Ｘ、Ｙ染色體上基因的遺傳

周欒根

1XY染色體上的不同區(qū)段

XY染色體由于減數(shù)分裂過程中能配對，因此是同源染色體。但其形態(tài)、大小卻不完全相同，X染色體稍大，Y染色體較小，它們的不同區(qū)段分布著不同的基因，每個區(qū)段基因的遺傳情況各不相同，如圖1所示：

1．1X和Y染色體的同源區(qū)段

X染色體A區(qū)段的基因，在Y染色體C區(qū)段上可以找到對應(yīng)的等位基因或相同基因，X染色體A區(qū)段和Y染色體C區(qū)段是同源區(qū)段。染色體的交叉互換就發(fā)生在同源部分。如控制果蠅剛毛和截毛的基因就位于X和Y染色體的同源區(qū)段。

1．2 Y染色體的非同源區(qū)段

Y染色體D區(qū)段，該區(qū)段的基因在X染色體上找不到對應(yīng)的等位基因或相同基因。如控制外耳道多毛的基因、人類的SRY基因(能決定胚胎形成睪丸并發(fā)育為男性)位于Y染色體上的此區(qū)段。

1．3 X染色體非同源區(qū)段

X染色體的B區(qū)段，該區(qū)段的基因在Y染色體上找不到對應(yīng)的等位基因或相同基因。如控制紅綠色盲、血友病的基因就是位于x染色體上的此區(qū)段。

2X、Y染色體及其上的基因的遺傳規(guī)律

父親的X染色體及其上的基因只能傳給他的女兒；父親的Y染色體及其上的基因只能傳給他的兒子；母親的2個X染色體及其上基因隨機地把一個傳給她的兒子或女兒。

兒子的X染色體及其上的基因一定來自母親，其Y染色體及其上的基因一定來自父親；女兒的2個X染色體，一個來自父親，一個來自母親。

3例題賞析

[例1]已知貓的性別決定為XY型，XX為雌性，XY為雄性。有一對只存在于x染色體上的等位基因決定貓的毛色，B為黑色，b為黃色，B和b同時存在時為黃底黑斑。請回答(只要寫出遺傳圖解即可)：

(1)黃底黑斑貓和黃色貓交配，子代性別和毛色表現(xiàn)如何?

(2)黑色貓和黃色貓交配，子代性別和毛色表現(xiàn)如何?

[解析]由于決定貓的毛色的基因只存在于x染色體上，黑色的貓有兩種：X^BX^B為黑色雌貓、X^BY為黑色雄貓；黃色的貓也有兩種：x^bx^b為黃色雌貓、x^bY為黃色雄貓。黃底黑斑貓其基因型為X^BX^b，全為雌性。

(1)中以黃底黑斑貓和黃色貓交配，親本的基因型為：X^BX^bxX^bY。(2)中黑色貓和黃色貓交配有兩種情況：①X^BX^B(黑色雌貓)xX^bY(黃色雄貓)②X^BY(黑色雄貓)xX^bX^b(黃色雌貓)

[例2]回答下列Ⅰ、Ⅱ小題

1、雄果蠅的x染色體來自親本中的______蠅，并將其傳給下一代中的______蠅。雄果蠅的白眼基因位于______染色體上，______染色體上沒有該基因的等位基因，所以白眼這個性狀表現(xiàn)伴性遺傳。

Ⅱ、已知果蠅剛毛和截毛這對相對性狀由X和Y染色體上一對等位基因控制，剛毛基因(B)對截毛基因(b)為顯性。現(xiàn)有基因型分別為X^BX^B,X^BY^B、X^bX^b和X^bY^b的4種果蠅。

(1)根據(jù)需要從上述4種果蠅中選擇親本，通過兩代雜交，使最終獲得的后代果蠅中，雄性全部表現(xiàn)為截毛，雌勝全部表現(xiàn)為剛毛，則第一代雜交親本中，雄性的基因型是______，雌性的基因型是______；第二代雜交親本中，雄性的基因型是______，雌性的基因型是_____，最終獲得的后代中，截毛雄果蠅的基因型是______，剛毛雌果蠅的基因型是_____。

(2)根據(jù)需要從上述4種果蠅中選擇親本，通過兩代雜交，使最終獲得的后代果蠅中雌性全部表現(xiàn)為截毛，雄性全部表現(xiàn)為剛毛，應(yīng)如何進行實驗?(用雜交實驗的遺傳圖解表示即可。)

[解析]Ⅰ、雄性個體的X染色體只能來自上一代的母本，并傳給下一代的雌性個體；由于果蠅的眼色遺傳是伴性遺傳。而在雄果蠅的X染色體和Y染色體有一部分是非同源的，因此判斷果蠅的眼色基因位于X染色體上，在Y染色體上沒有它的等位基因。

Ⅱ、(1)剛毛為顯性(B)，截毛為隱性(b)，要最終獲得雄性全為截毛(xbyb)，雌性全為剛毛(X^BX^-)，X^B只能由上一代個體的雄性個體提供，且它提供的Y一定是Y^b，因此第二代雜交親本中基因型為X^BY^b和X^bX^b，要想獲得X^BY^b的雄性個體，那么第一代雜交親本的基因型應(yīng)該為X^bY^b和X^BX^B。

(2)要使最終獲得的雌性果蠅全部為截毛(X^bX^b)，雄性果蠅全部為剛毛(X^BY^-或X^-Y^B)，那么第二代雜交親本中雌性個體只能提供X^b，雄性個體提供的x染色體也只能是X^b，提供的Y染色體應(yīng)為Y^B。因此第二代雜交親本的基因型為X^bY^B和X^bX^b。要想獲得X^bY^B的雄性個體，第一代雜交親本果蠅應(yīng)選擇X^BY^B和X^bX^b進行雜交。

[例3]圖2甲為人的性染色體簡圖。X和Y染色體有一部分是同源的(甲圖中Ⅰ片斷)，該部分基因互為等位基因；另一部分是非同源的(甲圖中的Ⅱ-1，Ⅱ-2片斷)，該部分基因互為非等位基因。請據(jù)圖回答下列問題：

(1)人類的血友病基因位于甲圖中的______片斷。

(2)在減數(shù)分裂形成配子的過程中，X和Y染色體能通過互換發(fā)生基因重組的是甲圖中的______片斷。

(3)某種病的遺傳系譜如乙圖，則控制該病的基因很可能位于甲圖中的______片斷。

(4)假設(shè)控制某個相對性狀的基因A(a)位于甲圖所示X和Y染色體的Ⅰ片斷，那么這對相對性狀在后代男女個體中表現(xiàn)型的比例一定相同嗎?試舉一例說明。

[解析](1)控制血友病的基因位于X染色體上，Y染色體上不存在此基因，所以位于非同源的甲圖中的Ⅱ-2片段上。

(2)在減數(shù)分裂形成配子過程中，X和Y染色體能通過互換發(fā)生基因重組，這是同源染色體上的非姐妹染色體單體之間的局部交換，故是同源的甲圖中Ⅰ片段。

(3)乙圖家族中男性都是患者，女性都正常，所以致病基因位于Y染色體上Ⅱ－1片斷。

(4)如果相對性狀的基因位于X和Y染色體上Ⅰ片段，因有相對基因互為等位，后代中男、女個體表現(xiàn)為比例不一定相同。

[答案](1)Ⅱ－2(2)Ⅰ(3)Ⅱ－1

(4)不一定。例如：母親基因型為X^aX^a父親的基因型為X^aY^A，則后代男性個體的基因型為X^aX^a，全部表現(xiàn)為顯形性狀；后代女性基因型為X^aX^a，全部表現(xiàn)為隱形性狀。

[例3]科學(xué)家研究黑腹果蠅時發(fā)現(xiàn)，剛毛基因(B)對截毛基因(b)為完全顯性。若這對等位基因存在于x、Y染色體的同源區(qū)段，則剛毛雄果蠅表示為：X^BB、X^BY^b、X^bY^b，若僅位于x染色體上，則只能表示為X^BY。現(xiàn)有各種純種果蠅若干，請利用一次雜交實驗來推斷這對基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上，請寫出遺傳圖解，并簡要說明推斷。

用純種截毛雌果蠅現(xiàn)純種剛毛雄果蠅雜交，若子一代雄果蠅為剛毛，則這對基因位于X、Y染色體的同源區(qū)段(圖3)；若子一代雄果蠅為截毛，則這對基因僅位于X染色體上(圖4)。