關(guān)于X\\Y染色體的同源區(qū)段與非同源區(qū)段的遺傳討論

2009年的高考中，遺傳和變異的內(nèi)容所占的分量很重，屬于重點(diǎn)考查的內(nèi)容常常涉及遺傳基本規(guī)律的實(shí)質(zhì)和實(shí)踐的運(yùn)用，而與X、Y染色體有關(guān)的遺傳和變異的問題，以伴性遺傳為特色，也已成為高考的新亮點(diǎn)，它能在很大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)遺傳知識(shí)的廣度和深度的考查，所以有必要對(duì)該問題進(jìn)行討論。

例析.(2005.廣東)甲圖為人的性染色體簡(jiǎn)圖。X和Y染色體有一部分是同源的(甲圖中Ⅰ片段)，該部分基因互為等位;另一部分是非同源的(甲圖中的Ⅱ-1、Ⅱ-2片段)，該部分基因不互為等位。請(qǐng)回答:

(1)人類的血友病基因位于甲圖中的?搖?搖 ?搖?搖片段。

(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?搖?搖 ?搖?搖片段。

(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?搖?搖 ?搖?搖片段。

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

分析:

1.人的血友病基因只位于X染色體上，所以第一空填“Ⅱ-2”;

2.XY染色體只有同源區(qū)段才能互換，所以第二空填“Ⅰ”;

3.從遺傳系譜圖可以看出，男性發(fā)病，其后代所有男性都發(fā)病，這是Y染色體上基因的遺傳特點(diǎn)，且從未發(fā)現(xiàn)有女性發(fā)病，發(fā)病基因在同源部分的可能性不大，所以第三空填“Ⅱ-1”;

4.通過下列圖解可分析當(dāng)?shù)任换駻(a)位于不同染色體上后代表現(xiàn)型比例的差異。

(1)當(dāng)基因A(a)位于X染色體的非同源區(qū)段(伴X染色體遺傳)

(2)當(dāng)?shù)任换駻(a)位于XY染色體的同源區(qū)段

(注:上述表格中三、四列比例相同的親本組合值得注意)

(3)當(dāng)基因位于Y非同源區(qū)段都是子代男性保持父本形狀

經(jīng)上面圖解分析可知等位基因位于常染色體上與位于性染色體的同源區(qū)段的遺傳，也是有區(qū)別的，故小題(4)的答案為:不一定。例如母本為XX，父本為XY，則后代男性個(gè)體為XY，全部表現(xiàn)為顯性性狀;后代女性個(gè)體為XX，全部為隱性性狀。

變式:自然界的大麻為雌雄異株植物，其性別決定方式為XY型。左圖為其性染色體簡(jiǎn)圖。X和Y染色體有一部分是同源的(圖中Ⅰ片段)，該部分基因互為等位;另一部分是非同源的(圖中的Ⅱ-1、Ⅱ-2片段)，該部分基因不互為等位。在研究中發(fā)現(xiàn)，大麻種群中的雌雄個(gè)體均有抗病和不抗病個(gè)體存在，已知該抗病基因受顯性基因B控制。

(1)由題目信息可知，控制大麻是否具有抗性的基因不可能位于圖中的?搖?搖?搖?搖片段。

(2)大麻雄株在減數(shù)分裂形成配子過程中，不可能通過互換發(fā)生基因重組的是圖中的?搖?搖?搖?搖片段。

(3)現(xiàn)有抗病的雌、雄大麻若干株，只做一代雜交試驗(yàn)，推測(cè)雜交子一代可能出現(xiàn)的性狀，并以此為依據(jù)，對(duì)控制該性狀的基因位于除第(1)問外的哪個(gè)片段作出相應(yīng)的推斷。(要求:只寫出子一代的性狀表現(xiàn)和相應(yīng)推斷的結(jié)論)

(4)若通過實(shí)驗(yàn)已確定控制該性狀的基因位于Ⅱ-2片段，想通過雜交實(shí)驗(yàn)培育一批在生殖生長(zhǎng)之前就能識(shí)別雌雄的植株，則選擇的親本雜交后產(chǎn)生的子代中雄株的表現(xiàn)型為?搖?搖 ?搖?搖，其基因型為?搖?搖 ?搖?搖。

分析及答案:

依據(jù)題干信息，在大麻種群中的雌雄個(gè)體均有抗病和不抗病個(gè)體存在，所以抗性基因可能位于Ⅰ和Ⅱ-2區(qū)段，而能夠發(fā)生交叉互換的應(yīng)為同源區(qū)段，故(1)、(2)答案分別為:Ⅱ-1;Ⅱ-1和Ⅱ-2。

考慮同源區(qū)段遺傳與伴X遺傳各自的特點(diǎn)(依據(jù)上題所列表格)，可得(3)小題答案為:

如果子一代中的雌、雄株中均多數(shù)表現(xiàn)為抗病性狀，少數(shù)不抗病，則控制該性狀的基因位于圖中的Ⅰ片段。

如果子一代中的雌株均表現(xiàn)為抗病性狀，雄株多數(shù)抗病，少數(shù)不抗病，則控制該性狀的基因位于圖中的Ⅱ-2片段。

(建議教師對(duì)該問題進(jìn)行講解時(shí)作如下的過渡性和展開性的提問:

①為什么給親本若干株?

②假設(shè)控制該性狀的基因位于Ⅰ片段，則符合要求的親本組合有哪些?

③假設(shè)控制該性狀的基因位于Ⅱ-2片段，則符合要求的親本組合有哪些?

④能否通過選擇其他性狀的親本對(duì)該問題加以推斷?)

當(dāng)已經(jīng)確定控制該性狀的基因位于Ⅱ-2片段，即伴X染色體遺傳，想要在生殖生長(zhǎng)之前就能識(shí)別雌雄的植株，只能依據(jù)是否具有抗病性狀，而只有隱雌(XX)與顯雄(XY)雜交，子代才能出現(xiàn)抗病與不抗病性狀在雌、雄個(gè)體中各占一方的情況，故小題(4)答案為:不抗病;XY。