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第二章 基因和染色体的关系（综合复习）
一、重点突破
1. 减数分裂的过程是怎样的？
2. 减数分裂和有丝分裂的示意图，染色体或DNA变化曲线图有何区别？
3. 摩尔根怎样证明基因在染色体上，基因在染色体上怎样排列的？怎样用细胞学知识解释分离定律和自由组合定律？
4. 显性、隐性遗传基因的区别？常染色体遗传、伴X显、伴X隐、伴Y、细胞质遗传分别有什么特点？
二、单基因控制的性状的遗传方式
1. 母系遗传
细胞学的研究表明，真核生物的有性生殖过程中，卵细胞内除细胞核外，还有大量的细胞质及其所含的细胞器；精子内除细胞核外，不含或者极少含有细胞质。故合子(受精卵)的细胞质基因，全部来自于雌配子，即来自于母本。这样的性状遗传的的特点是：①遗传方式不符合分离定律；②正反交的结果不同；③子代性状全由母本决定，与母本相同。
例1. 1908年，孟德尔定律的重新发现者之一柯伦斯，发现紫茉莉中有一种花斑植株，着生纯绿色、白色和花斑3种枝条。不同杂交方式，其杂交后代的性状如下表：
接受花粉的枝条 提供花粉的枝条 杂种植株的表现
白 色 白 色 白 色
绿 色
花 斑
绿 色 白 色 绿 色
绿 色
花 斑
花 斑 白 色 白色、绿色、花斑
绿 色
花 斑
研究表明，花斑枝条的绿叶细胞含有正常的绿色质体(叶绿体)，白细胞只含有白色质体，某些细胞既有叶绿体也有白色体。由此得出结论：植物的这种花斑现象是由于叶绿体的前体——质体的变异引起的。叶绿体是在细胞质中，故符合细胞质遗传的特点。
2. 伴Y遗传
仅位于Y染色体上的基因，不含等位基因。其控制的性状，
只在雄性中表现，也只能也一定会遗传给其雄性后代。例如，人
类外耳道多毛症的遗传(右图)。
3. 伴X遗传、常染色体遗传、显隐性辨别
无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子无病非伴性；
有中生无为显性，显性遗传看男病，母女无病非伴性。
灵活分析，善与寻找突破口(无中生有等)，若找不到突破口，善用假设法
例2. 如图为某遗传病的遗传系谱图，据图回答:
(1)若该病为常染色体隐性遗传病(如白化病)，致病基因用a表示，则1号个体的基因型是______，3号个体是杂合子的概率为______。
(2)若该病为常染色体显性遗传病(如多指)，则2号个体______(填“可能”或“不可能”)是纯合子，因为他们的后代中有表型正常的个体。
(3)若该病为伴X染色体隐性遗传病(如红绿色盲、血友病)，致病基因用b表示，则4号个体的基因型是____，如果1号和2号夫妇再生一个小孩，建议他们进行产前诊断，因为他们所生的______(填“儿子”或“女儿”)一定患病。
伴X染色体隐性遗传病的特点是：__________________________________________
_______________________。
(4)若该病为伴X染色体显性遗传病(如抗维生素D佝偻病)，则1号和2号夫妇再生一个女儿，表型正常的概率是_____。
伴X染色体显性遗传病的特点是：__________________________________________
_______________________。
三、章末练习
1. 遗传，是常见的生物现象，其中的奥秘却隐藏至深。人类对它的探索之路，充满着艰难曲折，又那么精彩绝伦!让我们从140多年前孟德尔的植物杂交实验开始，循着科学家的足迹，重温经典遗传学的发展历程。
(1)1862年，孟德尔用纯种高茎豌豆与纯种矮茎豌豆作亲本进行杂交。他发现无论用高茎豌豆作母本，还是作父本，杂交后产生的子一代总是高茎的。用子一代自交，结果在子二代植株中，不仅有高茎的，还有矮茎的。他把这种在杂交后代中_________________的现象叫做性状分离。孟德尔对子二代中不同性状的个体进行数量统计时发现，高茎植株的数量与矮茎植株数量的比值接近3:1。如果孟德尔对高茎母本去雄不彻底，会导致性状分离比_______________(大于、小于、等于)3:1。
(2)后来，孟德尔又以黄色圆粒纯种豌豆和绿色皱粒纯种豌豆做亲本，分别设计了纯合亲本的杂交、F1的自交、F1的测交三组实验，按照假说一演绎法包括“分析现象—作出假设—演绎推理—实验检验—得出结论”，最后得出了基因的自由组合定律。孟德尔在基因自由组合定律中提出的解释实验现象的“假说”是_______________________________。
为验证假说，孟德尔设计了测交实验，让杂种子一代的黄色圆粒种子，与隐性纯合子(yyrr)杂交，所得后代的表现型及比例为_____________________。
(3)1883年，科学家用体细胞中只有两对染色体的马蛔虫作为材料进行研究，发现马蛔虫精子和卵细胞中的染色体数目都只有体细胞的一半，而在受精卵中又恢复成两对染色体。这是因为在__________进行时，精子和卵细胞通过一系列复杂的生理反应后融合在一起，使受精卵的染色体数目恢复到体细胞的数目，其中一半的________来自父方，另一半来自母方，这就是体细胞中__________的由来。
精子和卵细胞融合的过程，体现了细胞膜_______________的功能。
(4)1903年，萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。他根据基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，推测____________________。
2. (接上题)遗传学是一门探索生命起源和进化历程的学科，兴起于20世纪，发展异常迅速。假说一演绎与建立模型是现代科学研究中常用的科学方法。请分析回答:
(1)摩尔根以果蝇为实验材料，第一次证明了决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，其运用的科学方法是_______________。
(2)摩尔根等人发现纯合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1均表现为红眼，F1雌雄果蝇交配所得上的表现型及比例为红眼雌性:红眼雄性:白眼雄性=2：1：1。摩尔根及其同事提出的假说合理地解释了这一现象，他们的假设是:_____________________。
(3)控制白眼的基因真的在X染色体上吗？他们设计了_______等方法验证了这一假说。这一过程，可以是F1红眼雄果蝇与_______果蝇进行杂交，若后代表型及比例为________，则演绎结果与实验数据吻合，假说得证。
他还有哪些其他成就 举其中一个例子:______________________________。
(4)摩尔根用果蝇做了大量实验，发现位于同源染色体上的非等位基因，其遗传高度连锁，经过大量实验和分析，他发现这些基因的遗传规律，命名为连锁互换定律，人们称之为遗传学第三定律。例如，摩尔根用灰身长翅(BBVV)与黑身残翅(bbvv)的果蝇杂交，将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交，子代出现四种表型，比例却不为1∶1∶1∶1，说明这两对相对性状的基因不能自由组合，F1中雌果蝇产生了__________种配子。
3. (接上题)基因在哪里？悠悠百年，寻寻觅觅，实验、推理，探明踪迹。今时的我们，站在巨人的肩膀上，已然知道，基因在染色体上，请分析回答：
(1)细胞学的研究告诉我们，配子的形成，实际上是一种特殊的有丝分裂，叫做_________分裂，在分裂前，精原细胞或卵原细胞的__________复制一次，而细胞连续分裂____次。
(2)以卵细胞的形成过程为例，染色体数目的减半发生在减数分裂I。
前期的主要现象是：______________________________________________。
中期的主要现象是：______________________________________________。
后期的主要现象是：______________________________________________。
末期细胞一分为二，与初级精母细胞的分裂不同的是，初级卵母细胞的分裂是不均等的。
(3)在整个减数分裂Ⅱ过程，次级卵母细胞或极体中_____(有、没有)同源染色体，为什么？_________________________________________。在减数分裂Ⅱ，
前期的主要现象是：______________________________________________。
中期的主要现象是：______________________________________________。
后期的主要现象是：______________________________________________。
末期细胞一分为二，与次级精母细胞的分裂不同的是，____________的分裂是不均等的。
(4)这里，有你想画的图吗？有就画吧。
4. (书接上回)遗传学的巨人们，以豌豆、果蝇等触手可及的材料，为我们带来了分离和自由组合等定律；细胞学的巨人们，则为我们揭示了减数分裂和受精过程的奥秘。下面，请站在巨人的肩膀上分析：
(1)减数分裂和受精作用，使有性生殖过程实现了，遗传稳定性和变异多样性的统一。
①减数分裂结果是，成熟生殖细胞中染色体的数目比原始生殖细胞中染色体的数目减少_____；受精作用使雌雄配子结合，染色体会合，受精卵中染色体数目又恢复到体细胞的数目。二者共同作用，保证了生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的_____性。
②减数分裂形成的配子，具有多样性，因为____________________________________
________；受精过程，雌雄配子的结合具有随机性。由此，有性生殖的后代呈现______性。
(2)细胞遗传学的研究结果表明，孟德尔所说的“成对的遗传因子”位于____________上。分离定律的实质是_____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)能够自由组合的非等位基因，位于____________上。自由组合定律的实质是______
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)染色体的化学成分是__________。果蝇只有8条染色体，却有1万~1.5万个基因，说明基因与染色体的关系是___________________。
(5)右图是果蝇中控制某些性状的基因在一条
染色体上相对位置的示意图，在形成配子的过程
中，控制棒眼和截翅的两个基因的遗传是否遵循
自由组合定律，并说明理由:_______
______________________________________________________________________________。
(6)有人从基因型为 DdEeFf(三对基因独立遗传)的雄果蝇的精巢中取出一些细胞，用荧光染料标记基因E和F(e和f等其他基因不能被标记)后立即进行检测，若不考虑基因突变和染色体变异，可能含有2个荧光点的细胞有________________(细胞名称)。其中_____(填有或没有)可能出现含有3个荧光点的细胞。原因是____________________。
5．下列关于同源染色体与四分体的叙述，正确的是(　　)
A．两条染色体复制后形成一个四分体
B．一对同源染色体就是一个四分体
C．同源染色体联会后形成四分体
D．X染色体和Y染色体不是同源染色体
6. 如图为某生物(正常体细胞染色体数为2n)一个细胞分裂模式图，下列说法正确的是(　　)
A．该细胞处于有丝分裂后期
B．该细胞上一分裂时期含有染色单体
C．该细胞是次级精母细胞或次级卵母细胞
D．该细胞中1与2、3与4是同源染色体
7．下列关于同源染色体的叙述，正确的是(　　)
A．有丝分裂时能联会形成四分体，且可以发生姐妹染色单体的互换
B．在人的肌细胞中没有X和Y这对同源染色体
C．同源染色体相互分离时，细胞中染色体数/核DNA数的值不变
D．两条同源染色体上基因的种类和数目都相同
8．下列有关成年人体细胞减数分裂过程中染色体、核DNA分子数目的叙述，错误的是(　　)
A．次级精母细胞中的核DNA分子数目和神经细胞的核DNA分子数目相等
B．减数分裂Ⅱ后期，细胞中染色体数目只有正常体细胞中染色体数目的一半
C．初级精母细胞中姐妹染色单体的数目正好和细胞中核DNA分子数目相等
D．哺乳动物的细胞中染色体数目总是与着丝粒数目相同
9．如图为某高等动物的一组细胞分裂示意图。下列分析正确的是(　　)
A．甲、乙、丙细胞可同时出现在该动物体内的同一器官中
B．乙细胞和丙细胞中染色体数目相同，核DNA分子数也相同
C．乙产生的子细胞的基因型均为AaBbCC，丙产生的子细胞的基因型一个为ABC，一个为abC
D．丙细胞产生子细胞的过程中发生了等位基因的分离和非等位基因的自由组合
10．鸡的性别决定方式为ZW型(WW致死)，自然状况下鸡会发生性反转。如果性反转公鸡与正常母鸡交配，后代中母鸡与公鸡的比例是(　　)
A．1∶0 B．1∶1 C．2∶1 D．3∶1
11．果蝇的红眼基因(R)对白眼基因(r)为显性，位于X染色体上；长翅基因(B)对残翅基因(b)为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1的雄果蝇中约有1/8为白眼残翅。下列叙述错误的是(　　)
A．亲本雌果蝇的基因型为BbXRXr
B．亲本产生的配子中含Xr的配子占1/2
C．F1出现长翅雄果蝇的概率为3/16
D．白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞
12．鸽子的性别决定方式为ZW型，雌性的性染色体为ZW，雄性为ZZ。在Z染色体上的复等位基因B1(灰红色)对B(蓝色)为显性，B对b(巧克力色)为显性。现有一只灰红色个体和一只蓝色个体交配，后代中出现了一只巧克力色的个体。则子代巧克力色个体的性别是(　　)A．雄性 B．雌性
13．甲、乙、丙、丁4个图分别表示某生物(假设只含有两对染色体)的4个正在进行分裂的细胞，下列说法正确的是(　　)
A．4个图表示的细胞分裂顺序是丁→甲→乙→丙
B．图甲表示减数分裂Ⅱ中期，分裂产生的两个子细胞基因型相同(不考虑突变和同源染色体非姐妹染色单体间的互换)
C．图丙表示有丝分裂后期，分裂产生的子细胞中有4条染色单体，4个核DNA分子
D．图丁表示减数分裂Ⅰ前期，有8条染色单体
14．荷斯坦牛的耳尖V形与非V形是一对相对性状，由一对等位基因控制。以下是荷斯坦牛耳尖形状的遗传系谱图，下列叙述正确的是(　　)
A．V形耳尖由X染色体上的显性基因控制
B．由Ⅲ2的表型可推定Ⅲ1为杂合子
C．Ⅲ3中控制非V形耳尖的基因可来自Ⅰ1
D．Ⅲ2与Ⅲ5婚配生出V形耳尖子代的可能性为
15．家猫体色由X染色体上一对等位基因B、b控制，只含基因B的个体为黑猫，只含基因b的个体为黄猫，其他个体为玳瑁猫，下列叙述正确的是(　　)
A．玳瑁猫互交的后代中有25%雄性黄猫
B．玳瑁猫与黄猫的交配后代中玳瑁猫占50%
C．为持续高效地繁育玳瑁猫，应逐代淘汰其他体色的猫
D．只有用黑猫和黄猫杂交，才能获得最大比例的玳瑁猫
16．某动物细胞中染色体数为2m。如图为某卵原细胞3次分裂过程中，某物质数量变化曲线图和细胞示意图。请据图回答问题：
(1)曲线表示细胞内________数量变化，表示的细胞分裂方式为________________，进行该种分裂方式的场所是________。
(2)细胞A的名称为_______________________________________，
与之相对应的曲线线段是____________(以横轴上的数字段表示)。细胞A内染色体数为________条，染色单体数为______条，核DNA数为______个。
(3)细胞B是否有同源染色体？_____(填“是”或“否”)，与之相对应的曲线线段是___。
(4)细胞C中有四分体________个，C细胞最终能形成__________个成熟生殖细胞，生殖细胞内染色体数为________条。
(5)在曲线为4时，核DNA含量变化是由于____________________________________，分别进入两个子细胞。
17．回答下列有关遗传的问题：
(1)图1是人类性染色体的差别部分和同源部分的模式图。有一种遗传病，仅由父亲传给儿子不传给女儿，该致病基因位于图中的__________________部分。
(2)图2是某家族系谱图
①甲病属于________________遗传病。
②从理论上讲，Ⅱ－2和Ⅱ－3的女儿都患乙病，儿子患乙病的概率是。由此可见，乙病属于______________遗传病。
③若Ⅱ－2和Ⅱ－3再生一个孩子，这个孩子同时患两种病的概率是________。
④该家系所在地区的人群中，每50个正常人中有1个甲病基因携带者，Ⅱ－4与该地区一个表现正常的女孩子结婚，则他们生育一个患甲病男孩的概率是________。
18．某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性基因及其在染色体上的位置如图所示。回答下列问题：
(1)同学甲用翅外展、粗糙眼果蝇与野生型(正常翅、正常眼)纯合子果蝇进行杂交，F2中翅外展、正常眼个体出现的概率为________。图中所列基因中，不能与翅外展基因进行自由组合的是____________。
(2)同学乙用焦刚毛、白眼雄果蝇与野生型(直刚毛、红眼)纯合子雌果蝇进行杂交(正交)，则子代雄果蝇中焦刚毛个体出现的概率为________；若进行反交，子代中白眼个体出现的概率为________。
(3)为了验证遗传规律，同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1，F1相互交配得到F2。那么，在所得实验结果中，能够验证自由组合定律的F1表型是______________，F2表型及其分离比是_____________________________；
验证伴性遗传时应分析的相对性状是___________________________________________
________________________________________________________________________，能够验证伴性遗传的F2表型及其分离比是_________________________________________。
19．基因组成为XBXbY的甲，其父患色盲、其母表现正常。甲的基因组成形成原因是_____________________________________________________________
章末练习参考答案
1.(1)同时出现显性性状和隐性性状[P4]；大于。(2)在产生配子时，每对(或决定同一性状的)遗传因子彼此分离，不同对(或决定不同性状的)的遗传因子可以自由组合；黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒 = 1：1：1：1。(3)受精作用；染色体；同源染色体；进行细胞间的信息交流[细胞膜功能：将细胞与外界分隔开，控制物质进出，进行细胞间的信息交流。流动性是其结构特点，选择透过性是其功能特点](4)基因在染色体上。
2.(1)假说—演绎法(2)控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因(3)测交；白眼雌；白眼雄：红眼雌 = 1：1 (4) 4 [不符合自由组合定律的非等位基因，很可能位于同源染色体上，连锁遗传，本题中，BbVv的BV连锁，bv连锁，但由于减Ⅰ联会交叉互换，可产生少量Bv、bV配子]
3.(1)减数；染色体(DNA)；2。(2)同源染色体配对——联会；四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换等。同源染色体整齐地排列在赤道板上。同源染色体分离，分别移向细胞两极。(3)没有；减数分裂Ⅰ，同源染色体分离；染色体排列较散乱；着丝粒整齐地排列在赤道板上；着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极；次级卵母细胞(4)略
4.(1)①一半；稳定②减数分裂Ⅰ后期非同源染色体自由组合，使配子的染色体组合多样，且减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体可以交叉互换，更增加了配子的多样性；多样。(2)同源染色体；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。(3)非同源染色体；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(4)DNA和蛋白质；每条染色体上含有多个基因。(5)不遵循，因为这两个基因位于同一条染色体上(或者说位于一对同源染色体上)。(6)精原细胞、次级精母细胞、精细胞(精子)；有；若减数分离Ⅰ前期，E、e所在同源染色体的非姐妹染色体发生了交叉互换，在次级精母细胞中就可能观察到含有3个荧光点的细胞。
5C，6~10BCBAC，11-15CABCD
16.(1)核DNA　减数分裂　卵巢　(2)次级卵母细胞或极体　4～5　2　4　4　(3)否　5～6　(4)2　1　m或2　(5)同源染色体分离
17.(1)Y的差别　(2)①常染色体隐性　②伴X染色体显性　③　④
18.(1)3/16　紫眼基因　(2)0　1/2　(3)红眼灰体　红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体＝9∶3∶3∶1　红眼/白眼　红眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝2∶1∶1
19.甲母减数分裂Ⅱ中，2条X染色体未分开而是一起进入了卵细胞。
或甲父减数分裂Ⅱ中，2条性染色体未分开而是一起进入了精细胞

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