解读XY染色体上的基因遗传

XY染色体上的基因遗传

浙江省宁波市余姚中学盛文龙

在XY型性别决定方式的生物中，其性染色体由XY组成，结构

不同，有同源区段和非同源区段之分。位于不同区段的基因控制的遗传性状在后代雌雄个体中表现不同。

右图为XY染色体结构简图，X和Y染色体有一部分是同源的（图中I片段），该部分基因互为等位：另一部分是非同源的（图中的II—1，II—2片段），该部分基因不互为等位。由于基因分布区域的不同，可以把XY染色体的基因遗传分为以下几种类型。

1 XY性染色体非同源区段的基因遗传

1．1 II-1区段的基因遗传

控制该遗传性状的基因位于II-1片段，也就是该基因及等位基因只位于Y 染色体上，X染色体上没有该基因及等位基因，表现为伴Y遗传。在人类的遗传疾病中，人的外耳道多毛症就属于伴Y遗传，因为该基因及等位基因位于II-1

片段中，只有Y染色体上才有。由下图XY型性别决定过程可以看出，只有男性有Y染色体，而且只是传给其男性的子代，所以只有男性会患病，并且，该疾病的遗传呈现的特点为患者的父亲和儿子全部患病，女儿全部正常。

XY型的性别决定

1.2II-2区段的基因遗传

控制该遗传性状的基因位于II-2片段，也就是该基因及等位基因只位于X 染色体上，Y染色体上没有该基因及等位基因，表现为伴X染色体的遗传。在人类的遗传疾病中，人类的抗维生素D佝偻病就是伴X显性遗传病，人的红绿色盲及血友病遗传均属于伴X隐性遗传。伴X显性遗传病的遗传图谱中判断的重要特征为当男性患者出现的时候，其母亲和女儿一定为患者，在群体中女性患者多于男性；伴X隐性遗传的遗传图谱中判断的重要特征为当女性患者出现的时候，其父亲和儿子一定为患者，群体中男性患者多于女性。

例1．遗传性慢性肾炎是X染色体显性遗传病。有一个患遗传性慢性肾炎的女人与患遗传性慢性肾炎的男人婚配，生育一个无肾炎的儿子。这对夫妻再生育一个患遗传性慢性肾炎的孩子的概率是

A．1/4 B．3/4 C．1/8

D．3/8

解析：由于遗传性慢性肾炎是X染色体显性遗传病，这对夫妻都是患慢性肾炎的患者，所以该男人的基因型为X B Y，并且他们生育有一个无肾炎的儿子，则该女人的基因型为X B X b，生育患遗传性肾炎的孩子的基因型可能为X B X B、X B X b、X B Y，概率为3/4。答案为B。

例2．一对同卵孪生姐妹与一对同卵孪生兄弟婚配, 其中一对夫妇头胎所生的男孩是红绿色盲, 二胎所生女孩色觉正常；另一对夫妇头胎生的女孩是红绿色盲患者, 二胎所生的男孩色觉正常。这两对夫妇的基因型是( )

A、X B X B×X b Y

B、X B X b×X B Y

C、X b X b×X B Y

D、X B X b×X b Y

解析: 同卵孪生姐妹(或兄弟)基因型是相同的, 根据色盲病的遗传特点, 一对夫妇所生的男孩是红绿色盲, 其色盲基因必定来自母亲, 即孪生姐妹必含X b; 另一对夫妇头胎生的女孩是红绿色盲, 其基因型是X b X b, X b X b必定一个来自父方, 一个来自母方, 即孪生兄弟的基因型为X b Y, 又因二胎生的男孩色觉正常, 其母亲必含X B, 故孪生姐妹基因型为X B X b, 答案为D。

2 XY性染色体同源区段的基因遗传

2．1 XY同源区段基因遗传和常染色体上基因遗传的区分

控制控制该遗传性状的基因位于I片段，在X和Y染色体上都有该基因或其等位基因的存在，但是其与常染色体上的基因的遗传还是有区分。用隐性的纯合雌性与显性的纯合雄性杂交（或隐性的纯合雄性与显性的纯合雌性杂交）获得的

F 1全表现为显性性状，再选子代中的雌雄个体杂交获得F

2

，观察F

2

表现型情况。

若F

2

雌雄个体中都有显性性状和隐性性状出现，则该基因位于常染色体。

若F

中雄性个体全表现为显性性状，雌性个体中既有显性性状又有隐性性

2

状，且各占1/2，则该基因位于XY的同源区段上。

若F

中雌性个体全表现为显性性状，雄性个体中既有显性性状又有隐性性

2

状，且各占1/2，则该基因位于XY的同源区段上。适用隐性的纯合雄性与显性的纯合雌性杂交）

2．2 XY同源区段基因遗传和伴X遗传的区分

对于Y染色体上II-1区段的遗传，非常容易判断，同源区段的基因遗传的判断主要是要和X染色体上的II-2区段的基因（伴X遗传）进行区分。

伴X遗传与XY同源区段遗传的区别可以根据隐性纯合雌性×显性纯合雄性这一杂交组合产生的后代的不同表现型来进行判断。

亲本隐♀×显♂，设由A、a等位基因控制，遗传图解分析如下：

若子代雌性个体均为显性性状，雄性个体均为隐性性状，则为伴X遗传；若子代雌雄个体均为显性性状，则为XY同源区段遗传。

例3．自然界的大麻为雌雄异株植物，其性别决定方式为XY 型。右图为其性染色体简图。X和Y染色体有一部分是同源的（图中I片段），该部分基因互为等位：另一部分是非同源的（图中的II—1，II—2片段），该部分基因不互为等位。在研究中发现，大麻种群中的雌雄个体均有抗病和不抗病个体存在，已知该抗病性状受显性基因B控制。

（1）由题目信息可知，控制大麻是否具有抗性的基因不可能位于图中

的片段。

（2）大麻雄株在减数分裂形成配子过程中，不可能通过互换发生基因重组的是图中的片段。

（3）现有抗病的雌、雄大麻若干株，只做一代杂交试验，推测杂交子一代可能出现的性状，并以此为依据，对控制该性状的基因位于除第（1）问外的哪个片段做出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论）。

（4）若通过实验已确定控制该性状的基因位于II—2片段，想通过杂交实验培育一批在生殖生长之前就能识别雌雄的植株，则选择的亲本杂交后产生的子代中雄株的表现型为，其基因型为。

解析：由题干中得知，大麻种群中的雌雄个体中均有抗病和不抗病个体的存在，所以该基因不可能位于Y染色体上的II-1片段；大麻雄株中的性染色体组成为XY，在减数分裂形成配子的时候，同源染色体两两配对，同源染色体的非姐妹染色单体间会发生交叉互换，但是只发生在同源区段I；要区分XY同源区段I片段和X染色体上的II-2，亲本只有显性性状（抗病）的雌、雄大麻若干株，只做一代杂交试验，杂交后看后代性状比例分析可得如果为II-2区段上的基因，其遗传遵循伴X遗传的特点，亲本中雄性的抗病个体为X B Y，一定会将X B传递给子代中的雌性个体，故子代雌性个体一定为抗病性状；已经确定选用控制该性