纯合黑身红眼雌果蝇的基因型是hhX W X W ，所占的比例＝1/4×1/4＝1/16。

(2)请根据本题总结：判断控制某性状的基因位于常染色体或性染色体的一般方法。

答案 如果子代中显性或隐性性状只在一种性别的个体中出现，则说明控制该性状的基因位于性染色体上；如果子代中显性和隐性性状个体在雌雄个体中出现的概率相等，则控制该性状的基因最可能位于常染色体上。

1．对于XY 型性别决定的生物，下列细胞中一定含有Y 染色体的是

( )。A．受精卵B．精原细胞

C．精细胞D．体细胞

答案 B

解析生物的性别是由性染色体决定的。在体细胞中，性染色体有一对，在配子中只有一条。对于XY型性别决定的生物，雄性个体体细胞的性染色体组成是XY，一定含有Y染色体，精原细胞与体细胞所含的染色体相同。受精卵中的性染色体组成有两种：XX或XY；精细胞中性染色体也有两种：X或Y；D选项的体细胞没有指明是雌性还是雄性，雌性个体的体细胞不含有Y染色体。

2．果蝇的红眼对白眼为显性，且控制眼色的基因在X染色体上。下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是( )。

A．杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇

B．白眼雌果蝇×红眼雄果蝇

C．杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇

D．白眼雌果蝇×白眼雄果蝇

答案 B

解析“通过眼色即可直接判断子代果蝇性别”即子代雌性和雄性的果蝇眼色不同。设红眼为A控制、白眼为a控制。A项为X A X a×X A Y→雌性都是红眼，雄性1/2红眼、1/2白眼，不能直接判断子代果蝇性别。B项为X a X a×X A Y→雌性都是红眼，雄性都是白眼，可以直接判断子代果蝇性别。C项为X A X a×X a Y→后代雌雄各1/2红眼和1/2白眼，不能直接判断性别。D项为X a X a×X a Y→后代全是白眼，也不能直接判断性别。

3．果蝇的某个性状的遗传特点是雄性果蝇有此性状，它所产生的子代中，雌性后代也一定有此性状，那么控制此性状的基因( )。

A．位于常染色体上，显性基因

B．位于常染色体上，隐性基因

C．位于X染色体上，显性基因

D．位于Y染色体上显性遗传

答案 C

4．据图回答下列问题：

(1)此图为________性果蝇的染色体图解。此图中有________对同源染色体。与性别决定有关的染色体是图中的________染色体。

(2)此图表示果蝇的原始生殖细胞经过减数分裂能产生________种染色体组合的配子。

(3)写出此果蝇的基因型：________。在减数分裂过程中遵循分离定律的基因是

________，能够发生自由组合的基因是________。

(4)果蝇的一个原始生殖细胞性染色体上的W基因在________期形成两个W基因，这两个W基因在________期发生分离。

答案(1)雄 4 X、Y (2)16 (3)AaBbX W Y A与a、B与b A(或a)、B(或b)、W (4)减数第一次分裂前的间减数第二次分裂后

解析此图为雄性果蝇染色体组成图，细胞内共有4对同源染色体，形成的配子共有24种染色体组合。此果蝇的基因型为AaBbX W Y。遵循分离定律的基因为等位基因，如A与a、B与b。遵循自由组合定律的基因应位于非同源染色体上，如A(或a)与B(或b)、W。

基础巩固

1．男人A有一罕见的X连锁的隐性基因，表现的性状为A，男人B有一罕见的常染色体显性基因，它只在男人中表达，性状为B。仅通过家谱研究，你能区别这两种情况吗( )。A．无法区别，因为男人A和男人B的后代都只有男性个体表现所指的性状

B．可以区别，因为男人A和男人B都不会有B性状的女儿

C．无法区别，因为男人A不会有表现A性状的儿子，而男人B的儿子不一定有B性状

D．可以区别，因为男人A可以有表现A性状的外孙，而男人B不仅可以有表现B性状的外孙，还可以有表现B性状的孙子

答案 D

2．下列关于性染色体的叙述，错误的是( )。

A．性染色体上的基因遗传时可能与性别有关

B．XY型生物体细胞内含有两条异型的性染色体

C．体细胞内的两条性染色体是一对同源染色体

D．XY型生物的体细胞内如果含有两条同型性染色体可表示为XX

答案 B

解析属于XY型性别决定的生物在雄性个体的体细胞内，含有两个异型的性染色体，用XY 表示；在雌性个体细胞内，含有两个同型的性染色体，用XX表示。

3．雄蛙和雌蛙的性染色体组成分别为XY和XX，假定一只正常的蝌蚪(雌性)在外界环境的影响下，变成了一只能生育的雄蛙，用此雄蛙和正常雌蛙交配(抱对)，其子代中的雌蛙和雄蛙的比例是( )。

A．雌∶雄＝1∶1B．雌∶雄＝2∶1

C．雌∶雄＝3∶1D．雌∶雄＝1∶0

答案 D

解析题意中的雄蛙是由于环境改变引起的性别转化，其遗传物质并没有改变，性染色体组

成仍然是XX，产生的精子只含X染色体，所以形成的受精卵中的性染色体组成是XX，全发育成雌蛙。

4．已知白眼为隐性性状，一只白眼雄果蝇的基因型的正确写法为( )。

A．X W Y W B．X W Y

C．X w Y D．XY w

答案 C

解析在书写基因型时，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的基因一同写出，如X w Y(白眼雄果蝇)。

5．下列关于雌雄果蝇体细胞的染色体的叙述，错误的是( )。

A．果蝇体细胞中有4对染色体，3对是常染色体

B．在雌果蝇中的性染色体是同型的

C．在雄果蝇中的性染色体是异型的

D．在果蝇体细胞中各对染色体都含有各自的等位基因

答案 D

解析果蝇是XY型性别决定生物，体细胞中共有3对常染色体和1对性染色体，其中雌果蝇中的性染色体为同型的(XX)，雄果蝇中的性染色体为异型的(XY)，X染色体上的基因往往在Y 染色体上无相应的等位基因。

6．右图代表人类配子，如果该精子与该卵细胞相遇，下列对受精卵发育的

正确叙述是( )。

A．含44条性染色体，发育为男性

B．含44条常染色体，发育为女性

C．含46条常染色体，发育为男性

D．含46条性染色体，发育为女性

答案 B

解析该精子的染色体组型为22＋X，卵细胞的组型为22＋X，发生受精作用后，形成的受精卵染色体组型为：44＋XX，故发育为女性，她含有44条常染色体和一对X染色体。

巩固提升

7．决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色性状，w基因控制白色性状。

一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是( )。

A．红眼雄果蝇B．白眼雄果蝇

C．红眼雌果蝇D．白眼雌果蝇

答案 D

解析先写出亲代基因型。红眼雌果蝇：X W X W或X W X w；红眼雄果蝇：X W Y。若X W X W×X W Y→X W X W(红眼雌果蝇)、X W Y(红眼雄果蝇)；若X W X w×X W Y→X W X W(红眼雌果蝇)、X W X w(红眼雌果蝇)、X W Y(红眼

雄果蝇)、X w Y(白眼雄果蝇)。可见，后代中不可能有白眼雌果蝇。本题还可以采用直选法将D 项选出，因为亲代红眼雄果蝇的基因型为X W Y，其中的X W肯定要传给子代雌果蝇，而子代雌果蝇中只要存在一个W基因，就肯定表现为红眼。

8．果蝇的红眼(R)对白眼(r)是显性，控制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交，一方为红眼，另一方为白眼，杂交后F1中雄果蝇与亲代雌果蝇眼色相同，雌果蝇与亲代雄果蝇眼色相同，那么亲代果蝇的基因型为( )。

A．X R X R×X r Y B．X r X r×X R Y

C．X R X r×X r Y D．X R X r×X R Y

答案 B

解析根据题意，F1中雄果蝇与亲本雌果蝇眼色相同，因此，亲本雌果蝇一定为纯合子，由此排除C和D项；若选A项，则子代雌果蝇与亲代雄果蝇的眼色会不同。因此，只有当雌性亲本为隐性个体，雄性亲本为显性个体时，才符合题中条件，即X r X r×X R Y。

9．下列有关常染色体和性染色体的叙述，不正确的是( )。

A．性染色体对性别起决定作用

B．常染色体对性别不起决定作用

C．性染色体只存在于性细胞中

D．常染色体也存在于性细胞中

答案 C

解析性染色体也存在于体细胞中。

10．如图是一种伴性遗传病的家系图。下列叙述错误的是( )。

A．该病是显性遗传病，Ⅱ—4是杂合体

B．Ⅲ—7与正常男性结婚，子女都不患病

C．Ⅲ—8与正常女性结婚，儿子都不患病

D．该病在男性人群中的发病率高于女性人群

答案 D

解析因Ⅱ—4患病Ⅲ—6正常，则可推断为伴X显性遗传病，Ⅱ—4的基因型为X A X a，Ⅲ—7正常，基因型为X a X a，与正常男性(X a Y)结婚，后代全正常。Ⅲ—8为X A Y，与正常女性(X a X a)结婚，后代为X A X a、X a Y，女儿全患病，儿子全正常，该病为女性患者多于男性患者。

11．科学家提出“控制生物性状的基因位于染色体上”的假说。摩尔根起初对此假说持怀疑态度。他和其他同事设计果蝇杂交实验对此进行研究。杂交实验图解如下：

P 红眼(雌)×白眼(雄)

↓

F1红眼(雌、雄)

↓F1雌雄交配

F2红眼(雌、雄) 白眼(雄)

3/4 1/4

请回答下列问题：

(1)上述果蝇杂交实验现象________(填“支持”或“不支持”)萨顿的假说。根据同时期其他生物学家发现果蝇体细胞中有4对染色体(3对常染色体，1对性染色体)的事实，摩尔根等人提出假设“____________________________”，

从而使上述遗传现象得到合理的解释。(不考虑眼色基因位于Y染色体上的情况)

(2)摩尔根等人通过测交等方法力图验证他们提出的假设。以下的实验图解是他们完成的测交实验之一：

P 红眼(F1雌) ×白眼(雄)

↓

测交子代红眼(雌) 红眼(雄) 白眼(雌) 白眼(雄)

1/4 1/4 1/4 1/4

(说明：测交亲本中的红眼雌蝇来自于杂交实验的F1)

①上述测交实验现象并不能充分验证其假设，其原因是

_______________________________________________________________。

②为充分验证其假设，请在上述测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。(要求：写出实验亲本的基因型和预期子代的基因型即可，控制眼色的等位基因为B、b。提示：亲本从上述测交子代中选取)

写出实验亲本的基因型：________________________________________，

预期子代的基因型： ______________________________。

答案(1)支持控制眼色的基因只位于X染色体上

(2)①控制眼色的基因无论位于常染色体还是只位于X染色体上，测交实验结果皆相同

②X b X b、X B Y X B X b、X b Y

解析(1)摩尔根的杂交实验说明果蝇红眼和白眼的遗传符合分离定律，又由于白眼性状始终与性别相联系，由此摩尔根推测控制果蝇红白眼的基因位于性染色体X上。

(2)①由于测交实验子代性状与性别无关，控制眼色的基因无论位于常染色体还是位于X染色体上，测交结果都相同，因此不能充分验证假设。

②要验证假设，选用的杂交组合要求子代性状与性别有关，常选用隐性雌和显性雄个体杂交：

12．右图是果蝇体细胞染色体图解，请据图回答：

(1)此果蝇体细胞中，有________对常染色体，________对等位基因，1和3是________染色体，A和a是________基因，A和B是________基因。

(2)果蝇产生的配子中，含ABCD基因的配子所占的比例为________。

(3)D与d基因在遗传中除了遵循基因的________定律，还与________有关；D、d与B、b基因在遗传时遵循基因的________定律，这是因为_________ ____________________________________________________。

(4)与该果蝇进行测交实验时，选用的果蝇的基因型可表示为________。

答案(1)3 4 非同源等位非等位(2)1/16 (3)分离性别自由组合这两对基因分别位于两对同源染色体上，会随同源染色体的分离而分离，随非同源染色体的自由组合而自由组合(4)aabbccX d X d

解析此题考查果蝇的染色体组成及对基因分离定律和自由组合定律实质的理解。图中果蝇的性染色体不一致，即一条X，一条Y，为雄性果蝇，每对染色体上都有一对等位基因分布，若与该果蝇进行测交实验，应选择一只雌性隐性纯合个体。

13．雌雄异株的高等植物剪秋罗有宽叶、窄叶两种类型。某科学家在研究剪秋罗叶形性状遗传时，做了如下杂交实验：

(1)根据第________组杂交，可以判定________为显性性状。

(2)根据第________组杂交，可以判定控制剪秋罗叶形的基因位于________染色体上。

(3)若让第3组子代的宽叶雌株与宽叶雄株杂交，预测其后代的宽叶与窄叶的比例为________。答案(1)3 宽叶(2)3 X (3)7∶1

解析(1)第3组杂交实验中，宽叶个体杂交出现了窄叶个体，说明宽叶为显性。(2)第3组

杂交实验中，后代窄叶个体只有雄性个体，说明这对基因位于X染色体上，两个亲本的基因型为X B X b、X B Y，后代会出现表中的结果。(3)第3组子代宽叶雌株有两种基因型X B X B、X B X b，宽叶雄株的基因型为X B Y，第3组子代的宽叶雌株与宽叶雄株杂交，有两种杂交组合：1/2X B X B×X B Y、1/2X B X b×X B Y，前者后代全部为宽叶，占全部后代的1/2，后者后代有1/8的窄叶、3/8的宽叶，因此后代宽叶∶窄叶＝7∶1。

走进高考

14．(2012·江苏高考)下列关于人类性别决定与伴性遗传的叙述，正确的是( )。

A．性染色体上的基因都与性别决定有关

B．性染色体上的基因都伴随性染色体遗传

C．生殖细胞中只表达性染色体上的基因

D．初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体

答案 B

解析性染色体上的基因并不都与性别决定有关，但都伴随性染色体遗传；不同细胞内的基因选择性表达，并不针对某一条染色体；次级精母细胞中不一定含有Y染色体。15．(2012·天津高考)果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性，位于X染色体上；长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是( )。

A．亲本雌果蝇的基因型是BbX R X r

B．亲本产生的配子中含X r的配子占1/2

C．F1出现长翅雄果蝇的概率为3/16

D．白眼残翅雌果蝇能形成bbX r X r类型的次级卵母细胞

答案 C

解析据题干信息，可推出亲本基因型为BbX R X r、BbX r Y。F1长翅为3/4，雄性为1/2，因此出现长翅雄果蝇的概率应为3/8。减数第一次分裂后同源染色体已经分离，染色单体尚未分开，可能形成bbX r X r类型的次级卵母细胞。