性染色體上基因分布與傳遞規(guī)律備考方略

在高中生物教材中關(guān)于性染色體上的基因遺傳，一般都只涉及位于X染色體和Y染色體非同源區(qū)段上的基因，而位于同源區(qū)段的基因遺傳教材中沒有提及。但近幾年高考遺傳題中幾乎每年都考查了這方面的知識，知識遷徙能力差的學(xué)生對此類題目常感覺難以下手，常屢屢犯錯(cuò)。備考性染色體上不同區(qū)段基因的遺傳特點(diǎn)和規(guī)律可突破如下。

1 正確把握X與Y染色體同源區(qū)段與非同源區(qū)段基因分布與遺傳特點(diǎn)的差別

在XY型性別決定中， X與Y雖然形狀、大小不同，但X來自父方或母方，Y只能來自父方，且在減數(shù)分裂過程中的行為與其他同源染色體一樣，要經(jīng)歷聯(lián)會(huì)和分離的過程，所以X、Y染色體也可視作一對同源染色體。據(jù)圖1，X與Y各有一部分與對方同源，即圖中的A、D區(qū)段；也各有一部分非同源，即圖中的B、C區(qū)段。這樣，根據(jù)X、Y染色體的形態(tài)差異，可將其分為X、Y同源區(qū)、X非同源區(qū)、Y非同源區(qū)三個(gè)部分。同常染色體一樣，X、Y染色體上也都帶著許多基因。各區(qū)段上分布的基因的遺傳方式與性別相關(guān)聯(lián)，它們的遺傳特點(diǎn)也不盡相同。

（1） Y非同源區(qū)段上基因的遺傳。

Y非同源區(qū)存在的基因，X染色體上沒有它的等位基因或者相同基因，也無顯、隱性之分。由于只有男性患病，因此也稱為伴Y染色體遺傳或限雄遺傳。典型系譜圖見圖2。

遺傳特點(diǎn)：①男性患者后代男性全患病，女性全正常；②致病基因由父親傳給兒子，兒子傳給孫子，具有世代連續(xù)性。

常見類型：人類外耳道多毛癥等。

（2） X非同源區(qū)段上基因的遺傳。

在X非同源區(qū)存在的基因，Y染色體上沒有它的等位基因或者相同基因，但雌性個(gè)體的另一條X染色體上有它的等位基因或者相同基因，因此也稱為伴X染色體遺傳。此類遺傳涉及一對基因，因此遵循基因的分離定律。據(jù)顯隱性，遺傳情況可分以下二種類型。

① 致病基因?yàn)殡[性：XBY、XBXB正常，XBXb是女性攜帶者，XbY、XbXb患病。典型系譜圖見圖3。

遺傳特點(diǎn)：① 患者中男性多于女性；② 具有隔代交叉遺傳現(xiàn)象；③ 女性患者的父親和兒子一定是患者，即“母病兒必病，女病父必病”；④ 男性正常，其母親、女兒全都正常；⑤ 男性患病，其母親、女兒至少為攜帶者。

常見類型：人類的色盲、血友病、女婁菜的狹披針形葉等。

② 致病基因?yàn)轱@性：基因型為XbY、XbXb的個(gè)體正常，XBY、XBXB、XBXb的個(gè)體患病。典型系譜圖見圖4。

遺傳特點(diǎn)：① 患者中女性多于男性；② 具有連續(xù)遺傳的特點(diǎn)，即代代都有患者；③ 男性患者的母親和女兒一定都是患者，即“父病女必病，兒病母必病”；④ 女性正常，其父親、兒子全都正常；⑤ 女性患病，其父母至少有一方患病。

常見類型：抗維生素D佝僂病、鐘擺型眼球震顫等。

（3） X、Y同源區(qū)段上基因的遺傳。

在X、Y同源區(qū)，X染色體上存在的基因，在Y染色體上存在等位基因或者相同基因。以一對基因?yàn)槔鄳?yīng)的基因型如下：雌性個(gè)體有XAXA、XAXa、XaXa 3種基因型；雄性個(gè)體有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa 4種基因型（不考慮交叉互換）。

特點(diǎn)：X、Y染色體同源區(qū)段上的等位基因（或相同基因）的遺傳符合分離定律，但又有其特殊性。

常見類型：果蠅的剛毛和截毛的遺傳等。

2 特別警示

（1） 由于X和Y染色體是同源染色體，因而也可發(fā)生交叉互換，但只能發(fā)生在同源區(qū)段。

（2） 位于X、Y染色體同源區(qū)段上的基因，在X、Y染色體上都存在，在書寫基因型時(shí)，X、Y染色體上面都要寫出。

（3） 位于性染色體上的基因，其性狀遺傳與分離定律相同，只是與性別相關(guān)聯(lián)；在寫表現(xiàn)型和統(tǒng)計(jì)后代比例時(shí)一定要將性狀表現(xiàn)與性別聯(lián)系在一起描述。

（4） 性別既受性染色體控制，也與性染色體上部分基因有關(guān)；性染色體上的基因并不都是控制性別的，如色盲基因。

（5） 非同源區(qū)段上的基因遺傳與性別有關(guān)，同源區(qū)段上的基因遺傳也與性別有關(guān)。例如：假設(shè)控制某個(gè)相對性狀的基因A、a位于X和Y染色體的同源區(qū)段，當(dāng)母本為XaXa，父本為XaYA，則后代男性個(gè)體為XaYA，全部表現(xiàn)為顯性性狀，后代女性個(gè)體為XaXa，全部表現(xiàn)為隱性性狀；再如母本為XaXa，父本為XAYa，則后代男性個(gè)體為XaYa，全部表現(xiàn)為隱性性狀，后代女性個(gè)體為XAXa，全部表現(xiàn)為顯性性狀。

（6） 性染色體上基因與遺傳規(guī)律的關(guān)系（表1）。

3 典例剖析

命題角度1：減數(shù)分裂過程中性染色體傳遞異常的考查。

【例1】 一對色覺正常的夫妻生了一個(gè)色盲兒子，且兒子的性染色體組成也出現(xiàn)異常：XXY。體檢表明，夫妻雙方都沒有遺傳病或其他疾病。兒子出現(xiàn)這種情況的原因（ ）

A. 問題出在丈夫身上。在精母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂時(shí)XY染色體沒有分開就直接進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞中

B. 問題出在妻子身上。在卵母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂時(shí)XX染色體沒分開就直接進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞中

C. 問題出在丈夫身上。在精母細(xì)胞減數(shù)第二次分裂時(shí)XY染色體沒有分開就直接進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞中

D. 問題出在妻子身上。在卵母細(xì)胞減數(shù)第二次分裂時(shí)XX染色體沒分開就直接進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞中

點(diǎn)撥：據(jù)題意，兒子的基因型應(yīng)為XbXbY，色盲兒子的色盲基因來自母親，不可能來自父親，A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由于妻子是攜帶者，如果卵母細(xì)胞減數(shù)第一次分裂時(shí)XX染色體沒分開就直接進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞中，則應(yīng)形成XBXb或不含性染色體的卵細(xì)胞，后代不患色盲，B錯(cuò)誤；D項(xiàng)中，卵母細(xì)胞減數(shù)第二次分裂時(shí)XX染色體沒分開就直接進(jìn)入同一個(gè)子細(xì)胞中，可形成含有兩個(gè)色盲基因的卵細(xì)胞。

答案：D。

命題角度2：性染色體上不同區(qū)段基因的綜合考查。

【例2】 已知果蠅的紅眼（A）和白眼（a）由位于X染色體Ⅰ區(qū)段（與Y染色體非同源區(qū)段）上的一對等位基因控制，而果蠅的剛毛（B）和截毛（b）由X和Y染色體Ⅱ區(qū)段（同源區(qū)段）上的一對等位基因控制，且突變型都是隱性性狀，如圖5所示。下列分析正確的是（ ）

A. 若純種野生型雄果蠅與突變型雌果蠅雜交，則F1中不會(huì)出現(xiàn)截毛

B. 若純種野生型雄果蠅與突變型雌果蠅雜交，則F1中不會(huì)出現(xiàn)白眼

C. 若純種野生型雌果蠅與突變型雄果蠅雜交，則F1中會(huì)出現(xiàn)截毛

D. 若純種野生型雌果蠅與突變型雄果蠅雜交，則F1中會(huì)出現(xiàn)白眼

點(diǎn)撥：由于無論哪一種突變型都是隱性性狀，故A項(xiàng)中親本組合為：XBYB×XbXb，顯然F1都為剛毛，正確；B項(xiàng)中親本組合為：XAY×XaXa，F(xiàn)1中會(huì)出現(xiàn)白眼雄果蠅，錯(cuò)誤；C項(xiàng)中親本組合為：XBXB×XbYb，F(xiàn)1全為剛毛，錯(cuò)誤；D項(xiàng)中，親本基因型為：XAXA×XaY，F(xiàn)1中全為紅眼，錯(cuò)誤。

答案：A。

命題角度3：性染色體基因位置定位的實(shí)驗(yàn)考查。

【例3】 自然界的女婁菜（2N=46）為雌雄異株植物，其性別決定方式為XY型，圖6為其性染色體簡圖。X和Y染色體有一部分是同源的（圖中Ⅰ區(qū)段），另一部分是非同源的（圖6中Ⅱ-1和Ⅱ-2區(qū)段）。以下是針對女婁菜進(jìn)行的一系列研究，請回答相關(guān)問題：

（1） 若要測定女婁菜的基因組應(yīng)該對 條染色體進(jìn)行研究。

（2） 女婁菜抗病性狀受顯性基因B控制。若這對等位基因存在于X、Y染色體上的同源區(qū)段，則不抗病個(gè)體的基因型有XbYb和XbXb，而抗病雄性個(gè)體的基因型有 。

（3） 現(xiàn)有各種表現(xiàn)型的純種雌雄個(gè)體若干，期望利用一次雜交實(shí)驗(yàn)來推斷抗病基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上，則所選用的母本和父本的表現(xiàn)型分別應(yīng)為 。

預(yù)測該實(shí)驗(yàn)結(jié)果并推測相應(yīng)結(jié)論：

① 。

② 。

解析：（1） 女婁菜為雌雄異株植物，因而基因測序要測定22條常染色體+XY染色體。（2） 如女婁菜抗病基因位于X、Y染色體上的同源區(qū)段，則只要具有一個(gè)以上B基因的雄性個(gè)體都抗病：XBYB、XBYb、XbYB。（3） 驗(yàn)證抗病基因是位于X、Y染色體的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上，所采用的方法是選用顯性的雄性個(gè)體和隱性的雌性個(gè)體，如果子代雌株均表現(xiàn)為抗病，雄株表現(xiàn)不抗病，則這種基因只位于X染色體上；如果子代雌株與雄株均表現(xiàn)為抗病，則這種基因位于X、Y染色體上的同源區(qū)段。

答案：（1） 24 （2） XBYB、XBYb、XbYB （3） 不抗病（雌性）、抗病（雄性） ① 子代雌株與雄株均表現(xiàn)為抗病，則這種基因位于X、Y染色體上的同源區(qū)段 ② 子代雌株均表現(xiàn)為抗病，雄株均表現(xiàn)為不抗病，則這種基因只位于X染色體上

命題角度4：性染色體基因遺傳概率的計(jì)算。

【例4】 圖7是具有兩種遺傳病的家族系譜圖。設(shè)甲病顯性基因?yàn)锳，隱性基因?yàn)閍；乙病顯性基因?yàn)锽，隱性基因?yàn)閎。已知乙病為伴性遺傳病，請據(jù)圖回答：

（1） 甲種病的遺傳方式為 ，乙種病的遺傳方式為 。

（2） Ⅰ-1的基因型為 ，Ⅱ-5的基因型為 ，Ⅲ-10的基因型為 ，Ⅲ-12為純合體的概率是 。

（3） 假如Ⅲ-9和Ⅲ-14結(jié)婚，生育的孩子患甲病的概率是 ，患乙病的概率是 ，不患病的概率是 ，只患一種病的概率是 。

點(diǎn)撥：甲病在系譜圖中存在特征圖形（患甲病的Ⅱ-7號和Ⅱ-8號生了一個(gè)正常的女兒），可以判斷出甲種病的遺傳方式為常染色體顯性遺傳。據(jù)題意知，乙病為伴性遺傳病，由Ⅰ-1和Ⅰ-2正常生出Ⅱ-4患乙病可知乙病為伴X染色體隱性遺傳。若只看甲病，Ⅰ-1的基因型為aa，Ⅱ-5基因型為Aa，Ⅲ-14基因型為1/3AA或2/3Aa。若只看乙病，Ⅰ-1基因型為XBXb，Ⅱ-5基因型為1/2XBXB或1/2XBXb，Ⅲ-9基因型為XBXb，Ⅲ-10基因型為XBY，Ⅲ-12基因型為3/4XBXB或1/4XBXb，Ⅲ-14基因型為XBY。綜上所述，Ⅰ-1的基因型為aaXBXb，Ⅱ-5基因型為1/2AaXBXB、1/2AaXBXb，Ⅲ-9基因型為aaXBXb，Ⅲ-10基因型為aaXBY，Ⅲ-12基因型為3/4aaXBXB、1/4aaXBXb，Ⅲ-14基因型為1/3 AAXBY、2/3AaXBY。

答案：（1） 常染色體顯性遺傳 伴X染色體隱性遺傳 （2） aaXBXb AaXBXB或AaXBXb aaXBY 3/4 （3） 2/3 1/4 1/4 7/12