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第2章
第2节　基因在染色体上
基因和染色体的关系
知识目标 素养目标
1．列举基因与染色体具有平行关系的具体内容(重点)； 2．运用假说—演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的实验(重难点)； 3．对果蝇杂交实验结果的解释和验证(难点)； 4．从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律作出现代解释(重点)； 5．等位基因与同源染色体、非等位基因与非同源染色体的关系(难点) 生命观念：通过萨顿假说和摩尔根的果蝇实验，认识到基因是有物质实体的，理解遗传的物质性；
科学思维：尝试运用假说—演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的实验；
科学探究：通过对摩尔根实验假说的提出和验证实验的设计分析，提升科学探究能力；认同摩尔根等科学家尊重科学事实、敢于质疑他人又勇于否定自我的科学精神
新知导学
知识回顾：
1866年孟德尔发现了遗传的两大定律
基因，究竟在哪里呢？
1909年，约翰逊给“遗传因子”起了一个新名字叫作“基因”
讨论
1.对人类基因组进行测序，为什么首先要
确定哪些染色体
2.为什么不测定全部46条染色体
人有46条染色体，但是旨在揭示人类基因组遗传信息的人类基因组计划却只测定人的24条染色体的DNA序列。
因为基因位于染色体上。
测序22条常染色体+X+Y
人染色体扫描电镜图片
问题探讨：
在常染色体中，每对同源染色体上分布的基因是相同的或是等位基因，只对其中一条测序就可以了；性染色体X和Y差别较大，基因也大不相同，所以都要测序。
一、 萨顿的假说
1．1903年美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
(1) 发现问题：萨顿发现孟德尔提出的一对遗传因子的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
(2) 提出假说(教材P29)：基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说，____________________。
(3) 萨顿假说的依据：________________________________________。
目标一　关于基因在染色体上的证据
基因就在染色体上
基因和染色体行为存在着明显的平行关系
2．基因和染色体存在明显平行关系的证据(教材P29)
基因成对
存在
只有成对的基因中的一个
成对的同源染色体
一条来自父方，
一条来自母方。
成对的基因一个来自父方，一个来自母方。
基因行为
染色体行为
体细胞
染色体成对
存在
只有成对染色体中的一条
配子
来源
P
配子
F1
P
配子
F1
♂
♀
D
d
Dd
DD
♂
dd
♀
×
×
一对等位基因
一对同源染色体
在杂交过程中保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
形成配子时
非等位基因自由组合
非同源染色体自由组合
基因行为
染色体行为
一对等位基因
一对同源染色体
YyRr
YR
yr
yR
Yr
配子
配子
在杂交过程中保持完整性和独立性
在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构
孟德尔遗传理论
萨顿假说
果蝇实验
摩尔根
红眼和白眼
长翅和残翅
灰体和黑檀体
直翅和卷翅
野生型
突变型
二、 摩尔根假说的提出及验证
1．果蝇作为遗传学实验材料的优点——教材P30“相关信息”
(1) 有许多____________的相对性状。
易于区分
本实验中所研究的相对性状
本实验中所研究的相对性状：
①果蝇的红眼为野生型(说明是纯合子)，在自然条件下，红眼是果蝇最常见的眼色。
②果蝇的白眼为突变型，非常少(实验研究中非常珍贵)。
常见的红眼果蝇
野生型
变异的白眼果蝇
突变型
白眼是实验室中发现的突变表型，非常少
1．果蝇作为遗传学实验材料的优点——教材P30“相关信息”
(2) 培养周期______，繁殖快，后代数量多。
(3) 成本______。
(4) 易饲养。
短
低
1．果蝇作为遗传学实验材料的优点——教材P30“相关信息”
(5) 染色体数目______，便于观察。
果蝇的染色体组成：
少
同型
雌性
雄性
性染色体
常染色体
3对常染色体+
3对常染色体+
异型
染色体
的类型
_________:与性别决定无关的染色体(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)
_________:与性别决定有关的染色体，如X、Y染色体
如：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
XX
XY
常染色体
性染色体
2．摩尔根果蝇杂交实验及验证(假说—演绎法)
红眼
红眼
白眼
[思考] 与孟德尔豌豆杂交实验的比较：
相同
之处
红眼
3∶1
分离
等位基因
实验结果符合分离定律吗？
2．摩尔根果蝇杂交实验及验证(假说—演绎法)
红眼
红眼
白眼
[思考] 与孟德尔豌豆杂交实验的比较：
不同
之处
雄
性别
观察子二代果蝇眼色特点，你发现了什么？
白眼性状的表现为何总与性别相联系
控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
雌果蝇种类：
红眼（ＸＷＸw 、ＸＷＸＷ）
白眼（ＸWＸW）
雄果蝇种类：
红眼（ＸＷＹ）
白眼（ＸwＹ）
活动：依据假说，写出红眼雌果蝇、白眼雌果蝇、红眼雄果蝇、白眼雄果蝇的基因组成
利用基因分离定律，能否写出这些果蝇所产生的配子种类？
[思考]
(1) 关于性染色体：果蝇体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。拥有同型性染色体(即XX)的个体为雌性，拥有异型性染色体(即XY)的个体为雄性。X与X、X与Y均为同源染色体，在减数分裂过程中彼此分离，进入不同的配子(见下图)。据图分析可知，______雄果蝇可能和亲本雄果蝇拥有相同的X染色体。
F2
(2) 关于白眼性状的遗传：在摩尔根的实验中，只有______________和____________拥有相同的白眼性状。
(3) 综上分析可知，白眼的遗传和性别相关联，且与X染色体的遗传相似，摩尔根由此提出假说。
亲本雄果蝇
F2雄果蝇
白眼性状的表现为何总与性别相联系
控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
[拓展]位于性染色体不同区段及相关基因型的书写
X
Y
X非同源区段
Y非同源区段
X和Y同源区段
如XYA 、 XYa
如XWXW 、XWXw 、XwXw XWY XwY
如XDXD 、XDXd 、XdXd
XDYD、XDYd 、XdYD 、XdYd
如XBXB 、XBXb 、XbXb XBY XbY
X
X
同源区段
W(w)
A(a)
B(b)
D(d)
D(d)
W(w)
W(w)
D(d)
B(b)
B(b)
D(d)
假说内容可用以下图解表示：
XWXw
XWY
XWXW
XWXw
XWY
XwY
XW
Xw
XW
Y
×
XWXW
XwY
XW
Y
Xw
XWY
XWXw
×
P
F1
F2
配子
Xw
XW
Y
XW
XWXW（红雌）
XWXw（红雌）
XWY（红雄）
XwY（白雄）
3/4红眼（雌、雄） 1/4白眼（雄）
配子
或：
摩尔根对假说的验证
红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝1∶1∶1∶1
红眼雌蝇∶白眼雄蝇＝1∶1
思路：验证实验用测交
×
白眼
红眼
白眼雄蝇
白眼雌蝇
以上演绎推理过程可用遗传图解表示如下：
XWXw
XwY
XW
Xw
Xw
Y
XWXw
XwXw
XWY
XwY
红眼(雌)
白眼(雌)
测交1
测交亲本
测交子代
红眼雌
XWXw
白眼雄
XwY
红眼雌
XWXw
白眼雄
XwY
白眼雌
XwXw
红眼雄
XWY
1:1:1:1
F1红眼（雌）×白眼（雄）（回交）
XwXw
XWY
Xw
XW
Y
XWXw
XwY
X
染色体
测交亲本
测交子代
白眼雌
XwXw
红眼雄
XWY
红眼雌
XWXw
白眼雄
XwY
1 : 1
1 : 1
测交二与测交一为：
测交二
[拓展]教材P31“思考·讨论”
摩尔根等人在分析“控制果蝇眼睛颜色的基因在性染色体上的位置”时，除了“控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因”这一假说之外，还可能做出了哪些假设？这些假设能否解释已有实验结果？
思考：测交1和测交2一定能证明基因在X染色体上吗？
若基因在X-Y同源区段上，则测交实验1不能证明摩尔根假说的正确性
假设一：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。
按照该假设，红眼雌蝇的基因型为______，白眼雄蝇的基因型为_______，两者杂交，F1的表型及比例为____________________________，F2的表型及比例为____________________________，与摩尔根实验结果不符，该假说不成立。
XX
XYw
红眼雌蝇∶白眼雄蝇＝1∶1
红眼雌蝇∶白眼雄蝇＝1∶1
假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。
按照该假设，红眼雌蝇的基因型为XWXW，白眼雄蝇的基因型为XwYw，两者杂交，F1的表型及比例为____________________，F2的表型及比例为_____________ _____________________________，与摩尔根实验结果相符，该假说是否正确呢？我们用假说—演绎法加以验证：如果该假说正确，那么用F1红眼雌蝇(XWXw)与白眼雄蝇(XwYw)进行测交，后代应表现为________________________________________ ______________；再用所得的白眼雌蝇(XwXw)与野生红眼雄蝇(XWYW)交配，后代应表现为____________。
而摩尔根的实际实验结果与按照该假说所预测的结果不符，说明该假说不正确。
雌雄果蝇均为红眼
红眼雌蝇∶
红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝2∶1∶1
红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇
＝1∶1∶1∶1
全为红眼
方法规律
在运用假说—演绎法分析问题时，如何设计合理的实验对假说进行验证呢？
一个最基本的方法：对所拥有的实验材料和所有可能的实验方案进行梳理分析，从中选出合适的方案。例如摩尔根的研究过程中，如何设计实验证明控制眼色的基因是仅位于X染色体上，还是同时位于X、Y染色体上呢？我们不妨做如下梳理：
第一步：梳理现有的实验材料。
按照这两种假说，摩尔根的实验中相关个体的基因型和表型分别如下：
另外，摩尔根还做了F1红眼雌蝇(XWXw)与白眼雄蝇(XwY或XwYw)的杂交实验，得到了白眼雌蝇(XwXw)；根据以上信息，可以梳理出目前所拥有的全部果蝇为以下类型：
雌蝇：野生红眼(XWXW)、杂合红眼(XWXw)、白眼(XwXw)
雄蝇：野生红眼(XWY或XWYW)、白眼(XwY或XwYw)、F1红眼(XWY或XWYw)
第二步：按下表梳理所有可能的杂交组合。
第三步：从中选出合适的杂交组合。
很显然，要想确认Y染色体上是否有控制眼色的基因，用杂合红眼雌蝇(XWXw)与野生纯合红眼雄蝇(XWY或XWYW)杂交，或者白眼雌蝇(XwXw)与野生纯合红眼雄蝇(XWY或XWYW)杂交即可。
假说—演绎法：
观察现象
提出问题
分析问题
提出假说
演绎推理
验证假说
实验检验
得出结论
白眼性状的表现总是与性别相联系？
若控制白眼基因（w）在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因
测交
基因在染色体上
从此，摩尔根成了孟德尔理论的坚定支持者
分离定律
自由组合定律
基因在染色体上
假说演绎法
三、 基因与染色体的关系(教材P31～32)
1．现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目。
2．推测：一条染色体上应该有许多个基因。
X
X
4对染色体，1.3万个基因
23对染色体，2.6万个基因
3．证明方法(进一步探究)：摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。
4．结论：一条染色体上有许多个基因。基因在染色体上呈线性排列。
[思考] 人类基因组测序——教材P29“问题探讨”
(1) 人有______条染色体，人类基因组计划只测
定______条染色体的DNA序列，即______条常
染色体和____________________上的DNA序列。
(2) 如果对果蝇进行基因组测序，测定对象是
___________________________；如果对豌豆
(2n＝14)进行基因组测序，测定对象是_____条
染色体(豌豆为雌雄同株，没有性染色体)。
总结：
46
24
22
X、Y两条性染色体
4条常染色体＋X、Y染色体
7
不是。
①真核生物的核基因都位于染色体上，而质基因位于线粒体等细胞器内；
②原核生物的基因有的位于拟核区DNA分子上，有的位于细胞质的质粒上。
细菌、病毒等
生物没有染色体
叶绿体、线粒体
等含细胞质基因
果蝇的体色分为灰体和黑体，眼色分为红眼和白眼，这两对相对性状由均不位于Y染色体上的两对等位基因控制。为研究其遗传机制，研究人员取纯合的灰体红眼雌果蝇和黑体白眼雄果蝇杂交，F1全为灰体红眼。让F1随机交配，F2中灰体红眼∶灰体白眼∶黑体红眼∶黑体白眼＝9∶3∶3∶1。下列有关分析错误的是 (　 )
A．体色中的灰体和眼色中的红眼均为显性性状
B．重新统计F2中黑体果蝇的性别可确定控制体色的基因的位置
C．若F2黑体果蝇中既有雄性又有雌性，则说明控制体色的基因位于X染色体上
D．若控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，则根据红眼雄果蝇和白眼雌果蝇杂交后代的眼色可判断果蝇的性别
1
C
解析：亲本为纯合的灰体红眼雌果蝇和黑体白眼雄果蝇杂交，F1全为灰体红眼，所以体色中的灰体和眼色中的红眼均为显性性状，A正确。黑体为隐性性状，若F2中黑体果蝇全为雄性，则控制体色的基因位于X染色体；若F2中黑体果蝇有雌性也有雄性，且雌雄比例相当，则控制体色的基因位于常染色体，所以重新统计F2中黑体果蝇的性别可确定控制体色的基因的位置，B正确，C错误。若控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，则红眼雄果蝇和白眼雌果蝇杂交，后代红眼全为雌果蝇，白眼全为雄果蝇，从后代的眼色可判断果蝇的性别，D正确。
遗传因子
分离定律
自由组合定律
减数分裂Ⅰ后期
基因在染色体上
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
能不能把这些知识联系起来？
1．分析细胞分裂图中基因和染色体的关系——教材P30“思考·讨论”
(1) 某生物基因型为AaBb(减数分裂中两对基因能够自由组合)，图1为该生物细胞分裂不同时期的图像，其中已标出基因A所在位置，请标出其他基因所在位置(不考虑交换)。
目标二　孟德尔遗传规律的现代解释
图1
________________
注：两个B可以和两个b同时交换。
注：b可以同时换为B。
如下图所示:
(2) 在精(卵)原细胞中，等位基因位于______________上，控制着________性状，如图2中__________________________(举一例)；相同基因位于______________上，一般控制着________性状，如图2中____________________(举一例)；非等位基因位于______________或________________上，一般控制着________性状，如图2中__________________________(举一例)。
图2
同源染色体
相对
A与a(或D与d、E与e等)
同源染色体
相同
B与B(或C与C等)
同源染色体
非同源染色体
不同
A与B(或A与E、B与C等)
2．分离定律和自由组合定律的实质
在减数分裂形成配子的过程中，________染色体上的________基因彼此分离，________________上的__________基因自由组合。下图中，基因A、a与D、d________(选填“能”或“不能”)自由组合，A、a与________能自由组合。
同源
等位
非同源染色体
非等位
不能
E、e
下图表示两对等位基因在染色体上的分布情况。若A、a控制一对相对性状，A对a呈完全显性，B、b控制另一对相对性状，B对b呈完全显性，图1、2、3中的同源染色体均不发生交换，则图中所示个体的自交后代的表型种类依次是 (　 )
图1 图2 图3
A．2、3、4 B．4、4、4
C．2、4、4 D．2、2、4
2
A
解析：图1中含有一对同源染色体，基因型为AaBb，其中AB连锁，ab连锁，个体自交后代有3种基因型(AABB、AaBb、aabb)，2种表型；图2中含有一对同源染色体，基因型为AaBb，其中Ab连锁，aB连锁，个体自交后代有3种基因型(AAbb、AaBb、aaBB)，3种表型。图3个体含有两对同源染色体，基因型为AaBb，符合自由组合定律，个体自交后代有9种基因型，4种表型。
[审题思路]
步骤 第一步：分析两对基因能否自由组合 第二步：分析配子种类 第三步：分析子代基因型及表型种类
图1 两对基因位于一对同源染色体上，不能自由组合 2种，分别为AB、ab

表型：2种
图2 两对基因位于一对同源染色体上，不能自由组合 2种，分别为Ab、aB

表型：3种
步骤 第一步：分析两对基因能否自由组合 第二步：分析配子种类 第三步：分析子代基因型及表型种类
图3 两对基因位于两对同源染色体上，可以自由组合 4种，分别为Ab、aB、AB、ab 因两对基因能够自由组合，可分别自交后再将结果组合

表型：4种
根据例2分析并回答：
(1) 三个个体自交后代的表型比例分别为：图1 ________；图2 ___________；图3 ______________。
(2) 如果对三个个体进行测交，后代的表型比例为：图1 ________；图2 ________；图3 ______________。
(3) 如果图1所示的个体有少量精原细胞减数分裂时，B、b所在的片段发生了交换，则该个体测交后代有_____种表型，比例________(选填“是”或“不是”)1∶1∶1∶1。　
3∶1
1∶2∶1
9∶3∶3∶1
1∶1
1∶1
1∶1∶1∶1
4
不是
图1
图2
图3
解析：发生了交换的精原细胞将产生4种等比例的精子：AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，但大部分细胞并没有发生交换，仍然产生大量AB、ab两种配子，所以整体来看，配子种类有4种，但基因型为AB、ab的占多数，因交换而产生的Ab、aB占少数，测交后代表型有4种，但比例不为1∶1∶1∶1。　
随堂内化
一、 知识构建评价
基因在染色体上
与性
别相关联
X染色体
红眼、
白眼
在减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合
二、 概念诊断评价
(1) 萨顿通过观察蝗虫细胞的染色体变化规律，推出基因在染色体上的假说。 (　 )
(2) X染色体上基因控制的性状遗传不遵循孟德尔遗传规律。 (　 )
(3) 减数分裂过程中，等位基因发生分离，所有非等位基因都能自由组合。 (　 )
(4) 摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上呈线性排列。 (　 )
√
×
×
×
三、 学情随堂评价
1．合适的实验材料能推开新发现的大门，摩尔根证实基因在染色体上所用的实验材料是 (　 )
A．豌豆 B．果蝇
C．大肠杆菌 D．地雀
B
2．摩尔根等人绘出的果蝇X染色体上一些基因的相对位置如图所示。下列叙述正确的是 (　 　)
A．截翅基因和短硬毛基因的遗传遵循自由组合定律
B．白眼基因和朱红眼基因是一对等位基因
C．X染色体上的基因只在雌性个体中表达
D．基因在X染色体上呈线性排列
D
解析：位于非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循自由组合定律，由图可知，短硬毛基因和截翅基因位于同一条X染色体上的不同位置，不遵循基因自由组合定律，A错误；等位基因位于同源染色体上，白眼基因和朱红眼基因位于同一条X染色体的不同位置上，属于非等位基因，B错误；雄性个体中也含有X染色体，X染色体上的基因不只在雌性个体中表达，在雄性个体中也表达，C错误；据图可知，基因位于染色体上，一条染色体上含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，D正确。
3．果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制，其中基因B、b仅位于X染色体上。基因A和B同时存在时，果蝇表现为红眼，基因B存在而基因A不存在时，果绳表现为粉红眼，其余情况果蝇均表现为白眼。现有一只纯合粉红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，F1全表现为红眼，F1自由交配获得F2。下列分析错误的是 (　 　)
A．亲本雌雄果蝇的基因型为aaXBXB、AAXbY
B．F2中红眼果蝇的基因型有6种
C．F2中白眼果蝇所占的比例为1/4
D．F2中粉红眼果蝇自由交配，后代会出现3种眼色
D
解析：由题可知，红眼果蝇的基因型为A_XB_，粉红眼果蝇的基因型为aaXB_，白眼果蝇的基因型为_ _XbXb、_ _XbY。已知一只纯合粉红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，F1全表现为红眼，故亲本雌雄果蝇的基因型为aaXBXB、AAXbY，A正确。F1雌雄果蝇的基因型为AaXBXb、AaXBY，F2中红眼果蝇的基因型有2×3＝6种，B正确。F2中白眼果蝇的基因型为_ _XbY，所占的比例为1/4，C正确。F2中粉红眼雌果蝇的基因型为aaXBXB、aaXBXb，粉红眼雄果蝇的基因型为aaXBY，F2中粉红眼果蝇自由交配，后代会有粉红眼和白眼2种眼色，不会出现红眼，D错误。
4．果蝇的红眼对白眼为显性，且控制该性状的一对基因位于X染色体上，下列通过眼色就可以直接判断子代果蝇性别的杂交组合是 (　 　)
D第2节　基因在染色体上
1．萨顿提出了基因和染色体存在明显平行关系的假说，其依据不包括(　　)
A．体细胞中基因和染色体都成对存在，形成配子时都分离
B．体细胞中成对的基因和同源染色体都分别来自父方和母方
C．非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
D．非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
2．右下图表示某果蝇X染色体上的部分基因位点。下列有关叙述错误的是(　　)
A．该果蝇的眼色不一定为白眼
B．摩尔根用假说—演绎法证明基因在染色体上呈线性排列
C．位于该染色体上的基因，在Y染色体上可能有等位基因
D．深红眼基因和朱红眼基因在遗传时不符合基因的分离定律
3．摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时，经历了若干过程，其中：①白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关；②白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上；③如果用白眼雌蝇与野生红眼雄蝇杂交，子代应表现为雌蝇均为红眼，雄蝇均为白眼。上面三个叙述中(　　)
A．①为假说，②为结论，③为验证
B．①为观察，②为假说，③为结论
C．①为问题，②为假说，③为演绎
D．①为问题，②为假说，③为验证
4．基因主要位于染色体上，下列关于基因和染色体的表述，错误的是(　　)
A．染色体就是由基因组成的
B．染色体是基因的主要载体
C．基因在染色体上呈线性排列
D．一条染色体上有多个基因
5．为了研究基因与染色体之间的关系，科学家们进行了一轮又一轮的研究和探讨。下列有关基因和染色体的叙述，错误的是(　　)
A．摩尔根利用果蝇实验，证明了控制果蝇红眼与白眼的基因在X染色体上
B．染色单体分开时，复制而来的两个基因也随之分开
C．萨顿提出：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系
D．等位基因都位于同源染色体上，非等位基因都位于非同源染色体上
6．摩尔根及其同事采用“假说—演绎法”证实控制果蝇红眼、白眼基因只位于X染色体上，不在X、Y染色体同源区段。下列测交方法能验证他们提出的假说的是(　　)
A．F1中红眼雌果蝇与白眼雄果蝇测交
B．F1中红眼雄果蝇与白眼雌果蝇测交
C．白眼雄果蝇与红眼雌果蝇测交
D．白眼雌果蝇与红眼雄果蝇测交
7．果蝇是常用的遗传学实验材料，下列选项不是其作为实验材料优点的是(　　)
A．果蝇易饲养，繁殖快，一只雌果蝇一生能产生几百个后代
B．果蝇有4对染色体，携带的基因有1.3万个
C．果蝇每一对同源染色体形态、大小相同，结构相似
D．在腐烂的水果周围常可以看到，容易获得
8．摩尔根用果蝇作为实验材料，证明了基因位于染色体上。果蝇眼色遗传实验过程如下图所示，下列叙述错误的是(　　)
A．摩尔根的实验运用了假说—演绎法
B．果蝇白眼的遗传与X染色体的遗传相似
C．控制白眼的基因在Y染色体上有其等位基因
D．果蝇作为遗传材料的优点有培养周期短、染色体数目少等
9．某雌性个体的卵原细胞中三对基因在染色体上的分布情况如下图所示，不考虑染色体片段交换。下列叙述正确的是(　　)
A．等位基因位于同源染色体上或非同源染色体上
B．基因a是基因D的非等位基因
C．基因b与基因b的分离仅发生在减数分裂Ⅰ后期
D．该卵原细胞可产生AbD、Abd、abD、abd这四个卵细胞
10．研究发现，果蝇眼色色素的产生必须有显性基因A，aa时眼色为白色；基因B存在时眼色为紫色，bb时眼色为红色。纯种的白眼雌果蝇和纯种的红眼雄果蝇杂交得F1，F1自交得F2。F2的表型如下：紫眼144只，紫眼284只，白眼94只，白眼98只，红眼148只。下列叙述错误的是(　　)
A．基因A位于常染色体上，基因B位于X染色体上
B．F1雌雄果蝇均为紫眼
C．F2紫眼雌果蝇中纯合子占1/4
D．F2雄果蝇的基因型有6种
11．下图为摩尔根证明基因位于染色体上的果蝇杂交实验过程的部分图解。下列相关叙述错误的是(　　)
A．依据杂交后代的性状分离比可知，果蝇红、白眼色的遗传遵循分离定律
B．F1红眼雌雄果蝇相互交配产生的F2红眼果蝇中，纯合子雌果蝇占1/2
C．白眼雌果蝇与纯合红眼雄果蝇交配，可证明控制眼色的基因仅在X染色体上
D．让F2中的红眼雌雄果蝇自由交配，后代中出现白眼果蝇的概率为1/8
12． 下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图(不考虑变异)，下列叙述错误的是(　　)
A． 图示体现了基因在染色体上呈线性排列
B． 白眼基因w与紫眼基因pr互为非等位基因
C． 有丝分裂后期，基因dp、pr、sn、w会出现在细胞同一极
D． 减数分裂Ⅱ后期，基因dp、pr、sn、w不可能在细胞的同一极
13.1905年，威尔森发现宽头虫雌虫有2条X染色体，雄虫只有1条X染色体。1910年，摩尔根在此基础上对白眼雄果蝇的杂交实验提出初步假设：眼色与性别独立遗传，红眼雌果蝇相关遗传物质组成为RRXX，白眼雄果蝇为WWX。下列叙述错误的是(　　)
A．依据摩尔根实验结果可推知R对W为显性
B．该假设可解释果蝇性别每一代雌雄比例均接近1∶1
C．依据假设分析F1的红眼雄果蝇可产生2种类型的配子
D．摩尔根实验结果F2的表型及比例不支持该假设
第2节　基因在染色体上
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 D B C A D D C C B C B D C
1．D　解析：同源染色体上也存在非等位基因，不能自由组合，只有非同源染色体上的非等位基因能自由组合，不是萨顿的平行理论的依据，D符合。
2．B　解析：如果是雌果蝇，由图不能判断该果蝇是否为白眼，A正确；摩尔根只是利用假说—演绎法证明了基因在染色体上，基因在染色体上呈线性排列不是利用假说—演绎法证明的，B错误；X染色体和Y染色体同源区域上存在等位基因，C正确；基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离，而深红眼基因和朱红眼基因位于一条染色体上，故不遵循基因分离定律，D正确。
3．C　解析：③是根据假说所作出的推理和实验设计，并不是具体的实验验证操作环节，应属于演绎过程，C正确。
4．A　解析：染色体主要由蛋白质和DNA组成，A错误。
5．D　解析：等位基因位于同源染色体上，然而，非等位基因不仅可以位于非同源染色体上，还可以位于同源染色体的不同位置，D错误。
6．D　解析：F1中红眼雌果蝇(XAXa)与白眼雄果蝇(XaY或XaYa)测交，控制果蝇红眼、白眼基因只位于X染色体上和在X、Y染色体同源区段上实验结果一致，无法验证，A错误；F1中红眼雄果蝇(XAY或XAYa)与白眼雌果蝇(XaXa)测交，控制果蝇红眼、白眼基因只位于X染色体上和在X、Y染色体同源区段上实验结果一致，无法验证，B错误；白眼雄果蝇(XaY或XaYa)与红眼雌果蝇(XAXA)测交，控制果蝇红眼、白眼基因只位于X染色体上和在X、Y染色体同源区段上实验结果一致，无法验证，C错误；白眼雌果蝇(XaXa)与红眼雄果蝇(XAY或XAYA)测交，如果后代雌蝇全为红眼，雄蝇全为白眼，即可验证控制果蝇红眼、白眼基因只位于X染色体上，不在X、Y染色体同源区段，D正确。
7．C　解析：果蝇易饲养，繁殖快，产生的后代多；果蝇的染色体数目少，有4对同源染色体，但染色体大，携带基因多；果蝇的X染色体和Y染色体形态、大小相差很大，结构不相似。
8．C　解析：摩尔根等人选择果蝇作为实验材料，采用假说—演绎法提出了“果蝇的白眼基因位于X染色体上”的结论，证明了基因在染色体上，A正确；摩尔根等人在进行果蝇杂交实验时发现，果蝇白眼的遗传与性别相关联，而且与X染色体的遗传相似，B正确；控制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因，C错误；果蝇个体小、易饲养、繁殖快、有易于区分的相对性状、染色体数目少，故常作为遗传学的实验材料，D正确。
9．B　解析：等位基因是指位于同源染色体上相同位置控制相对性状的基因，不会位于非同源染色体上，A错误；雌性个体的卵原细胞的基因型为AabbDd，由于不考虑染色体片段交换，基因b与基因b位于同源染色体上和姐妹染色单体上，其分离发生在减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期，C错误；一个卵原细胞经过减数分裂只能产生一个卵细胞，所以该卵原细胞只能产生AbD、Abd、abD、abd中的一种卵细胞，D错误。
10．C　解析：据题意可知，F2中雌雄表现不一致，说明两对基因至少有一对位于性染色体上，假定两对基因都位于X染色体上，亲代基因型为XaBXaB、XAbY, F1基因型为XaBXAb、XaBY，F2雌性中白色和紫色比例为1∶1，雄性中白色和红色比例为1∶1，与题意不符；假定A/a位于常染色体上，B/b位于X染色体上，亲代基因型为aaXBXB、AAXbY，F1基因型为AaXBXb、AaXBY，F2中雌性白色和紫色比例为1∶3，雄性中白色∶红色∶紫色比例为2∶3∶3，与题意相符；假定A/a位于X染色体上，B/b位于常染色体上，亲代基因型为BBXaXa、bbXAY，F1基因型为BBXAXa、BbXaY，F2中雌性会出现红色，与题意不符，因此基因A位于常染色体上，基因B位于X染色体上，A正确。基因A位于常染色体上，基因B位于染色体上，亲代基因型为aaXBXB、AAXbY，F1基因型为AaXBXb、AaXBY，F1雌雄果蝇均为紫眼，B正确。F2紫眼雌果蝇有A_XBX－，其中纯合子占(1/3)×(1/2)＝1/6，C错误。F2雄果蝇的基因型有AAXBY、AaXBY、aaXBY、AAXbY、AaXbY、aaXbY，共6种，D正确。
11．B　解析：F2中性状分离比为3∶1，说明眼色基因由一对等位基因控制，遵循基因的分离定律，A正确；F2雌果蝇有两种基因型，即XBXB和XBXb，红眼雄果蝇只有一种基因型XBY，所以F2红眼果蝇中，纯合子雌果蝇占1/3，B错误；白眼雌果蝇(XbXb)与纯合红眼雄果蝇(XBY)交配，子代雄性均为白眼，雌性均为红眼，可证明控制眼色的基因仅在X染色体上，C正确；让F2中的红眼雌果蝇(1/2XBXB和1/2XBXb)与红眼雄果蝇(XBY)自由交配，后代中出现白眼果蝇的概率为(1/2)×(1/4)＝1/8，D正确。
12．D　解析：据图可知，基因在染色体上呈线性排列，A正确；白眼基因w与紫眼基因pr在不同的染色体上，互为非等位基因，B正确；在不考虑变异的情况下，有丝分裂后期，基因中dp、pr、sn、w会出现在细胞同一极，C正确；减数分裂Ⅱ后期，若图示的X染色体与2号染色体移到细胞的同一极，则基因dp、pr、sn、w将出现在细胞的同一极，D错误。
13．C　解析：根据教材摩尔根的杂交实验，红眼雌果蝇(RRXX)与白眼雄果蝇(WWX)杂交后，F1均为红眼果蝇，说明红眼(R)对白眼(W)为显性，A正确；根据假设，雌性为XX，雄性为X，性别决定与X染色体的数量有关，因此每一代雌雄比例接近1∶1，B正确；根据假设，F1的红眼雄果蝇的基因型应为RWX，能产生RX、WX、R、W 4种配子，C错误；摩尔根的实验结果发现F2中红眼与白眼的比例为3∶1，符合孟德尔分离定律，不符合自由组合定律，说明眼色与性别并非独立遗传，因此实验结果不支持该假设，D正确。第2节　基因在染色体上
知识目标 素养目标
1．列举基因与染色体具有平行关系的具体内容(重点)； 2．运用假说—演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的实验(重难点)； 3．对果蝇杂交实验结果的解释和验证(难点)； 4．从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律作出现代解释(重点)； 5．等位基因与同源染色体、非等位基因与非同源染色体的关系(难点) 生命观念：通过萨顿假说和摩尔根的果蝇实验，认识到基因是有物质实体的，理解遗传的物质性； 科学思维：尝试运用假说—演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的实验； 科学探究：通过对摩尔根实验假说的提出和验证实验的设计分析，提升科学探究能力；认同摩尔根等科学家尊重科学事实、敢于质疑他人又勇于否定自我的科学精神
目标一　关于基因在染色体上的证据
一、 萨顿的假说
1．1903年美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
(1) 发现问题：萨顿发现孟德尔提出的一对遗传因子的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
(2) 提出假说(教材P29)：基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说，__ __。
(3) 萨顿假说的依据：__ __。
2．基因和染色体存在明显平行关系的证据(教材P29)
二、 摩尔根假说的提出及验证
1．果蝇作为遗传学实验材料的优点——教材P30“相关信息”
(1) 有许多__ __的相对性状。
本实验中所研究的相对性状。
①果蝇的红眼为野生型(说明是纯合子)，在自然条件下，红眼是果蝇最常见的眼色。
②果蝇的白眼为突变型，非常少(实验研究中非常珍贵)。
(2) 培养周期__ __。(3) 成本__ __。(4) 易饲养。(5) 染色体数目__ __，便于观察。
果蝇的染色体组成：
注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
2．摩尔根果蝇杂交实验及验证(假说—演绎法)
[思考] 与孟德尔豌豆杂交实验的比较：
[思考]
(1) 关于性染色体：果蝇体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。拥有同型性染色体(即XX)的个体为雌性，拥有异型性染色体(即XY)的个体为雄性。X与X、X与Y均为同源染色体，在减数分裂过程中彼此分离，进入不同的配子(见下图)。据图分析可知，__ __雄果蝇可能和亲本雄果蝇拥有相同的X染色体。
(2) 关于白眼性状的遗传：在摩尔根的实验中，只有__ __和__ __拥有相同的白眼性状。
(3) 综上分析可知，白眼的遗传和性别相关联，且与X染色体的遗传相似，摩尔根由此提出假说。
[拓展]位于性染色体不同区段及相关基因型的书写
假说内容可用以下图解表示：
摩尔根对假说的验证
以上演绎推理过程可用遗传图解表示如下：
[拓展]教材P31“思考·讨论”
摩尔根等人在分析“控制果蝇眼睛颜色的基因在性染色体上的位置”时，除了“控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因”这一假说之外，还可能做出了哪些假设？这些假设能否解释已有实验结果？
假设一：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。
按照该假设，红眼雌蝇的基因型为__ __，白眼雄蝇的基因型为____，两者杂交，F1的表型及比例为__ __，F2的表型及比例为____，与摩尔根实验结果不符，该假说不成立。
假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。
按照该假设，红眼雌蝇的基因型为XWXW，白眼雄蝇的基因型为XwYw，两者杂交，F1的表型及比例为__ __，F2的表型及比例为__ __，与摩尔根实验结果相符，该假说是否正确呢？我们用假说—演绎法加以验证：如果该假说正确，那么用F1红眼雌蝇(XWXw)与白眼雄蝇(XwYw)进行测交，后代应表现为__ _；再用所得的白眼雌蝇(XwXw)与野生红眼雄蝇(XWYW)交配，后代应表现为_ __。
而摩尔根的实际实验结果与按照该假说所预测的结果不符，说明该假说不正确。
方法规律
在运用假说—演绎法分析问题时，如何设计合理的实验对假说进行验证呢？
一个最基本的方法：对所拥有的实验材料和所有可能的实验方案进行梳理分析，从中选出合适的方案。例如摩尔根的研究过程中，如何设计实验证明控制眼色的基因是仅位于X染色体上，还是同时位于X、Y染色体上呢？我们不妨做如下梳理：
第一步：梳理现有的实验材料。
按照这两种假说，摩尔根的实验中相关个体的基因型和表型分别如下：
另外，摩尔根还做了F1红眼雌蝇(XWXw)与白眼雄蝇(XwY或XwYw)的杂交实验，得到了白眼雌蝇(XwXw)；根据以上信息，可以梳理出目前所拥有的全部果蝇为以下类型：
雌蝇：野生红眼(XWXW)、杂合红眼(XWXw)、白眼(XwXw)
雄蝇：野生红眼(XWY或XWYW)、白眼(XwY或XwYw)、F1红眼(XWY或XWYw)
第二步：按下表梳理所有可能的杂交组合。
母本 野生红眼(XWXW) 杂合红眼(XWXw) 白眼(XwXw)
父 本 野生红眼 XWY 全红眼 红∶红∶白＝2∶1∶1 红∶白＝1∶1
或XWYW 全红眼 全红眼
白眼 XwY 全红眼 红∶红∶白∶白＝ 1∶1∶1∶1 全白眼
或XwYw
F1红眼 XWY 全红眼 红∶红∶白＝ 2∶1∶1 红∶白＝1∶1
或XWYw
第三步：从中选出合适的杂交组合。
很显然，要想确认Y染色体上是否有控制眼色的基因，用杂合红眼雌蝇(XWXw)与野生纯合红眼雄蝇(XWY或XWYW)杂交，或者白眼雌蝇(XwXw)与野生纯合红眼雄蝇(XWY或XWYW)杂交即可。
三、 基因与染色体的关系(教材P31～32)
1．现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目。
2．推测：一条染色体上应该有许多个基因。
3．证明方法(进一步探究)：摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。
4．结论：一条染色体上有许多个基因。基因在染色体上呈线性排列。
[思考] 人类基因组测序——教材P29“问题探讨”
(1) 人有___条染色体，人类基因组计划只测定____条染色体的DNA序列，即____条常染色体和__ __上的DNA序列。
(2) 如果对果蝇进行基因组测序，测定对象是__ __；如果对豌豆(2n＝14)进行基因组测序，测定对象是____条染色体(豌豆为雌雄同株，没有性染色体)。
总结：
果蝇的体色分为灰体和黑体，眼色分为红眼和白眼，这两对相对性状由均不位于Y染色体上的两对等位基因控制。为研究其遗传机制，研究人员取纯合的灰体红眼雌果蝇和黑体白眼雄果蝇杂交，F1全为灰体红眼。让F1随机交配，F2中灰体红眼∶灰体白眼∶黑体红眼∶黑体白眼＝9∶3∶3∶1。下列有关分析错误的是(　　)
A．体色中的灰体和眼色中的红眼均为显性性状
B．重新统计F2中黑体果蝇的性别可确定控制体色的基因的位置
C．若F2黑体果蝇中既有雄性又有雌性，则说明控制体色的基因位于X染色体上
D．若控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，则根据红眼雄果蝇和白眼雌果蝇杂交后代的眼色可判断果蝇的性别
目标二　孟德尔遗传规律的现代解释
1．分析细胞分裂图中基因和染色体的关系——教材P30“思考·讨论”
(1) 某生物基因型为AaBb(减数分裂中两对基因能够自由组合)，图1为该生物细胞分裂不同时期的图像，其中已标出基因A所在位置，请标出其他基因所在位置(不考虑交换)。
　　　　　　
图1
__如下图所示：__
注：两个B可以和两个b同时交换。
注：b可以同时换为B。
(2) 在精(卵)原细胞中，等位基因位于__ __上，控制着__ __性状，如图2中__ __(举一例)；相同基因位于__ __上，一般控制着__ __性状，如图2中__ _(举一例)；非等位基因位于__ __或__ __上，一般控制着__ __性状，如图2中__ __(举一例)。
图2
2．分离定律和自由组合定律的实质
在减数分裂形成配子的过程中，__ __染色体上的__ __基因彼此分离，_ __上的____基因自由组合。下图中，基因A、a与D、d__ __(选填“能”或“不能”)自由组合，A、a与__ __能自由组合。
下图表示两对等位基因在染色体上的分布情况。若A、a控制一对相对性状，A对a呈完全显性，B、b控制另一对相对性状，B对b呈完全显性，图1、2、3中的同源染色体均不发生交换，则图中所示个体的自交后代的表型种类依次是(　　)
图1 图2 图3
A．2、3、4 B．4、4、4
C．2、4、4 D．2、2、4
[审题思路]
步骤 第一步：分析两对基因能否自由组合 第二步：分析配子种类 第三步：分析子代基因型及表型种类
图1 两对基因位于一对同源染色体上，不能自由组合 2种，分别为AB、ab 表型：2种
图2 两对基因位于一对同源染色体上，不能自由组合 2种，分别为Ab、aB 表型：3种
图3 两对基因位于两对同源染色体上，可以自由组合 4种，分别为Ab、aB、AB、ab 因两对基因能够自由组合，可分别自交后再将结果组合 表型：4种
根据例2分析并回答：
(1) 三个个体自交后代的表型比例分别为：图1 ____；图2 ____；图3 ____。
(2) 如果对三个个体进行测交，后代的表型比例为：图1 ____；图2 ____；图3 ____。
(3) 如果图1所示的个体有少量精原细胞减数分裂时，B、b所在的片段发生了交换，则该个体测交后代有____种表型，比例__ __(选填“是”或“不是”)1∶1∶1∶1。　
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(1) 萨顿通过观察蝗虫细胞的染色体变化规律，推出基因在染色体上的假说。(　　)
(2) X染色体上基因控制的性状遗传不遵循孟德尔遗传规律。(　)
(3) 减数分裂过程中，等位基因发生分离，所有非等位基因都能自由组合。(　　)
(4) 摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上呈线性排列。(　　)
三、 学情随堂评价
1．合适的实验材料能推开新发现的大门，摩尔根证实基因在染色体上所用的实验材料是(　　)
A．豌豆 B．果蝇
C．大肠杆菌 D．地雀
2．摩尔根等人绘出的果蝇X染色体上一些基因的相对位置如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．截翅基因和短硬毛基因的遗传遵循自由组合定律
B．白眼基因和朱红眼基因是一对等位基因
C．X染色体上的基因只在雌性个体中表达
D．基因在X染色体上呈线性排列
3．果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制，其中基因B、b仅位于X染色体上。基因A和B同时存在时，果蝇表现为红眼，基因B存在而基因A不存在时，果绳表现为粉红眼，其余情况果蝇均表现为白眼。现有一只纯合粉红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，F1全表现为红眼，F1自由交配获得F2。下列分析错误的是(　　)
A．亲本雌雄果蝇的基因型为aaXBXB、AAXbY
B．F2中红眼果蝇的基因型有6种
C．F2中白眼果蝇所占的比例为1/4
D．F2中粉红眼果蝇自由交配，后代会出现3种眼色
4．果蝇的红眼对白眼为显性，且控制该性状的一对基因位于X染色体上，下列通过眼色就可以直接判断子代果蝇性别的杂交组合是(　　)
A．杂合红眼()×红眼() B．白眼()×白眼()
C．杂合红眼()×白眼() D．白眼()×红眼()
第2节　基因在染色体上
知识目标 素养目标
1．列举基因与染色体具有平行关系的具体内容(重点)； 2．运用假说—演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的实验(重难点)； 3．对果蝇杂交实验结果的解释和验证(难点)； 4．从基因和染色体关系的角度，对孟德尔遗传规律作出现代解释(重点)； 5．等位基因与同源染色体、非等位基因与非同源染色体的关系(难点) 生命观念：通过萨顿假说和摩尔根的果蝇实验，认识到基因是有物质实体的，理解遗传的物质性； 科学思维：尝试运用假说—演绎法分析萨顿的假说和摩尔根的实验； 科学探究：通过对摩尔根实验假说的提出和验证实验的设计分析，提升科学探究能力；认同摩尔根等科学家尊重科学事实、敢于质疑他人又勇于否定自我的科学精神
目标一　关于基因在染色体上的证据
一、 萨顿的假说
1．1903年美国科学家萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程。
(1) 发现问题：萨顿发现孟德尔提出的一对遗传因子的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
(2) 提出假说(教材P29)：基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说，__基因就在染色体上__。
(3) 萨顿假说的依据：__基因和染色体行为存在着明显的平行关系__。
2．基因和染色体存在明显平行关系的证据(教材P29)
二、 摩尔根假说的提出及验证
1．果蝇作为遗传学实验材料的优点——教材P30“相关信息”
(1) 有许多__易于区分__的相对性状。
本实验中所研究的相对性状。
①果蝇的红眼为野生型(说明是纯合子)，在自然条件下，红眼是果蝇最常见的眼色。
②果蝇的白眼为突变型，非常少(实验研究中非常珍贵)。
(2) 培养周期__短__。(3) 成本__低__。(4) 易饲养。(5) 染色体数目__少__，便于观察。
果蝇的染色体组成：
注：雌雄同株的植物没有常染色体和性染色体之分。
2．摩尔根果蝇杂交实验及验证(假说—演绎法)
[思考] 与孟德尔豌豆杂交实验的比较：
[思考]
(1) 关于性染色体：果蝇体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。拥有同型性染色体(即XX)的个体为雌性，拥有异型性染色体(即XY)的个体为雄性。X与X、X与Y均为同源染色体，在减数分裂过程中彼此分离，进入不同的配子(见下图)。据图分析可知，__F2__雄果蝇可能和亲本雄果蝇拥有相同的X染色体。
(2) 关于白眼性状的遗传：在摩尔根的实验中，只有__亲本雄果蝇__和__F2雄果蝇__拥有相同的白眼性状。
(3) 综上分析可知，白眼的遗传和性别相关联，且与X染色体的遗传相似，摩尔根由此提出假说。
[拓展]位于性染色体不同区段及相关基因型的书写
假说内容可用以下图解表示：
摩尔根对假说的验证
以上演绎推理过程可用遗传图解表示如下：
[拓展]教材P31“思考·讨论”
摩尔根等人在分析“控制果蝇眼睛颜色的基因在性染色体上的位置”时，除了“控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因”这一假说之外，还可能做出了哪些假设？这些假设能否解释已有实验结果？
假设一：控制白眼的基因在Y染色体上，而X染色体上不含有它的等位基因。
按照该假设，红眼雌蝇的基因型为__XX__，白眼雄蝇的基因型为__XYw__，两者杂交，F1的表型及比例为__红眼雌蝇∶白眼雄蝇＝1∶1__，F2的表型及比例为__红眼雌蝇∶白眼雄蝇＝1∶1__，与摩尔根实验结果不符，该假说不成立。
假设二：控制白眼的基因在X、Y染色体上。
按照该假设，红眼雌蝇的基因型为XWXW，白眼雄蝇的基因型为XwYw，两者杂交，F1的表型及比例为__雌雄果蝇均为红眼__，F2的表型及比例为__红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝2∶1∶1__，与摩尔根实验结果相符，该假说是否正确呢？我们用假说—演绎法加以验证：如果该假说正确，那么用F1红眼雌蝇(XWXw)与白眼雄蝇(XwYw)进行测交，后代应表现为__红眼雌蝇∶白眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝1∶1∶1∶1__；再用所得的白眼雌蝇(XwXw)与野生红眼雄蝇(XWYW)交配，后代应表现为__全为红眼__。
而摩尔根的实际实验结果与按照该假说所预测的结果不符，说明该假说不正确。
方法规律
在运用假说—演绎法分析问题时，如何设计合理的实验对假说进行验证呢？
一个最基本的方法：对所拥有的实验材料和所有可能的实验方案进行梳理分析，从中选出合适的方案。例如摩尔根的研究过程中，如何设计实验证明控制眼色的基因是仅位于X染色体上，还是同时位于X、Y染色体上呢？我们不妨做如下梳理：
第一步：梳理现有的实验材料。
按照这两种假说，摩尔根的实验中相关个体的基因型和表型分别如下：
另外，摩尔根还做了F1红眼雌蝇(XWXw)与白眼雄蝇(XwY或XwYw)的杂交实验，得到了白眼雌蝇(XwXw)；根据以上信息，可以梳理出目前所拥有的全部果蝇为以下类型：
雌蝇：野生红眼(XWXW)、杂合红眼(XWXw)、白眼(XwXw)
雄蝇：野生红眼(XWY或XWYW)、白眼(XwY或XwYw)、F1红眼(XWY或XWYw)
第二步：按下表梳理所有可能的杂交组合。
母本 野生红眼(XWXW) 杂合红眼(XWXw) 白眼(XwXw)
父 本 野生红眼 XWY 全红眼 红∶红∶白＝2∶1∶1 红∶白＝1∶1
或XWYW 全红眼 全红眼
白眼 XwY 全红眼 红∶红∶白∶白＝ 1∶1∶1∶1 全白眼
或XwYw
F1红眼 XWY 全红眼 红∶红∶白＝ 2∶1∶1 红∶白＝1∶1
或XWYw
第三步：从中选出合适的杂交组合。
很显然，要想确认Y染色体上是否有控制眼色的基因，用杂合红眼雌蝇(XWXw)与野生纯合红眼雄蝇(XWY或XWYW)杂交，或者白眼雌蝇(XwXw)与野生纯合红眼雄蝇(XWY或XWYW)杂交即可。
三、 基因与染色体的关系(教材P31～32)
1．现象：每种生物的基因数量远多于染色体数目。
2．推测：一条染色体上应该有许多个基因。
3．证明方法(进一步探究)：摩尔根和他的学生发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出第一个果蝇各种基因在染色体上相对位置图。
4．结论：一条染色体上有许多个基因。基因在染色体上呈线性排列。
[思考] 人类基因组测序——教材P29“问题探讨”
(1) 人有__46__条染色体，人类基因组计划只测定__24__条染色体的DNA序列，即__22__条常染色体和__X、Y两条性染色体__上的DNA序列。
(2) 如果对果蝇进行基因组测序，测定对象是__4条常染色体＋X、Y染色体__；如果对豌豆(2n＝14)进行基因组测序，测定对象是__7__条染色体(豌豆为雌雄同株，没有性染色体)。
总结：
果蝇的体色分为灰体和黑体，眼色分为红眼和白眼，这两对相对性状由均不位于Y染色体上的两对等位基因控制。为研究其遗传机制，研究人员取纯合的灰体红眼雌果蝇和黑体白眼雄果蝇杂交，F1全为灰体红眼。让F1随机交配，F2中灰体红眼∶灰体白眼∶黑体红眼∶黑体白眼＝9∶3∶3∶1。下列有关分析错误的是(　C　)
A．体色中的灰体和眼色中的红眼均为显性性状
B．重新统计F2中黑体果蝇的性别可确定控制体色的基因的位置
C．若F2黑体果蝇中既有雄性又有雌性，则说明控制体色的基因位于X染色体上
D．若控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，则根据红眼雄果蝇和白眼雌果蝇杂交后代的眼色可判断果蝇的性别
解析：亲本为纯合的灰体红眼雌果蝇和黑体白眼雄果蝇杂交，F1全为灰体红眼，所以体色中的灰体和眼色中的红眼均为显性性状，A正确。黑体为隐性性状，若F2中黑体果蝇全为雄性，则控制体色的基因位于X染色体；若F2中黑体果蝇有雌性也有雄性，且雌雄比例相当，则控制体色的基因位于常染色体，所以重新统计F2中黑体果蝇的性别可确定控制体色的基因的位置，B正确，C错误。若控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，则红眼雄果蝇和白眼雌果蝇杂交，后代红眼全为雌果蝇，白眼全为雄果蝇，从后代的眼色可判断果蝇的性别，D正确。
目标二　孟德尔遗传规律的现代解释
1．分析细胞分裂图中基因和染色体的关系——教材P30“思考·讨论”
(1) 某生物基因型为AaBb(减数分裂中两对基因能够自由组合)，图1为该生物细胞分裂不同时期的图像，其中已标出基因A所在位置，请标出其他基因所在位置(不考虑交换)。
　　　　　　
图1
__如下图所示：__
注：两个B可以和两个b同时交换。
注：b可以同时换为B。
(2) 在精(卵)原细胞中，等位基因位于__同源染色体__上，控制着__相对__性状，如图2中__A与a(或D与d、E与e等)__(举一例)；相同基因位于__同源染色体__上，一般控制着__相同__性状，如图2中__B与B(或C与C等)__(举一例)；非等位基因位于__同源染色体__或__非同源染色体__上，一般控制着__不同__性状，如图2中__A与B(或A与E、B与C等)__(举一例)。
图2
2．分离定律和自由组合定律的实质
在减数分裂形成配子的过程中，__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__基因自由组合。下图中，基因A、a与D、d__不能__(选填“能”或“不能”)自由组合，A、a与__E、e__能自由组合。
下图表示两对等位基因在染色体上的分布情况。若A、a控制一对相对性状，A对a呈完全显性，B、b控制另一对相对性状，B对b呈完全显性，图1、2、3中的同源染色体均不发生交换，则图中所示个体的自交后代的表型种类依次是(　A　)
图1 图2 图3
A．2、3、4 B．4、4、4
C．2、4、4 D．2、2、4
解析：图1中含有一对同源染色体，基因型为AaBb，其中AB连锁，ab连锁，个体自交后代有3种基因型(AABB、AaBb、aabb)，2种表型；图2中含有一对同源染色体，基因型为AaBb，其中Ab连锁，aB连锁，个体自交后代有3种基因型(AAbb、AaBb、aaBB)，3种表型。图3个体含有两对同源染色体，基因型为AaBb，符合自由组合定律，个体自交后代有9种基因型，4种表型。
[审题思路]
步骤 第一步：分析两对基因能否自由组合 第二步：分析配子种类 第三步：分析子代基因型及表型种类
图1 两对基因位于一对同源染色体上，不能自由组合 2种，分别为AB、ab 表型：2种
图2 两对基因位于一对同源染色体上，不能自由组合 2种，分别为Ab、aB 表型：3种
图3 两对基因位于两对同源染色体上，可以自由组合 4种，分别为Ab、aB、AB、ab 因两对基因能够自由组合，可分别自交后再将结果组合 表型：4种
根据例2分析并回答：
(1) 三个个体自交后代的表型比例分别为：图1 __3∶1__；图2 __1∶2∶1__；图3 __9∶3∶3∶1__。
(2) 如果对三个个体进行测交，后代的表型比例为：图1 __1∶1__；图2 __1∶1__；图3 __1∶1∶1∶1__。
(3) 如果图1所示的个体有少量精原细胞减数分裂时，B、b所在的片段发生了交换，则该个体测交后代有__4__种表型，比例__不是__(选填“是”或“不是”)1∶1∶1∶1。　
解析：发生了交换的精原细胞将产生4种等比例的精子：AB∶Ab∶aB∶ab＝1∶1∶1∶1，但大部分细胞并没有发生交换，仍然产生大量AB、ab两种配子，所以整体来看，配子种类有4种，但基因型为AB、ab的占多数，因交换而产生的Ab、aB占少数，测交后代表型有4种，但比例不为1∶1∶1∶1。　
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(1) 萨顿通过观察蝗虫细胞的染色体变化规律，推出基因在染色体上的假说。(　√　)
(2) X染色体上基因控制的性状遗传不遵循孟德尔遗传规律。(　×　)
(3) 减数分裂过程中，等位基因发生分离，所有非等位基因都能自由组合。(　×　)
(4) 摩尔根果蝇杂交实验证明了基因在染色体上呈线性排列。(　×　)
三、 学情随堂评价
1．合适的实验材料能推开新发现的大门，摩尔根证实基因在染色体上所用的实验材料是(　B　)
A．豌豆 B．果蝇
C．大肠杆菌 D．地雀
2．摩尔根等人绘出的果蝇X染色体上一些基因的相对位置如图所示。下列叙述正确的是(　D　)
A．截翅基因和短硬毛基因的遗传遵循自由组合定律
B．白眼基因和朱红眼基因是一对等位基因
C．X染色体上的基因只在雌性个体中表达
D．基因在X染色体上呈线性排列
解析：位于非同源染色体上的非等位基因的遗传遵循自由组合定律，由图可知，短硬毛基因和截翅基因位于同一条X染色体上的不同位置，不遵循基因自由组合定律，A错误；等位基因位于同源染色体上，白眼基因和朱红眼基因位于同一条X染色体的不同位置上，属于非等位基因，B错误；雄性个体中也含有X染色体，X染色体上的基因不只在雌性个体中表达，在雄性个体中也表达，C错误；据图可知，基因位于染色体上，一条染色体上含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，D正确。
3．果蝇的眼色由两对独立遗传的基因(A、a和B、b)控制，其中基因B、b仅位于X染色体上。基因A和B同时存在时，果蝇表现为红眼，基因B存在而基因A不存在时，果绳表现为粉红眼，其余情况果蝇均表现为白眼。现有一只纯合粉红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，F1全表现为红眼，F1自由交配获得F2。下列分析错误的是(　D　)
A．亲本雌雄果蝇的基因型为aaXBXB、AAXbY
B．F2中红眼果蝇的基因型有6种
C．F2中白眼果蝇所占的比例为1/4
D．F2中粉红眼果蝇自由交配，后代会出现3种眼色
解析：由题可知，红眼果蝇的基因型为A_XB_，粉红眼果蝇的基因型为aaXB_，白眼果蝇的基因型为_ _XbXb、_ _XbY。已知一只纯合粉红眼雌果蝇与一只白眼雄果蝇杂交，F1全表现为红眼，故亲本雌雄果蝇的基因型为aaXBXB、AAXbY，A正确。F1雌雄果蝇的基因型为AaXBXb、AaXBY，F2中红眼果蝇的基因型有2×3＝6种，B正确。F2中白眼果蝇的基因型为_ _XbY，所占的比例为1/4，C正确。F2中粉红眼雌果蝇的基因型为aaXBXB、aaXBXb，粉红眼雄果蝇的基因型为aaXBY，F2中粉红眼果蝇自由交配，后代会有粉红眼和白眼2种眼色，不会出现红眼，D错误。
4．果蝇的红眼对白眼为显性，且控制该性状的一对基因位于X染色体上，下列通过眼色就可以直接判断子代果蝇性别的杂交组合是(　D　)
A．杂合红眼()×红眼() B．白眼()×白眼()
C．杂合红眼()×白眼() D．白眼()×红眼()

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