X、Y染色体同源和非同源区段上基因的遗传特点及相关试题
黄建章 (福建省闽清一中
摘要:关于伴性遗传,中学教材主要介绍基因在X染色体非同源区上的遗传,而对同源区段以及Y染色体上的遗传讲解较少,本文主要介绍当基因在同源、非同源区段(X、Y都有)这三种情况的遗传特点。
关键词:伴性遗传 X、Y染色体 同源和非同源区段 遗传特点
在XY型性别决定的生物体细胞核内,雌性个体的体细胞内有两个同型的性染色体X、X,在雄性个体的体细胞内有两个异型的性染色体X、Y。X、Y虽是一对同源染色体,但是其形状、大小却不相同(如图)。一般来说,低等生物如果蝇的Y染色体比X染色体略大。高等生物如人类的Y染色体比X染色体小得多,大部分不是同源区段。下面以人的X、Y染色体为例来了解X、Y染色体同源和非同源区段上基因的遗传特点。
X Y
图中I区段为X、Y同源区段,在I区段上X、Y都有相同或等位基因。II区段为非同源区段,II区段上X、Y没有相同或等位基因,II-1上基因为X特有,II-2上基因也为Y特有。I、II-1、II-2段上分布的基因遗传都与性别相联系,都是伴性遗传,但又各有特点。
(一)II-1区段,即在X染色体非同源区段的基因:在高中生物教学中,它的遗传特点讲的最多,平常也最常见。该区段的基因在Y染色体上找不到对应的等位基因或相同基因。它的遗传特点可分为:
(1)伴X染色体隐性遗传的特点有:⑴患者中男性多于女性;⑵交叉遗传,即
男—->女-->男,也就是男性患者是通过他的女儿传给外孙;⑶常表现为隔代遗传.常见的伴X的隐性遗传病有色盲、血友病等.
(2)伴X染色体显性遗传的特点:⑴患者中女性多于男性;⑵交叉遗传;⑶具有世代连续性。常见的伴X显性遗传病有:抗维生素D佝偻病。
(二) 在Y染色体II-2区段,在人教版的教材中也有简单点到。该区段的基因在X染色体上找不到对应的等位基因或相同基因。所以叫做伴Y遗传,也称限雄遗传较少见,如印第安人中发现的外耳道多毛的性状,控制这性状基因位于此区段。它的遗传特点是:
(1)由于只有男性才有Y染色体,所以这性状只发生于男性。家庭中的所有男性都会有,具有世代连续性,即“父传子,子传孙,男子之间代代传。
(2)由于Y染色体只有1个,所以其上的基因没有等位基因,也就不存在显隐性关系。 (三) 基因在X和Y染色体的同源区段I上. X染色体、Y染色体的I区段上可以找到对应的等位基因或相同基因,它们是同源区段。染色体可以发生的交叉互换..如控制果蝇刚毛和截毛的基因就位于X和Y染色体的同源区段。对于它的遗传特点课本中之字未提。但在2007年理综全国卷,以及许多大考中却以大题形式出现,学生得分都较低。现在我来简要说说它的遗传特点。
X、Y同源区段I区段的基因也是成对存在的。现假设控制某个相对性状的基因B、(b)位于X、Y染色体同源的I区段上,那么,雌性个体的基因型应该有以下3种:XBXB、XBXb、XbXb. 雄性的个体基因型有4种:XBYB、XBYb、XbYB、XbYb。不考虑交叉互换的情况,交配方式有12种,那么它们在后代雌雄个体中的表现型以及比例有什么区别,如
下表:
|
XBXB、 |
XBXb |
XbXb. |
XBYB |
相同 |
相同 |
相同 |
XBYb |
相同 |
不同① |
不同② |
XbYB |
相同 |
不同③ |
不同④ |
XbYb |
相同 |
相同 |
相同 |
从表中看出它们的杂交F1代雌雄个体中表现型的比例有的相同;有的不同,如:
①②③④雌雄此性状的表现型不同,
①中为XBXB、XBXb、XBYb、XbYb; 即 雌全为B性状,雄B性状:b位状为1:1 。
②为中XbYb 、XBXb ,即 雌全为B性状,雄全b性状。
③为中 XBXb XbXb. , XBYB XbYB 即 雌B性状:b位状为1:1,雄:全为B性状。
④为中 XbXb. XbYB ,雌全为b性状,雄:B性状。
也就是性状在后代雌雄个体中表现型的比例不一定相同,与性别有一定的关系,表现为伴性遗传现象。只不过这是教材中没有涉及到的X、Y同源区段上的伴性遗传。
以下是涉及基因在X和Y染色体的同源区段I上的高考考题
附::
(2007年理综全国卷第31题)。已知果蝇刚毛和截毛这对相对性状由X和Y染色体上一对等位基因控制,刚毛基因(B)对截毛基因牛(b)为显性。现有基因型分别为XBXB、XBYB、XbXb和XbYb的四种果蝇。
(1)根据需要从上述四种果蝇中选择亲本,通过两代杂交,使最终获得的后代果蝇中,雄性全部表现为截毛,雌性全部表现为刚毛,则第一代杂交亲本中,雄性的基因型是_____,雌性的基因型是_____;第二代杂交亲本中,雄性的基因型是_____,雌性的基因型是_____,最终获得的后代中,截毛雄果蝇的基因型是_____,刚毛雌果蝇的基因型是_________
(2)根据需要从上述四种果蝇中选择亲本,通过两代杂交,使最终获得的后代果蝇中雌性全部表现为截毛,雄性全部表现为刚毛,应如何进行实验?(用杂交实验的遗传图解表示即可)
答案1)XbYb; XBXB ;XBYb; XbXb ;XbYb; XBXb ;
(2)
参考文献:
徐进山。2006年第7期。《中学生物学》。关于“X、Y同源区段的伴性遗传”几点认识
|