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第2节
基因在染色体上
第2章 基因和染色体的关系
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学习目标
1.说出基因位于染色体上的理论依据。
2.阐述基因位于染色体上的实验证据。
3.说出孟德尔遗传规律的现代解释。
内容索引
一、萨顿的假说
三、孟德尔遗传规律的现代解释
二、基因位于染色体上的实验证据
课时对点练
萨顿的假说
一
1.假说内容：基因(遗传因子)是由 携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在 上。
梳理　教材新知
染色体
染色体
2.依据：基因和 存在着明显的 关系。
染色体的行为
项目 基因 染色体
独立性 基因在杂交过程中保持_____性和______性 染色体在配子形成和受精过程中，具有_________的形态结构
存在方式 在体细胞中基因______存在，在配子中只有_____________ ________ 在体细胞中染色体_____存在，在配子中只有______________
________
平行
完整
独立
相对稳定
成对
成对的基因中
的一个
成对
成对的染色体中
的一条
项目 基因 染色体
来源 体细胞中成对的基因一个来自_____，一个来自_____ 体细胞中成对的染色体(即_____染色体)一条来自______，一条来自______
分配 ____________在形成配子时自由组合 _____________在减数分裂Ⅰ的后期自由组合
父方
母方
同源
父方
母方
非等位基因
非同源染色体
(1)萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上，且基因都位于染色体上(　　)
×
×
√
提示　萨顿利用类比推理法，推测基因位于染色体上，细胞质中的基因不位于染色体上。
提示　配子中不只含有一个基因，而是含有每对基因中的一个。
(2)体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因(　　)
(3)雌蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方(　　)
任务一：基因和染色体的平行关系
1.根据萨顿的假说，请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上白色横线代表基因的位置，相关基因用D、d表示)。
探究　核心知识
提示　如图所示
2.基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但事实是否如此呢？为什么？
提示　不一定；这样推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要实验的验证。
1.下列相关叙述错误的是
A.萨顿提出了基因位于染色体上的假说
B.萨顿发现了基因与染色体行为的平行关系
C.萨顿证明了基因位于染色体上
D.萨顿假说的提出并没有科学的实验依据作为支撑
√
落实　思维方法
萨顿提出了“基因在染色体上”的假说，但并没有证明基因位于染色体上，该假说的提出在当时并没有科学的实验依据作为支撑。
2.下列属于基因和染色体行为存在平行关系证据的是
A.基因有完整性和独立性，但染色体结构会发生变化，从染色体转变成
染色质
B.原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在
C.成对的基因和同源染色体都是一个来自父方，一个来自母方
D.基因和染色体都分布在细胞核中
√
基因位于染色体上的实验证据
二
1.实验者： 。
2.实验材料——_______
(1)果蝇作为实验材料的优点：①有许多易于区分的相对性状；②培养周期短；③成本低；④ ；⑤染色体数目少，便于观察。
(2)果蝇体细胞内染色体的组成：果蝇体细胞中共有4对染色体，其中___对是常染色体，___对是性染色体。雌果蝇的性染色体组成是 ，雄果蝇的性染色体组成是 。
梳理　教材新知
摩尔根
果蝇
易饲养
3
1
XX
XY
3.果蝇杂交实验
(1)观察现象，提出问题
P　红眼(♀)×白眼(♂)
↓
F1　　　　 (♀、♂)
　　　　　 ↓F1雌雄交配
F2　 红眼(♂、♀)、 (♂)
红眼
白眼
①果蝇的红眼和白眼是一对相对性状。
②F1全为红眼， 是显性性状。
③F2中红眼∶白眼＝ ，符合 定律，红眼和白眼受 对等位基因控制。
④F2中只有雄果蝇出现白眼性状，说明果蝇眼色的表现与 相关联。
⑤提出问题：白眼性状的表现为何总与性别相关联？
红眼
3∶1
分离
一
性别
(2)作出假设，解释现象
①假设：白眼基因(用w表示)、红眼基因(用W表示)位于 上，Y染色体上无相应的等位基因。
②遗传图解
X染色体
XwY
XWXW
XW
Xw
Y
F2
♂ ♀ ____ ___
____ XWXW (红眼雌性) XWY
(红眼雄性)
Xw XWXw (红眼雌性) XwY
(___________)
XW
Y
XW
白眼雄性
(3)演绎推理和实验验证—— 。
(4)结论：决定果蝇红眼和白眼的基因位于 染色体上，从而证明了________________。
测交
X
基因在染色体上
4.基因和染色体的关系
摩尔根进一步证明了：一条染色体上有 个基因；基因在染色体上呈
排列。
许多
线性
(1)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法(　　)
(2)性染色体只存在于生殖细胞中，常染色体只出现在体细胞中(　　)
×
√
提示　生殖细胞和体细胞中都含有常染色体和性染色体。
任务二：设计实验来验证摩尔根的假说
资料　基因在性染色体上的分布情况及基因型的写法。
探究　核心知识
1.摩尔根为何假设控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上而不是只位于Y染色体上？
提示　只位于X染色体上能合理地解释实验现象，如果只位于Y染色体上，则F1中应有白眼雄果蝇出现。
2.以下是摩尔根为验证假说设计的三组实验，请写出遗传图解，推测实验结果。
(1)实验一：F1红眼(雌)×白眼(雄)
提示　如图所示
(2)实验二：F1红眼(雄)×白眼(雌)
提示　如图所示
(3)实验三：野生红眼(雄)×白眼(雌)
提示　如图所示
3.经过验证：若基因只在X染色体上，以上三个实验的预期结果均与实验结果一致。以上实验是否能够证明“Y染色体不含有眼色基因”呢？请给出你的理由。
提示　能证明，如果X和Y染色体上都含有眼色基因，野生红眼雄果蝇的基因型应为XWYW，根据实验三的推测，其结果应为子代全是红眼果蝇，无白眼果蝇，这与实验结果不一致。
3.果蝇作为遗传实验材料的优点不包括
A.有易于区分的相对性状
B.繁殖快，后代数量多
C.取材容易，便于饲养
D.自然状态下都是纯种
√
落实　思维方法
果蝇在自然状态下不一定都是纯种，D符合题意。
4.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列叙述中错误的是
A.果蝇的眼色遗传遵循分离定律
B.摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样，
都采用了“假说—演绎”的研究方法
C.F2的红眼雌果蝇中纯合子占1/2
D.选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验不可以确定基因所
在位置
√
根据F2的性状分离比为3∶1可知，果蝇的眼色受一对等位基因控制，其遗传遵循分离定律，A正确；
亲本基因型分别为XWXW、XwY，F1红眼雌、雄果蝇的基因型分别为XWXw、XWY，F2的基因型为XWXW、XWXw、XWY、XwY，F2的红眼雌果蝇中纯合子(XWXW)占1/2，C正确；
选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验可以确定基因所在位置，D错误。
三
孟德尔遗传规律的现代解释
1.基因的分离定律的实质
(1)在杂合子的细胞中，位于一对 上的等位基因，具有一定的 。
(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随 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。
2.基因的自由组合定律的实质
(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是 的。
(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的 彼此分离的同时，非同源染色体上的 自由组合。
同源染色体
独立性
同源染色体
互不干扰
梳理　教材新知
等位基因
非等位基因
(1)一对同源染色体上的两个A基因属于等位基因(　　)
√
×
提示　一对同源染色体上的两个A基因属于同一种基因。
(2)基因的分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离
(　　)
(3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，说明核基因和染色体行为存在平行关系(　　)
提示　基因的分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。
×
任务三：基因自由组合定律的实质
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答：
(1)A/a与B/b的遗传 (填“遵循”或“不遵循”)
自由组合定律，原因是________________________
。
(2)图中能自由组合的基因是___________________，
原因是 。
探究　核心知识
不遵循
A/a与B/b位于一对同源染色
体上
A/a与C/c或B/b与C/c
它们位于两对同源染色体上
核心归纳
(1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行，都发生在减数分裂Ⅰ后期。
(2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。
(3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位基因必须位于两对同源染色体上)，而不是所有的非等位基因，因为同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循自由组合定律。
(4)真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上；真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。
关于基因分离定律和自由组合定律的几点说明
5.某植物体细胞内三对基因在染色体上的位置情况如图所示，三对基因分别单独控制不同的相对性状。下列叙述正确的是
A.图中A、a和B、b的遗传遵循基因的自由组合定律
B.基因型为AaBb的个体自交，后代会出现4种表型，
比例为9∶3∶3∶1
C.如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生染色体互换，则它可
产生4种配子
D.三对基因的遗传均遵循基因的分离定律
√
落实　思维方法
图中A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，不遵循
基因的自由组合定律，因此基因型为AaBb的个体自交，
后代不会出现9∶3∶3∶1的性状分离比，A、B错误；
图中A和B、a和b基因位于一对同源染色体上，如果基
因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生染色体互换，则它可产生AB和ab 2种配子，C错误；
据题意可知，三对等位基因分别单独控制不同的相对性状，三对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律，D正确。
6.现有纯种果蝇品系①～④，其中品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其他性状都是显性。这四个品系的隐性性状及控制隐性性状的基因所在的染色体如表所示，若要验证基因的自由组合定律，可选择交配的品系组合为
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 均为显性 残翅 黑身 紫红眼
基因所在染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ
A.①×④ B.①×② C.②×③ D.②×④
√
验证自由组合定律时，注意控制两对相对性状的基因应位于两对同源染色体上，分析题表可知，可选择品系②和品系④或品系③和品系④杂交，D符合题意。
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课时对点练
四
对一对
答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B A D B B C C A
题号 9 10 11
答案 A B C
1
2
3
4
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6
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9
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对一对
题号 12
答案 (1)雄性　4　假说—演绎　X　(2)3　4　(3)aaXbY　aXb和aY　基因的分离定律和自由组合定律
题号 13
答案 (1)平行关系　(2)易饲养、繁殖快；培养周期短、子代数量多；染色体数量少且容易区分；有易于区分的相对性状　(3)红眼雌　白眼雄　(4)XAXA　XaYa　所得的白眼雌果蝇与群体中的红眼雄果蝇　雌果蝇全是红眼，雄果蝇全是白眼　雌雄果蝇全是红眼
答案
1
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题组一　萨顿的假说
1.(2024·宝鸡高一期中)萨顿的假说提出的依据是基因和染色体的行为存在明显的“平行”关系。下列不属于所依据的“平行”关系的是
A.基因和染色体在体细胞中都成对存在，在配子中都只有成对中的一个
B.形成配子时等位基因分离，同时减数分裂Ⅱ中姐妹染色单体分离
C.非等位基因与非同源染色体都随机组合进入配子中
D.在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有一定的独立性和完整性
√
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姐妹染色单体上是相同基因，并不是等位基因，B符合题意。
答案
2.如图表示孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上的横线表示基因的位置)，图示不能说明
A.染色体是基因的主要载体
B.基因是由染色体携带着从
亲代传递给子代
C.基因在杂交过程中保持完整性和独立性
D.减数分裂过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离
√
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答案
该图表示了染色体上的基因在亲代和子代之间的传递情况，但不能说明染色体是基因的主要载体。
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答案
题组二　基因位于染色体上的实验证据
3.摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列相关叙述中错误的是
A.果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律
B.摩尔根发现的问题是F2中的白眼果蝇为什么
都是雄性
C.摩尔根提出的假说是白眼基因只位于X染色体上
D.F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW
√
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F2中红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw，D错误。
答案
4.摩尔根用一只白眼突变体的雄果蝇进行一系列杂交实验后，证明了基因位于染色体上。其杂交实验过程中，最快获得白眼雌果蝇的途径是
A.亲本白眼雄果蝇×亲本雌果蝇
B.亲本白眼雄果蝇×F1雌果蝇
C.F2白眼雄果蝇×F1雌果蝇
D.F2白眼雄果蝇×F2雌果蝇
√
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答案
白眼为隐性性状，且控制该性状的基因位于X染色体上；雌果蝇要表现白眼性状，必须用白眼雄果蝇和带有白眼基因的雌果蝇杂交。亲本雌果蝇不携带白眼基因，A不符合题意；
F1雌果蝇携带白眼基因，与亲本白眼雄果蝇交配能得到白眼雌果蝇，B符合题意；
选用F2杂交花费时间较长，C、D不符合题意。
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13
答案
5.(2024·南充高一期中)如图为果蝇X染色体上的部分基因分布示意图，下列叙述正确的是
A.摩尔根运用同位素标记法将白眼基因定位在X
染色体上
B.一条染色体上有许多基因，且这些基因在染色
体上呈线性排列
C.黄体基因和分叉毛基因的遗传遵循基因的自由
组合定律
D.白眼和石榴红眼是一对相对性状
√
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答案
摩尔根运用假说—演绎法进行一系列杂交实验，最终证明白眼基因位于X染色体上，A错误；
控制白眼和分叉毛的基因位于同一条染色体上，不属于非同源染色体上的非等位基因，因此在遗传中不遵循自由组合定律，C错误；
控制白眼和石榴红眼的基因位于同一条染色体的不同位置上，不属于等位基因，因此白眼和石榴红眼不是一对相对性状，D错误。
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答案
6.(2023·扬州高一检测)现代分子生物学技术能够用特定的分子，与染色体上的某一个基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示基因在染色体上的位置。如图是通过荧光显示基因在染色体上位置的照片，下列关于该图的说法错误的是
A.此图中一共有四条染色单体
B.图中甲、乙是一对同源染色体
C.相同位置上有4个荧光点，说明这4个基因是相同基因
D.该图是证明基因在染色体上的最直接的证据
√
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答案
相同位置上有4个荧光点，其中姐妹染色单体上是相同基因，非姐妹染色单体上可能是等位基因也可能是相同基因，C错误。
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答案
题组三　孟德尔遗传规律的现代解释
7.(2024·哈尔滨高一期末)基因的分离定律和自由组合定律中，分离和自由组合的基因分别是指
①同源染色体上的等位基因
②同源染色体上的非等位基因
③非同源染色体上的非等位基因
A.①① B.①② C.①③ D.②③
√
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答案
8.如图为某生物细胞中2对同源染色体上4对等位基因的分布情况。下列不遵循基因自由组合定律的是
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√
答案
根据基因的自由组合定律可知，一个细胞中同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因则自由组合，故图中的A、a与D、d以及B、b与C、c不遵循基因的自由组合定律，故A符合题意。
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答案
9.(2023·北京，4)纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交，结果如图。F2中每种表型都有雌、雄个体。根据杂交结果，下列推测错误的是
A.控制两对相对性状的基因都位于
X染色体上
B.F1雌果蝇只有一种基因型
C.F2白眼残翅果蝇间交配，子代表
型不变
D.上述杂交结果符合自由组合定律
√
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答案
白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，产生的F1中白眼均为雄性，红眼均为雌性，说明性状表现与性别有关，则控制眼色的基因位于X染色体上，且红眼对白眼为显性；
纯合长翅和残翅果蝇杂交，F1中雌雄个体均表现为长翅，说明长翅对残翅为显性，F2中无论雌雄均表现为长翅∶残翅＝3∶1，说明控制果蝇翅形的基因位于常染色体上，A错误；
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答案
若控制长翅和残翅的基因用A/a表示，控制眼色的基因用B/b表示，则亲本的基因型可表示为AAXbXb、aaXBY，F1果蝇的基因型为AaXBXb、AaXbY，则F2
中白眼残翅果蝇(基因型为aaXbXb、aaXbY)的雌雄个体交配，后代表型依然为白眼残翅，即子代表型不变，B、C正确；
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答案
根据上述杂交结果可知，控制眼色的基因位于X染色体上，控制翅形的基因位于常染色体上，可见，上述杂交结果符合自由组合定律，D正确。
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答案
10.(2024·南通高一月考)如图表示某株植物细胞中的一对同源染色体上的部分基因，其中高茎、红花和圆粒为显性性状。下列说法正确的是
A.题图展示了这对同源染色体上的4对等位基因
B.该个体自交后，F1的红花植株中杂合子占2/3
C.皱粒基因与白花基因不可能出现在同一个生殖
细胞中
D.该个体测交后代圆粒与皱粒之比为3∶1
√
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答案
由题图可知，甲和乙这对同源染色体上红花与白花为等位基因，又由于红花为显性性状，所以该个体自交后，F1的基因型为红花纯合子∶红花杂合子∶白花＝1∶2∶1，故F1的红花植株中杂合子占2/3，B正确；
由题图可知，甲和乙为同源染色体，这对同源染色体上有高茎与矮茎、红花与白花、皱粒与圆粒3对相对性状对应的3对等位基因，而花顶生对应的基因为相同基因，不是等位基因，A错误；
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答案
如果在联会时发生染色体互换，皱粒基因与白花基因可能出现在同一个生殖细胞中，C错误；
由题图可知，该个体为圆粒杂合子，与皱粒测交，后代圆粒与皱粒之比为1∶1，而不是3∶1，D错误。
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答案
11.果蝇中，直翅(A)对弯翅(a)为显性，此对等位基因位于常染色体上；红眼(B)对白眼(b)为显性，此对等位基因位于X染色体上。现有一只纯合直翅白眼雌果蝇和一只纯合弯翅红眼雄果蝇杂交得F1，F1中雌、雄果蝇自由交配得F2，下列叙述错误的是
A.F1全是直翅，雌性全是红眼，雄性全是白眼
B.F2中的雌雄果蝇各有一半是白眼
C.F2中的雌雄果蝇各有一半是纯合子
D.F2雄果蝇中的红眼基因和白眼基因均来自F1中的母方
√
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答案
果蝇的两对性状受两对等位基因控制，分别位于常染色体上和X染色体上，其遗传遵循基因的自由组合定律。两亲本果蝇相应的基因型为AAXbXb和aaXBY，所以F1中雌性个体基因型为AaXBXb，全为直翅红眼，雄性个体基因型为AaXbY，全为直翅白眼，A正确；
F1雌、雄果蝇自由交配，F2只考虑眼色时，雌果蝇的基因型为XBXb或XbXb，各占1/2，雄果蝇的基因型为XBY或XbY，各占1/2，F2只考虑翅的形状时，纯合子占1/2，杂合子占1/2，故F2中雌性纯合子占1/2×1/2＝1/4，雄性纯合子占1/2，B正确，C错误；
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答案
F2只考虑眼色基因时，雄果蝇的基因型为XBY和XbY，Y染色体由父方提供，X染色体由母方提供，眼色基因位于X染色体上，因此，F2雄果蝇的眼色基因均来自F1中的母方，D正确。
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答案
12.果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，如图左侧为果蝇体细胞内染色体组成示意图，右侧是X、Y染色体放大图。请据图回答下列问题：
1
2
3
4
5
6
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8
9
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11
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13
(1)此图所示果蝇的性别是________，该细胞中有_____对同源染色体，生物学家摩尔根以果蝇为实验材料，运用____________法(研究方法)，将白眼基因与图中_____染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。
雄性
4
假说—演绎
X
答案
1
2
3
4
5
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13
题图中的果蝇性染色体组成为XY，为雄果蝇，该细胞中有4对同源染色体。摩尔根以果蝇为实验材料，运用假说—演绎法将白眼基因与题图中X染色体联系起来，证明了基因位于染色体上。
答案
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(2)若一对等位基因(A、a)位于1、2号染色体上，则这个群体中关于该等位基因有_____种基因型；若一对等位基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅱ上，则这个群体中雄性个体关于该等位基因有_____种基因型。
3
4
答案
1
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1、2号染色体为同源染色体，形成配子时分离，若等位基因(A、a)位于1、2号染色体上，则这个群体中关于该等位基因有3种基因型，分别为AA、Aa、aa；若一对等位基因位于X、Y染色体的同源区段Ⅱ上，设该等位基因用M、m表示，则这个群体中雄果蝇关于该等位基因的基因型有XMYM、XMYm、XmYM、XmYm 4种。
答案
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(3)若B、b仅位于X染色体上，分别控制果蝇眼睛的红色和白色，A、a分别控制果蝇翅的长翅和短翅，则短翅白眼雄果蝇的基因型是__________，其减数分裂产生的配子是____________，在产生配子时，遵循的遗传规律是_______________________________。
aaXbY
aXb和aY
基因的分离定律和自由组合定律
答案
1
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若B、b仅位于X染色体上，分别控制果蝇眼睛的红色和白色，A、a分别控制果蝇翅的长翅和短翅，则短翅白眼雄果蝇是双隐性纯合子，基因型为aaXbY，其减数分裂产生的配子是aXb和aY，在产生配子时，同源染色体上的等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，遵循的遗传规律是基因的分离定律和自由组合定律。
答案
13.摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼(a)雄果蝇。于是摩尔根用这只白眼雄果蝇与群体中的红眼雌果蝇交配，结果F1全为红眼。然后他让F1雌雄果蝇相互交配。F2中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇既有红眼，又有白眼，且F2中红眼果蝇数量约占3/4。请回答下列问题：
(1)萨顿提出“控制生物性状的基因位于染色体上”的假说，其依据是基因和染色体的行为存在着明显的__________。
1
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平行关系
答案
(2)当时摩尔根之所以选用果蝇为实验材料，是因为果蝇______________
______________________________________________________________
______________(写出两条)。
(3)摩尔根等人根据其他科学家的研究成果提出了控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上的假设(假设1)，且对上述实验现象进行了合理的解释，并设计了测交方案对上述假设进行了进一步的验证。结合当时实际分析，该测交方案应该是让F1中的___________果蝇与__________果蝇交配。
1
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13
易饲养、繁殖快；培养周期短、子代数量多；染色体数量少且容易区分；有易于区分的相对性状
红眼雌
白眼雄
答案
(4)根据果蝇X、Y染色体结构特点和摩尔根的实验现象，有人提出控制果蝇该眼色遗传的基因还可以位于X和Y染色体的同源区段(假设2)，则亲本的基因型为_______和_______(红眼用A表示，白眼用a表示)。在上述测交实验的基础上，请设计一个实验方案来检验两种假设是否成立(可从上述的所有果蝇中选择合适的实验材料)。
杂交方案：选用_____________________________________为亲本进行杂交。
预测结果与结论：
如果子一代__________________________________，则假设1成立；
如果子一代____________________，则假设2成立。
1
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3
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13
XAXA
XaYa
所得的白眼雌果蝇与群体中的红眼雄果蝇
雌果蝇全是红眼，雄果蝇全是白眼
雌雄果蝇全是红眼
答案
白眼雄果蝇与群体中的红眼雌果蝇交配，结果F1全为红眼，说明红眼为显性性状，由于基因位于X和Y染色体的同源区段，因此亲代的基因型为XAXA和XaYa。证明基因位于X染色体上还是X、Y染色体同源区段，常用的杂交方案是雌性隐性个体和雄性显性个体(纯合子)杂交。因此本实验可选用测交所得的白眼雌果蝇(XaXa)与群体中的红眼雄果蝇(XAY或XAYA)为亲本进行杂交，如果子一代雌果蝇全是红眼，雄果蝇全是白眼，说明红眼雄果蝇基因型为XAY，控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上，即假设1成立；如果子一代雌雄果蝇全是红眼，说明红眼雄果蝇基因型为XAYA，控制果蝇眼色的基因位于X和Y染色体的同源区段，即假设2成立。
1
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答案第2节　基因在染色体上
[学习目标]　1.说出基因位于染色体上的理论依据。2.阐述基因位于染色体上的实验证据。3.说出孟德尔遗传规律的现代解释。
一、萨顿的假说
1．假说内容：基因(遗传因子)是由__________携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在________上。
2．依据：基因和________________存在着明显的________关系。
项目 基因 染色体
独立性 基因在杂交过程中保持________性和________性 染色体在配子形成和受精过程中，具有____________的形态结构
存在方式 在体细胞中基因______存在，在配子中只有____________________ 在体细胞中染色体________存在，在配子中只有________________________
来源 体细胞中成对的基因一个来自________，一个来自________ 体细胞中成对的染色体(即________染色体)一条来自______，一条来自________
分配 ____________在形成配子时自由组合 __________________在减数分裂Ⅰ的后期自由组合
判断正误
(1)萨顿利用假说—演绎法，推测基因位于染色体上，且基因都位于染色体上(　　)
(2)体细胞中基因成对存在，配子中只含1个基因(　　)
(3)雌蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方(　　)
任务一：基因和染色体的平行关系
1．根据萨顿的假说，请在图中染色体上标注基因符号，解释孟德尔一对相对性状的杂交实验(图中染色体上白色横线代表基因的位置，相关基因用D、d表示)。
2．基因和染色体的行为存在平行关系。从理论上支持基因在染色体上的假说，但事实是否如此呢？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．下列相关叙述错误的是(　　)
A．萨顿提出了基因位于染色体上的假说
B．萨顿发现了基因与染色体行为的平行关系
C．萨顿证明了基因位于染色体上
D．萨顿假说的提出并没有科学的实验依据作为支撑
2．下列属于基因和染色体行为存在平行关系证据的是(　　)
A．基因有完整性和独立性，但染色体结构会发生变化，从染色体转变成染色质
B．原核生物细胞中没有染色体，但有基因的存在
C．成对的基因和同源染色体都是一个来自父方，一个来自母方
D．基因和染色体都分布在细胞核中
二、基因位于染色体上的实验证据
1．实验者：________。
2．实验材料——________
(1)果蝇作为实验材料的优点：①有许多易于区分的相对性状；②培养周期短；③成本低；④________；⑤染色体数目少，便于观察。
(2)果蝇体细胞内染色体的组成：果蝇体细胞中共有4对染色体，其中______对是常染色体，____对是性染色体。雌果蝇的性染色体组成是______，雄果蝇的性染色体组成是______。
3．果蝇杂交实验
(1)观察现象，提出问题
P　红眼(♀)×白眼(♂)
　　　　
F1　　　　______(♀、♂)
　　　　,F1雌雄交配
F2　红眼(♂、♀)、______(♂)
①果蝇的红眼和白眼是一对相对性状。
②F1全为红眼，______是显性性状。
③F2中红眼∶白眼＝______，符合______定律，红眼和白眼受____对等位基因控制。
④F2中只有雄果蝇出现白眼性状，说明果蝇眼色的表现与______相关联。
⑤提出问题：白眼性状的表现为何总与性别相关联？
(2)作出假设，解释现象
①假设：白眼基因(用w表示)、红眼基因(用W表示)位于____________上，Y染色体上无相应的等位基因。
②遗传图解
F2
♂ ♀　　　 ____ ____
____ XWXW(红眼雌性) XWY(红眼雄性)
Xw XWXw(红眼雌性) XwY(__________)
(3)演绎推理和实验验证——________。
(4)结论：决定果蝇红眼和白眼的基因位于____染色体上，从而证明了___________________。
4．基因和染色体的关系
摩尔根进一步证明了：一条染色体上有________个基因；基因在染色体上呈______排列。
判断正误
(1)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法(　　)
(2)性染色体只存在于生殖细胞中，常染色体只出现在体细胞中(　　)
任务二：设计实验来验证摩尔根的假说
资料　基因在性染色体上的分布情况及基因型的写法。
1．摩尔根为何假设控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上而不是只位于Y染色体上？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．以下是摩尔根为验证假说设计的三组实验，请写出遗传图解，推测实验结果。
(1)实验一：F1红眼(雌)×白眼(雄)
(2)实验二：F1红眼(雄)×白眼(雌)
(3)实验三：野生红眼(雄)×白眼(雌)
3．经过验证：若基因只在X染色体上，以上三个实验的预期结果均与实验结果一致。以上实验是否能够证明“Y染色体不含有眼色基因”呢？请给出你的理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．果蝇作为遗传实验材料的优点不包括(　　)
A．有易于区分的相对性状
B．繁殖快，后代数量多
C．取材容易，便于饲养
D．自然状态下都是纯种
4．摩尔根研究果蝇的眼色遗传实验过程如图所示。下列叙述中错误的是(　　)
A．果蝇的眼色遗传遵循分离定律
B．摩尔根和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说—演绎”的研究方法
C．F2的红眼雌果蝇中纯合子占1/2
D．选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验不可以确定基因所在位置
三、孟德尔遗传规律的现代解释
1．基因的分离定律的实质
(1)在杂合子的细胞中，位于一对____________上的等位基因，具有一定的________。
(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随____________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。
2．基因的自由组合定律的实质
(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是____________的。
(2)在减数分裂过程中，同源染色体上的____________彼此分离的同时，非同源染色体上的____________自由组合。
判断正误
(1)一对同源染色体上的两个A基因属于等位基因(　　)
(2)基因的分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离(　　)
(3)非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，说明核基因和染色体行为存在平行关系(　　)
任务三：基因自由组合定律的实质
如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体，请回答：
(1)A/a与B/b的遗传________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律，原因是__________。
(2)图中能自由组合的基因是____________________，原因是____________。
　关于基因分离定律和自由组合定律的几点说明
(1)同源染色体上等位基因的分离与非同源染色体上的非等位基因间的自由组合同时进行，都发生在减数分裂Ⅰ后期。
(2)同源染色体上每对等位基因的遗传均遵循基因的分离定律。
(3)减数分裂时自由组合的是非同源染色体上的非等位基因(即两对等位基因必须位于两对同源染色体上)，而不是所有的非等位基因，因为同源染色体上的非等位基因的遗传不遵循自由组合定律。
(4)真核生物的细胞核基因位于染色体上，细胞质基因位于叶绿体和线粒体的DNA上；真核生物细胞质中的基因与原核生物中的基因在遗传过程中均不遵循孟德尔的两个遗传规律。
5．某植物体细胞内三对基因在染色体上的位置情况如图所示，三对基因分别单独控制不同的相对性状。下列叙述正确的是(　　)
A．图中A、a和B、b的遗传遵循基因的自由组合定律
B．基因型为AaBb的个体自交，后代会出现4种表型，比例为9∶3∶3∶1
C．如果基因型为AaBb的个体在产生配子时没有发生染色体互换，则它可产生4种配子
D．三对基因的遗传均遵循基因的分离定律
6．现有纯种果蝇品系①～④，其中品系①的性状均为显性，品系②～④均只有一种性状是隐性，其他性状都是显性。这四个品系的隐性性状及控制隐性性状的基因所在的染色体如表所示，若要验证基因的自由组合定律，可选择交配的品系组合为(　　)
品系 ① ② ③ ④
隐性性状 均为显性 残翅 黑身 紫红眼
基因所在染色体 Ⅱ、Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ
A.①×④ B．①×②
C．②×③ D．②×④
答案精析
一、梳理教材新知
1．染色体　染色体
2．染色体的行为　平行　完整　独立　相对稳定　成对　成对的基因中的一个　成对　成对的染色体中的一条　父方　母方　同源　父方　母方　非等位基因　非同源染色体
判断正误
(1)×　(2)×　(3)√
提示　(1)萨顿利用类比推理法，推测基因位于染色体上，细胞质中的基因不位于染色体上。(2)配子中不只含有一个基因，而是含有每对基因中的一个。
探究核心知识
1．如图所示
2．不一定；这样推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否还需要实验的验证。
落实思维方法
1．C　[萨顿提出了“基因在染色体上”的假说，但并没有证明基因位于染色体上，该假说的提出在当时并没有科学的实验依据作为支撑。]
2．C
二、梳理教材新知
1．摩尔根
2．果蝇　(1)易饲养　(2)3　1　XX　XY
3．(1)红眼　白眼　②红眼　③3∶1　分离　一　④性别　(2)①X染色体　②XWXW　XwY　XW　Xw　Y　XW　Y　XW　白眼雄性　(3)测交　(4)X　基因在染色体上
4．许多　线性
判断正误
(1)√　(2)×
提示　(2)生殖细胞和体细胞中都含有常染色体和性染色体。
探究核心知识
1．只位于X染色体上能合理地解释实验现象，如果只位于Y染色体上，则F1中应有白眼雄果蝇出现。
2．(1)如图所示
(2)如图所示
(3)如图所示
3．能证明，如果X和Y染色体上都含有眼色基因，野生红眼雄果蝇的基因型应为XWYW，根据实验三的推测，其结果应为子代全是红眼果蝇，无白眼果蝇，这与实验结果不一致。
落实思维方法
3．D　[果蝇在自然状态下不一定都是纯种，D符合题意。]
4．D　[根据F2的性状分离比为3∶1可知，果蝇的眼色受一对等位基因控制，其遗传遵循分离定律，A正确；亲本基因型分别为XWXW、XwY，F1红眼雌、雄果蝇的基因型分别为XWXw、XWY，F2的基因型为XWXW、XWXw、XWY、XwY，F2的红眼雌果蝇中纯合子(XWXW)占1/2，C正确；选用自然界中的红眼雄果蝇与白眼雌果蝇进行实验可以确定基因所在位置，D错误。]
三、梳理教材新知
1．(1)同源染色体　独立性　(2)同源染色体
2．(1)互不干扰　(2)等位基因　非等位基因
判断正误
(1)×　(2)×　(3)√
提示　(1)一对同源染色体上的两个A基因属于同一种基因。(2)基因的分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。
探究核心知识
(1)不遵循　A/a与B/b位于一对同源染色体上　(2)A/a与C/c或B/b与C/c　它们位于两对同源染色体上
落实思维方法
5．D
6．D　[验证自由组合定律时，注意控制两对相对性状的基因应位于两对同源染色体上，分析题表可知，可选择品系②和品系④或品系③和品系④杂交，D符合题意。]

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