湖北 施心悅

在高中生物課程中，伴性遺傳的特點及相關實驗設計一直是重點，也是難點。從學生角度分析原因可能有：①沒有充分認識伴性遺傳的本質，不清楚伴性遺傳與分離定律和自由組合定律的關系。②只知道伴性遺傳與常染色體遺傳不同，但沒有認識到這些不同出現(xiàn)的真正原因。因此部分學生在學習中常常出現(xiàn)囫圇吞棗、死記硬背的現(xiàn)象，碰到相似性較高的題目無法區(qū)分，情景較新的題目不會分析，綜合性較強的題目無從下手。

根據(jù)維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，本文意圖在學生已熟練掌握常染色體遺傳的基礎上，通過設置老問題（如圖）的新思考角度，分析相似問題的區(qū)別和聯(lián)系，充分調動學生的積極性，培養(yǎng)邏輯思維能力，發(fā)揮其潛能，從而達到舉一反三、事半功倍的效果。

Ⅰ：X、Y 染色體同源區(qū)段

Ⅱ1：Y 染色體特有區(qū)段

Ⅱ2：X 染色體特有區(qū)段

注：下文的分析如無說明，不考慮從性遺傳，只討論XY 型性別決定生物，X 染色體特有區(qū)段上基因的遺傳。

【課前熱身】若一對等位基因A、a 控制一對相對性狀，判斷正誤：

①若某對雜交組合后代顯∶隱=1∶1，則一定是常染色體遺傳

②若某對雜交組合后代顯∶隱=3∶1，則一定是常染色體遺傳

③若某對雜交組合后代中，雌雄個體中顯∶隱均為1∶1，則一定是常染色體遺傳

④若某對雜交組合后代中，雌雄個體中顯∶隱均為3∶1，則一定是常染色體遺傳

【參考答案】× × × √

【解析】①子代顯∶隱=1∶1 是測交的分離比，因此雜合子和隱性個體雜交即可，伴性遺傳有兩個組合符合，即XAXa×XaY 或者XaXa×XAY。

②子代顯∶隱=3∶1 是雜合子自交的分離比，因此伴性遺傳有一個組合符合，即XAXa×XAY。

③子代雌性個體中顯∶隱=1∶1，所以親代雌性為XAXa，產生兩種雌配子及其比例為XA∶Xa=1∶1，親代雄性產生Xa雄配子；子代雄性個體中顯∶隱=1∶1，所以親代雌性為XAXa，產生兩種雌配子及其比例為XA∶Xa=1∶1，親代雄性產生Y 雄配子，所以伴性遺傳符合條件的組合是XAXa×XaY。

④親代的雌性只能產生一種配子或產生兩種配子，比例為1∶1，與雄配子結合后，子代雌性全顯或全隱或顯∶隱=1∶1，子代雄性全顯或全隱或顯∶隱=1∶1，都不會出現(xiàn)子代雌雄個體中顯∶隱均為3∶1 的分離比。

【設計意圖】使學生熟悉伴性遺傳的分離比，并且會分析子代出現(xiàn)相關分離比的原因。學生如果不能快速、準確作答，往往是因為對伴性遺傳的本質沒有充分的認識。

1.伴性遺傳與分離定律

1.1 學生誤區(qū)

學生易誤認為分離定律是指控制同一性狀的基因的分離，而X 染色體特有區(qū)段上控制某一性狀的基因，Y 染色體上并沒有與其相同的基因或等位基因，所以伴性遺傳不遵循分離定律。

1.2 分析本質

若某對性狀受性染色體上一對基因XA和Xa控制，這對基因遺傳時___________（填“遵循”或“不遵循”）分離定律，因為性染色體是一對___________，減數(shù)分裂形成配子時，這對基因會隨著___________的分開而分離。

【參考答案】遵循 同源染色體 性染色體

1.3 分析特殊之處

伴性遺傳與常染色體遺傳相比，有其特殊之處，主要原因是①基因在性染色體上，與性染色體連鎖，隨性染色體一起遺傳給子代；如男性的X 染色體只傳給女兒，Y 染色體只傳給兒子，因此子代性狀表現(xiàn)與性別相關聯(lián)。②雄性個體中Y 染色體上沒有這對基因。

1.4 實驗設計

??????XAXA XAXa XaXa ???????XAY ?①雌顯∶雄顯=______1∶1?②雌顯∶雄顯∶雄___隱=2∶1∶1?③雌顯∶雄_隱=1∶1???XaY ?④雌顯∶雄顯=1∶1?⑤雌顯∶雌隱∶雄顯∶雄隱=1∶1∶1∶1 ?⑥雌隱∶雄隱=1∶1?????

1.4.1 設計實驗驗證分離定律

技巧：Y 染色體可理解成YO，從對子代性狀的影響來看，相當于Ya，XAY 相當于Aa，XaY 相當于aa。

應用：要證明其遺傳遵循分離定律，可選雜合子自交或測交。所以組合②和⑤可證明雌性個體的基因遺傳遵循分離定律，組合②和③可證明雄性個體的基因遺傳遵循分離定律。

1.4.2 設計實驗區(qū)分常染色體遺傳和X 染色體特有區(qū)段遺傳

技巧：親代雌性個體的兩條X 染色體遺傳給子代的雌性或雄性的概率一樣，所以對子代雌雄個體的性狀表現(xiàn)的影響也一樣。關鍵區(qū)別在于親代雄性（XAY）個體中，XA上的顯性基因只傳給女兒，Y 相當于隱性基因，只傳給兒子，從而使子代雌雄個體的性狀表現(xiàn)產生差異。雌性親本不能選XAXA，因為該個體只產生XA配子，與任何一種雄配子結合，子代都是顯性，遮蓋了雄配子基因的差異。

應用：要判斷某對基因是在常染色體上還是X 染色體特有區(qū)段上，可選雌隱×雄顯或雌顯（雜）×雄顯這兩種雜交方案。

【例1】某同學為了確定M/m 是位于X 染色體上，還是位于常染色體上，讓多對純合黑毛母羊與純合白毛公羊交配，子二代中黑毛∶白毛＝3∶1，我們認為根據(jù)這一實驗數(shù)據(jù)，_____________（填“能”或“不能”）確定M/m 是位于X 染色體上，還是位于常染色體上。還需要補充數(shù)據(jù)，如_____________，若_____________，則說明M/m 是位于X 染色體上；若_____________，則說明M/m 是位于常染色體上。

【參考答案】不能 統(tǒng)計子二代中白毛個體的性別比例 白毛個體全為雄性 白毛個體中雄性∶雌性＝1∶1（合理即可）

技巧：如果只統(tǒng)計子代的性狀分離比，而不與性別相聯(lián)系，那么采用任何雜交方案，出現(xiàn)任何分離比，都無法判斷某對基因的位置。可統(tǒng)計子代不同性別的性狀分離比，或不同性狀個體的性別比。

1.5 拓展應用

上述分析方法也可用于分析X、Y 染色體同源區(qū)段的遺傳。

1.5.1 學生誤區(qū)

學生易誤以為X、Y 染色體同源區(qū)段上的基因在X 和Y 染色體上都有，因此不是伴性遺傳。

1.5.2 分析本質

X、Y 染色體同源區(qū)段上的基因，也與性染色體連鎖，如雄性的X 染色體只傳給女兒，Y 染色體只傳給兒子，因此也是伴性遺傳。

1.5.3 分析區(qū)別

X、Y 染色體同源區(qū)段遺傳與常染色體遺傳的區(qū)別：如果基因在X、Y 染色體同源區(qū)段上，雌性個體的兩條X 染色體傳給子代雌性和雄性個體的概率一樣，因此真正使子代雌、雄個體性狀不同的是親代的雄性個體。如果X 染色體和Y 染色體上的基因不同，則對子代雌、雄個體性狀的影響不同。

X、Y 染色體同源區(qū)段遺傳與X 染色體特有區(qū)段遺傳的區(qū)別：兩種遺傳中雌性個體對子代雌、雄個體性狀的影響都一樣，主要區(qū)別在雄性個體。X 染色體特有區(qū)段上雄性個體只有兩種基因型，分別為XAY 和XaY，在X、Y 染色體同源區(qū)段上雄性個體有四種基因型，分別為XAYA、XAYa、XaYA、XaYa，其 中XAYa與XAY，XaYa與XaY 對 子代影響完全一樣，而XAYA和XaYA上都含YA基因，其只遺傳給子代的雄性。

1.5.4 實驗設計

思考：判斷基因在常染色體上還是在X、Y 染色體同源區(qū)段上，可怎樣設計實驗？

技巧：可選雄性雜合子與雌性隱性個體雜交。若基因在常染色體上，則子代雌、雄個體中顯∶隱均為1∶1。若基因在X、Y 染色體同源區(qū)段上，雄性雜合子X 染色體和Y 染色體上的基因不同，則對子代雌、雄個體性狀的影響不同。有兩種情況：XaXa×XAYa或XaXa×XaYA，前者子代雌顯∶雄隱=1∶1，后者子代雌隱∶雄顯=1∶1。也可選雄性雜合子與雌性雜合子雜交。

思考：如果要設計實驗判斷基因是在X 染色體特有區(qū)段上還是在X、Y 染色體同源區(qū)段上，可怎樣設計實驗？

技巧：如果基因在X、Y 染色體同源區(qū)段，XAYA和XaYA上都含YA基因，只遺傳給子代的雄性。因此，可利用YA基因。如可選自然種群中的多對雌性隱性個體與雄性顯性個體雜交。若其在X 染色體特有區(qū)段上，則每一對的子代均為雌顯雄隱。若是在X、Y 染色體同源區(qū)段上，有三種情況，XaXa×XAYA，子代雌顯∶雄顯=1∶1；XaXa×XAYa，子代雌顯∶雄隱=1∶1；XaXa×XaYA，子代雌隱∶雄顯=1∶1。也可選多對雌性雜合子與雄性顯性個體雜交。

課前熱身的四個問題，如果考慮X、Y 染色體同源區(qū)段的遺傳，也可以用上述方法快速分析判斷。

2.伴性遺傳與自由組合定律

2.1 分析本質

下面各空填“可能”“一定”或“一定不可能”：

若兩對基因在常染色體上，______________遵循自由組合定律；

若兩對基因在性染色體上，______________遵循自由組合定律；

若一對基因在常染色體上，另一對在性染色體上，______________遵循自由組合定律。

【參考答案】可能 一定不可能 一定

【分析】性染色體和常染色體是非同源染色體，其上存在的基因屬于非同源染色體上的非等位基因，兩對基因之間一定符合自由組合定律。

因此，常染色體遺傳和伴性遺傳的綜合題，可按照解答自由組合定律的相關試題解題思路進行：每一對基因的遺傳是獨立事件，利用拆分法單獨分析每一對基因，然后再利用乘法原理自由組合。

2.2 應用舉例

【例2】果蠅的紅眼基因（R）對白眼基因（r）為顯性，位于X 染色體上；長翅基因（B）對殘翅基因（b）為顯性，位于常染色體上?，F(xiàn)有一只紅眼長翅果蠅與一只白眼長翅果蠅交配。

（1）若F1中有1/8 為白眼殘翅雄蠅，則親本雌蠅的基因型是______________。

（2）若F1雄蠅中有1/8 為白眼殘翅，則親本雌蠅的基因型是______________。

【參考答案】BbXrXrBbXRXr

技巧：

長翅、殘翅（常染色體）與紅眼、白眼（X 染色體）的分離比的關系：

①F1中的長翅∶殘翅=紅眼中的長翅∶殘翅=白眼中的長翅∶殘翅

②F1中的紅眼∶白眼=長翅中的紅眼∶白眼=殘翅中的紅眼∶白眼

長翅、殘翅（常染色體）；紅眼、白眼（X 染色體）的分離比與性別的關系：

①F1中的長翅∶殘翅=雌性中的長翅∶殘翅=雄性中的長翅∶殘翅

②F1中的紅眼∶白眼≠F1雌性中的紅眼∶白眼≠F1雄性中的紅眼∶白眼

【分析】（1）子代出現(xiàn)殘翅，說明親代控制翅型的基因型為Bb×Bb，則F1中有1/4 為殘翅，說明F1中有1/2 為白眼雄蠅，所以親代控制眼色的基因型為XRY×XrXr。

（2）F1雄蠅中有1/4 為殘翅，說明F1雄蠅中有1/2 為白眼，所以親代控制眼色的基因型為XrY×XRXr。