2024版高考生物一轮复习第5单元第16课基因在染色体上及伴性遗传和人类遗传病学案.docx
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1、第5单元遗传的基本规律与伴性遗传第16课基因在染色体上及伴性遗传和人类遗传病 学业质量水平要求1通过基因在染色体上与伴性遗传特点分析,从分子水平、细胞水平阐述生命的延续性,建立起进化与适应的观点。(生命观念)2通过对伴性遗传规律和解答遗传系谱图方法的归纳总结,培养归纳与概括、推理和逻辑分析能力。(科学思维)考点一基因在染色体上的假说与证据1萨顿的假说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,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
2、自由组合非同源染色体自由组合2基因位于染色体上的实验证据(1)果蝇的杂交实验问题的提出。(2)假设解释提出假设。假设:控制果蝇红眼、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。对杂交实验的解释(如下图)。(3)测交验证:亲本中的白眼雄蝇和F1中的红眼雌蝇交配子代中雌性红蝇雌性白蝇雄性红蝇雄性白蝇1111。再用得到的白眼雌蝇和野生型红眼雄蝇交配子代雌性全为红眼,雄性全为白眼。(4)结论:控制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上基因位于染色体上。3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。1萨顿假说的内容为基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因在染
3、色体上。()2果蝇易饲养、繁殖快,常用它作为遗传学研究的实验材料。()3摩尔根用同位素标记法证明基因在染色体上呈线性排列。()4染色体和基因并不是一一对应的关系,一条染色体上含有很多个基因。()【教材细节命题】1(必修2 P31图2-9拓展)所有生物都有性染色体吗?并非所有生物都有性染色体,没有性别之分的生物(如酵母菌等)没有性染色体,雌雄同株的生物如玉米、水稻等也无性染色体。性染色体只存在于生殖细胞中吗?性染色体既存在于生殖细胞中,又存在于正常体细胞中。2(必修2 P31正文拓展)细胞中的基因都位于染色体上吗?不是。为什么?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;原核生
4、物的基因有的位于拟核区DNA分子上,有的位于细胞质的质粒上。摩尔根实验的拓展分析。(1)观察实验(摩尔根先做了实验一,紧接着做了回交实验二)。实验一(杂交实验)P红眼()白眼()F1红眼(、)F1雌雄交配F2红眼(、)白眼()3/41/4实验二(回交实验)F1红眼()白眼() 红眼()白眼()红眼()白眼()比例 1 111(2)实验二说明了摩尔根实验假说的合理性。(3)演绎推理,验证假说实验二子代的白眼()与红眼()杂交,如下图。P红眼()白眼()F1红眼()白眼()比例11(4)得出结论:控制眼色的基因位于X染色体上,而Y染色体上没有它的等位基因。考向1|基因位于染色体上的假说与证据1(2
5、022江苏卷)摩尔根和他的学生用果蝇实验证明了基因在染色体上。下列相关叙述与事实不符的是()A白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼,推测白眼对红眼为隐性BF1互交后代中雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,推测红、白眼基因在X染色体上CF1雌蝇与白眼雄蝇回交,后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期D白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,显微观察证明为基因突变所致D解析:假设相关基因分别用A、a表示。白眼雄蝇与红眼雌蝇杂交,F1全部为红眼果蝇,推测白眼对红眼为隐性,A正确;F1中红眼果蝇相互交配,F2出现性状分离,雌蝇均为红眼,雄蝇红、白眼各半,雌雄表型不同,推测红、白眼基因在
6、X染色体上,B正确;F1中雌蝇(XAXa)与白眼雄蝇(XaY)杂交,后代出现四种基因型(XAXaXaXaXAYXaY1111),白眼果蝇中雌、雄比例11,后代雌雄个体中红白眼都各半,结果符合预期,C正确;白眼雌蝇(XaXa)与红眼雄蝇(XAY)杂交,后代雄蝇(XaY)全部为白眼,雌蝇全为红眼(XAXa),若后代有白眼雌蝇、红眼雄蝇例外个体,可能是基因突变所致,但不能用显微观察证明,D错误。2图甲为摩尔根等人研究并绘出的果蝇X染色体上几个基因的相对位置图,图乙为利用荧光标记各个基因,得到的基因在染色体上的位置图,由图分析,下列叙述正确的是()A图甲和图乙都能说明一条染色体上有多个基因,且呈线性排
7、列B图甲中朱红眼基因和深红眼基因的遗传遵循自由组合定律C图乙中方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息一定不同D从荧光点的分布来看,图乙中是两条含有染色单体的非同源染色体A解析:据图甲可知,一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列;据图乙不同荧光点的位置分布可以说明基因在染色体上呈线性排列,A正确。图甲中朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上,不能自由组合,B错误。图乙中方框内的四个荧光点位置相同,说明这四个基因可能是相同基因(遗传信息相同),也可能是等位基因(遗传信息不同),因此,方框内的四个荧光点所在的基因所含遗传信息不一定不同,C错误。由图乙可知,图示为两条染色体,二者形态大小
8、相似、基因位点相同,是一对同源染色体。同时每条染色体的同一位置有两个基因(荧光点),据此可推测染色体中有染色单体,因此图乙中是一对含有染色单体的同源染色体,D错误。考向2|基因在染色体上的实验探究3摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传,在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交实验中,最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键实验结果是()A白眼突变体与野生型个体杂交,F1全部表现为野生型,雌、雄比例为11BF1自由交配,后代出现性状分离,白眼全部是雄性CF1雌性与白眼雄性杂交,后代出现白眼,且在雌雄性果蝇中比例均为11D白眼雌性与野生型雄性杂交,后代白眼全部为雄性,野生型全部为雌性B解析:若白眼基因位
9、于X染色体上,则白眼性状应与性别有关,F1自由交配,后代中白眼全部为雄性,该结果是判断白眼基因位于X染色体上的最关键证据。4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1111。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,_(填“能”或“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
10、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)解析:(1)假设与果蝇体色相关的基因用A、a表示。灰体雌蝇与黄体雄蝇杂交,子代中出现了灰体和黄体,据此不能判断该相对性状的显隐性;而子代雌雄个体中灰体和黄体的比例均为11,基因在常染色体(如亲本基因型为Aaaa)或X染色体上(如亲本基因型为XAXaXaY)均可出现此比例,所以根据此结果不能确定基因的位置。(2)若基因位于X染色体上,且黄体(用基因a表示)为隐性状性,则亲本基因型为XAXaXaY,子代基因型为XAXa(灰体)、XaXa(黄体)、XAY(灰体)、XaY(黄体)。伴性遗传后代的表型往往与性别相关联,所以若要证明该基因位
11、于X染色体上,所选个体的杂交子代表型能表现出性别差异。分析同学甲得到的子代果蝇可得出两组杂交组合能独立证明同学乙的结论:黄体(XaXa)灰体(XAY)XAXa(灰体)、XaY(黄体),子代中所有雌性都表现为灰体,雄性都表现为黄体;灰体(XAXa)灰体(XAY)XAXA(灰体)、XAXa(灰体)、XAY(灰体)、XaY(黄体),子代中所有的雌性都表现为灰体,雄性中灰体与黄体各占一半。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
12、体。考点二伴性遗传和人类遗传病1伴性遗传的类型和特点(1)伴X染色体隐性遗传实例红绿色盲。男性的色盲基因一定传给女儿,也一定来自母亲,表现为交叉遗传特点。若女性为患者,则其父亲和儿子一定是患者;若男性正常,则其母亲和女儿也一定正常。如果一个女性携带者的父亲和儿子均患病,说明这种遗传病的遗传特点是隔代遗传。这种遗传病的遗传特点是男性患者多于女性。(2)伴X染色体显性遗传实例抗维生素D佝偻病。男性的抗维生素D佝偻病基因一定传给女儿,也一定来自母亲。若男性为患者,则其母亲和女儿一定是患者;若女性正常,则其父亲和儿子也一定正常。这种遗传病的遗传特点是女性患者多于男性,图中体现出的遗传特点是世代连续遗传
13、。(3)伴Y染色体遗传实例外耳道多毛症。患者全为男性,女性全部正常。没有显隐性之分。父传子,子传孙,具有世代连续性。2伴性遗传的应用(1)推测后代发病率,指导优生优育。婚配实例生育建议原因分析男性正常女性色盲生女孩该夫妇所生男孩均患色盲而女孩正常抗维生素D佝偻病男性女性正常生男孩该夫妇所生女孩全患病而男孩正常(2)根据性状推断性别,指导生产实践。已知控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于Z染色体上,且芦花(B)对非芦花(b)为显性,选育“非芦花雌鸡”的遗传杂交实验过程及遗传图解如下。选择亲本:选择非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交。遗传图解。选择子代:从F1中选择表型为“非芦花”的个体保留。1人类红绿色盲患
14、病家系的系谱图中一定能观察到隔代遗传现象。()2外耳道多毛症患者产生的精子中均含有该致病基因。()3红绿色盲的遗传不遵循孟德尔的分离定律。()4一对表现正常的夫妇,生下了一个患病的女孩,则该致病基因一定是隐性基因且位于常染色体上。()【教材细节命题】1(必修2 P34“问题探讨”)为什么红绿色盲和抗维生素D佝偻病与性别关联的表现不同?尽管红绿色盲基因和抗维生素D佝偻病基因都位于X染色体上,但红绿色盲基因为隐性基因,而抗维生素D佝偻病基因为显性基因。因此,这两种遗传病与性别关联的表现不相同,红绿色盲表现为患病男性多于女性,而抗维生素D佝偻病则表现为患病女性多于男性。2(必修2 P35图2-12拓
15、展)为什么人类的许多位于X染色体上的基因在Y染色体上无相应等位基因?人类的X染色体和Y染色体无论在形状、大小和携带的基因种类上都有差别。X染色体比Y染色体大,携带的基因多,所以许多位于X染色体上的基因在Y染色体上无相应等位基因。1X、Y染色体不同区段的遗传特点分析2伴性遗传的类型和遗传特点基因的位置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子、子传孙,具有世代遗传连续性双亲正常子病;母病子必病,女病父必病子正常双亲病;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
16、于男性患者;具有世代连续遗传现象举例人类外耳道多毛症人类红绿色盲症、血友病抗维生素D佝偻病3“程序法”分析遗传系谱图考向1|伴性遗传的类型和遗传特点1调查发现,先天性眼球震颤是一种人类遗传病,表现为患者无法自主地随意运动眼球而影响视力。一位患此病男性与一位正常女性婚配的后代中,女儿均患此病,儿子均正常。从遗传角度分析,下列叙述错误的是()A该病属于伴X染色体显性遗传病B女性患者可能产生不含该致病基因的卵细胞C男性患者的基因只能从其母亲那传来,再传给其女儿,表现为隔代交叉遗传D该家庭中的患病女儿与正常男性婚配,无论生男生女都有50%的患病可能性C解析:根据题意可知,先天性眼球震颤是一种人类遗传病
17、,假如该病受一对等位基因病B、b控制。根据“患病男性与正常女性婚配的后代中,女儿均患此病,儿子均正常”,说明该病的遗传存在性别差异,且先天性眼球震颤对正常为显性,致病基因位于X染色体上,男性患者的基因型为XBY,正常女性的基因型为XbXb。二者婚配,后代的基因型及比例为1/2XBXb(患病女性)、1/2XbY(正常男性)。 根据题意先天性眼球震颤应属于伴X染色体显性遗传病,A正确;若女性患者为杂合子,产生的卵细胞中有1/2不含该致病基因,B正确;伴X染色体隐性遗传具有隔代交叉遗传现象,而此病属于伴X染色体显性遗传病,具有世代连续遗传的特点,C错误;该家族的患病女儿(XBXb)与正常男性(XbY
18、)婚配,所生女儿和儿子均有50%的患病可能,D正确。【方法规律】X、Y染色体的来源及传递规律(1)X1Y中X1来自母亲,Y来自父亲,向下一代传递时,X1只能传给女儿,Y只能传给儿子。(2)X2X3中X2、X3一条来自父亲,一条来自母亲。向下一代传递时,X2、X3任何一条既可传给女儿,又可传给儿子。(3)一对染色体组成为X1Y、X2X3的夫妇生两个女儿,则女儿中来自父亲的染色体都为X1,且是相同的;但来自母亲的染色体可能为X2,也可能为X3,不一定相同。考向2|遗传系谱图中遗传方式的判断和概率计算2人类某遗传病受一对等位基因(E、e)控制,两个家系成员的性状如图所示,下列说法错误的是()A该遗传
19、病的遗传方式为常染色体隐性遗传B1的基因型为Ee的概率为3/5C1与2生育一个患病男孩的概率为1/20D1与2生育一个正常女孩,该女孩携带该致病基因的概率为14/27D解析:1和2不患病,但是其女儿1患病,可判断出该遗传病为常染色体隐性遗传病,A项正确;3的基因型为1/3EE、2/3Ee,4的基因型为Ee,二者婚配所生后代基因型为Ee的概率为1/31/22/31/23/6,为EE的概率为1/31/22/31/42/6,又因1不患病,其基因型为Ee的概率为(3/6)(3/62/6)3/5,B项正确;2的基因型为1/3EE、2/3Ee,1和2生育一个患病男孩的概率为3/52/31/41/21/20
20、,C项正确;1产生的配子类型及比例为Ee73,2产生的配子类型及比例为Ee21,1与2生育一个正常女孩,该女孩是携带者的概率为(7/101/33/102/3)(13/101/3)13/27,D项错误。【方法规律】区分“患病男孩”和“男孩患病”(1)位于常染色体上的遗传病如果控制遗传病的基因位于常染色体上,由于常染色体与性染色体是自由组合的,在计算“患病男孩”与“男孩患病”概率时遵循以下规则。男孩患病概率患病孩子的概率。患病男孩概率患病孩子概率1/2。(2)位于性染色体上的遗传病如果控制遗传病的基因位于性染色体上,由于该性状与性别联系在一起,所以在计算“患病男孩”与“男孩患病”概率时遵循伴性遗传
21、规律,即先从双亲基因型推出后代的患病情况,再按以下规则。患病男孩的概率患病男孩在后代全部孩子中占的概率。男孩患病的概率后代男孩群体中患病者占的概率。3(2022山东卷)果蝇的正常眼与无眼是1对相对性状,受1对等位基因控制,要确定该性状的遗传方式,需从基因与染色体的位置关系及显隐性的角度进行分析。以正常眼雌果蝇与无眼雄果蝇为亲本进行杂交,根据杂交结果绘制部分后代果蝇的系谱图,如图所示。不考虑致死、突变和X、Y染色体同源区段的情况。(1)据图分析,关于果蝇无眼性状的遗传方式,可以排除的是_。若控制该性状的基因位于X染色体上,-1与-2杂交的子代中正常眼雄果蝇的概率是_。(2)用-1与其亲本雄果蝇杂
22、交获得大量子代,根据杂交结果_(填“能”或“不能”)确定果蝇正常眼性状的显隐性,理由是_。(3)以系谱图中呈现的果蝇为实验材料设计杂交实验,确定无眼性状的遗传方式。(要求:只杂交一次;仅根据子代表型预期结果;不根据子代性状的比例预期结果)实验思路:_;预期结果并得出结论:_。(4)若果蝇无眼性状产生的分子机制是由于控制正常眼的基因中间缺失一段较大的DNA片段所致,且该对等位基因的长度已知。利用PCR及电泳技术确定无眼性状的遗传方式时,只以-3为材料,用1对合适的引物仅扩增控制该对性状的完整基因序列,电泳检测PCR产物,通过电泳结果_(填“能”或“不能”)确定无眼性状的遗传方式,理由是_。解析:
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