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第2节　基因在染色体上
[学习目标]　1.简述基因位于染色体上的理论假说。2.阐述基因位于染色体上的实验证据。3.阐明孟德尔遗传规律的实质。
一、萨顿的假说
1.假说内容:基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因就在染色体上。
2.依据:基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
项目 基因 染色体
独立 性　 基因在杂交过程中保持完整性和独立性 染色体在配子形成和受精过程中,具有相对稳定的形态结构
存在 方式 在体细胞中基因成对存在,在配子中只有成对的基因中的一个 在体细胞中染色体成对存在,在配子中只有成对的染色体中的一条
来源 体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方 体细胞中成对的染色体(即同源染色体)一条来自父方,一条来自母方
分配 非等位基因在形成配子时自由组合 非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期自由组合
二、基因位于染色体上的实验证据
1.实验者:摩尔根
2.实验材料——果蝇
(1)果蝇作为实验材料的优点:①有易于区分的相对性状;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。
(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3对是常染色体,1对是性染色体。雌果蝇的性染色体组成是XX,雄果蝇的性染色体组成是XY。
3.果蝇杂交实验
(1)实验现象。
分析:
①果蝇的红眼和白眼是一对相对性状。
②F1全为红眼,红眼是显性性状。
③F2中红眼∶白眼=3∶1,符合分离定律,红眼和白眼受一对等位基因控制。
④F2中只有雄果蝇出现白眼性状,说明果蝇眼色的表现与性别相关联。
(2)提出问题。
白眼性状的表现为何总与性别相关联
(3)提出假设,解释现象。
①假设:控制白眼的基因(用w表示)在X染色体上,而Y染色体上不含有它的等位基因。
②遗传图解。
F2
雌配子 雄配子
1/2XW 1/2Y
1/2XW 1/4XWXW (红眼雌性) 1/4XWY (红眼雄性)
1/2Xw 1/4XWXw (红眼雌性) 1/4XwY (白眼雄性)
(4)演绎推理和实验验证——测交。
(5)结论:决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上,从而证明了基因在染色体上。
4.基因和染色体的关系
(1)数量关系:一条染色体上有许多个基因。
(2)位置关系:基因在染色体上呈线性排列。
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,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性。
(2)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。
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互不干扰的。
(2)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。
判断正误
(1)体细胞中基因成对存在,配子中只含有1个基因。(　　)
【答案】 ×
【提示】 在体细胞中基因成对存在,在配子中只有成对基因中的1个。
(2)首先提出基因在染色体上的是摩尔根。(　　)
【答案】 ×
【提示】 在摩尔根之前,萨顿就提出了基因在染色体上的假说。
(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。(　　)
【答案】 √
(4)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法。(　　)
【答案】 √
(5)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。(　　)
【答案】 ×
【提示】 生殖细胞和体细胞中都含有常染色体和性染色体。
(6)同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律。(　　)
【答案】 √
任务一　分析摩尔根的果蝇杂交实验
　　摩尔根的果蝇杂交实验,以“白眼性状是如何遗传的”作为果蝇眼色基因遗传研究的基本问题。他做了图1、图2所示实验。
(1)图1中F1的表型说明什么问题 红眼和白眼的遗传是否遵循分离定律
【提示】 F1的表型说明果蝇的红眼对白眼是显性。F2出现性状分离现象,且分离比是3∶1,说明果蝇眼色的遗传遵循分离定律。
(2)不同于豌豆杂交实验,摩尔根通过果蝇杂交实验发现了什么问题 他又提出怎样的假设来解释这个问题
【提示】 F2中白眼果蝇均为雄性,白眼性状的表现总与性别相关联,且与X染色体的遗传相似。控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上,在Y染色体上不含有它的等位基因。
(3)有同学根据摩尔根杂交实验结果提出另一个假设:控制白眼的基因在X染色体上,Y染色体上有它的等位基因,该假设也能解释上述实验结果。
若该假设成立,请写出图1中雄果蝇的基因型(相关基因用A、a表示)。
【提示】 XaYa、XAYa。
(4)摩尔根等人通过测交等方法验证他们提出的假设。图2的测交实验现象并不能充分验证其假设,需在该测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。请写出该实验方案中亲本的表型并预期子代的表型及比例。
【提示】 用白眼雌果蝇与野生红眼雄果蝇杂交,子代白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇=1∶1。
核心归纳
摩尔根果蝇杂交实验的拓展分析
(1)提出假说,进行解释。
假 说 假说1:控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段,即X染色体上有,而Y染色体上没有 假说2:控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,即X染色体上和Y染色体上都有
实 验 一
实 验 二
疑 惑 上述两种假说都能解释实验一和实验二的实验现象
(2)演绎推理,验证假说。
假说1和假说2都能解释实验现象,为了确定控制果蝇眼色基因的位置,摩尔根设计了多个新的实验,其中有一组实验最为关键,即将白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配,最后假说1得到了证实。
假 说 假说1:控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段,即X染色体上有,而Y染色体上没有 假说2:控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,即X染色体上和Y染色体上都有
图 解
典型例题
1.(2025·合肥期末)摩尔根研究果蝇的眼色遗传,实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律
[B] 摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样,都采用了假说—演绎法
[C] 摩尔根提出的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上,亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwY
[D] F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW
【答案】 D
【解析】 F2中的红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw。
2.(2025·白银期中)果蝇的红眼对白眼为显性性状,且控制该性状的一对基因位于X染色体上,下列杂交组合中,通过眼色就可以直接判断果蝇性别的是(　　)
[A] 杂合红眼(♀)×红眼()
[B] 白眼(♀)×白眼()
[C] 杂合红眼(♀)×白眼()
[D] 白眼(♀)×红眼()
【答案】 D
【解析】 假设关于眼色的基因为W、w。欲通过眼色直接判断果蝇性别,可以采用隐性雌性个体与显性雄性个体杂交的方法,即XwXw(白眼,♀)×XWY(红眼,),子代中雄性全为白眼,雌性全为红眼。
任务二　分析孟德尔遗传规律的现代解释
　　某种昆虫长翅(R)对残翅(r)为显性,直翅(M)对弯翅(m)为显性,有刺刚毛(N)对无刺刚毛(n)为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有一只昆虫,其基因型如下图所示。请尝试回答下列问题。
(1)图中属于等位基因和非等位基因的分别有哪些
【提示】 等位基因有R与r、N与n,非等位基因有R(或r)和m、R(或r)和N(或n)、m和N(或n)。
(2)长翅与残翅、直翅与弯翅是否遵循自由组合定律 说出判断依据。
【提示】 不遵循;控制长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。
(3)若不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换,写出该生物所产生配子的基因组成及比例。
【提示】 NRm∶Nrm∶nRm∶nrm=1∶1∶1∶1。
核心归纳
1.孟德尔遗传规律的细胞学解释
(1)分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,如下图所示。
(2)自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,如下图所示。
2.两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的判断方法
(1)位置关系。
①两对等位基因位于一对同源染色体上(基因用A、a,B、b表示),位置如图甲和乙:
②两对等位基因位于两对同源染色体上(基因用A、a,B、b表示),位置如图丙:
(2)判断方法。
①自交法:如果双杂合子自交,后代表型比符合3∶1 或1∶2∶1,则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上;如果后代表型比符合9∶3∶3∶1,则控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
②测交法:双杂合子与双隐性纯合子测交,如果测交后代表型比符合1∶1,则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上;如果测交后代表型比符合1∶1∶1∶1,则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
典型例题
3.(2025·重庆月考)下列关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述,错误的是(　　)
[A] 非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的
[B] 同源染色体上的等位基因具有一定的独立性
[C] 同源染色体上的等位基因分离,非等位基因自由组合
[D] 分离定律与自由组合定律都发生在减数分裂过程中
【答案】 C
【解析】 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.(2025·深圳期末)下列杂合子(每对基因各控制1对性状)中,自交子代会出现表型比为1∶2∶1的是(　　)
　　　
[A] [B]
　　　
[C] [D]
【答案】 C
【解析】 A选项中Aadd能产生的配子为Ad∶ad=1∶1,Aadd自交后代基因型及比例为AAdd∶Aadd∶aadd=1∶2∶1,表型比为3∶1;B选项中Aa自交后代基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,表型比为3∶1;C选项中AaDd能产生的配子为Ad∶aD=1∶1,
AaDd自交后代基因型及比例为AAdd∶AaDd∶aaDD=1∶2∶1,表型比为1∶2∶1;D选项中AaDd中两对基因位于两对同源染色体上,自交后代表型比为9∶3∶3∶1。
随堂检测
1.(2025·昆明期中)萨顿假说认为“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”,下列不支持此推测的是(　　)
[A] 体细胞中基因的数量远远大于染色体的数目
[B] 非等位基因同非同源染色体一样在减数分裂时自由组合
[C] 在体细胞中成对存在的基因和染色体,在配子中单个存在
[D] 基因和染色体在杂交过程中均保持相对完整性和独立性
【答案】 A
【解析】 体细胞中基因的数量远远大于染色体的数目,不能证明基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
2.(2025·临川期末)决定果蝇眼色的基因位于X染色体上,其中W基因控制红色,w基因控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交,其后代中不可能出现的是(　　)
[A] 红眼雄果蝇 [B] 白眼雄果蝇
[C] 红眼雌果蝇 [D] 白眼雌果蝇
【答案】 D
【解析】 红眼雌果蝇的基因型为XWXW或XWXw,红眼雄果蝇的基因型为XWY。①XWXW×
XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇);②XWXw×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWXw(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)、XwY(白眼雄果蝇),后代中不可能出现白眼雌
果蝇。
3.(2025·昆明月考)某植物体细胞内三对基因在染色体上的位置情况如右图所示,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,后代会出现四种表型,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,则它可产生四种配子
[D] 三对基因的遗传均遵循基因的分离定律
【答案】 D
【解析】 题图中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;题图中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两种配子。
4.(2025·眉山期中)右图为果蝇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自由组合定律
[D] 白眼和石榴红眼是一对相对性状
【答案】 B
【解析】 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;控制黄体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;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。
5.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自由交配得到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
【答案】 C
【解析】 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中雌性个体的基因型为AaXBXb,全为直翅红眼,雄性个体的基因型为AaXbY,全为直翅白眼;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;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。
果蝇是经典的遗传学实验材料,右图是果蝇原始生殖细胞中染色体组成及其部分基因的示意图。已知该果蝇红眼(D)对白眼(d)为显性,位于X染色体上。实验室有纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇,控制灰体(A)和黑檀体(a)的基因位于3号染色体上。请回答下列
问题。
　　(1)若图中所示果蝇和白眼雌果蝇杂交,发现子一代中有一只基因型为XdXdY的白眼雌果蝇,其产生的原因可能是什么 若该果蝇可育,其产生的配子种类及比例是多少
【提示】 亲本雌果蝇减数分裂(减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ)过程中X染色体未分离,产生XdXd的卵细胞与含Y的精子结合,发育成XdXdY的个体。Xd∶XdY∶XdXd∶Y=2∶2∶1∶1。
　　(2)果蝇的另一对相对性状长翅(E)和残翅(e)位于常染色体上,欲判断控制长翅和残翅的这对等位基因是否位于3号染色体上,请写出实验设计思路、预期实验结果及结论。
实验思路:纯种长翅灰体果蝇与纯种残翅黑檀体果蝇杂交得到F1,F1雌雄果蝇相互交配得到F2,观察F2的表型及比例。
预期实验结果及结论:若F2出现四种性状,且比例为9∶3∶3∶1,则该基因不在3号染色
体上。
课时作业
(时间:30分钟　分值:57分)
第1~7题每题3分,第8~9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　萨顿的假说
1.(2025·内江期末)1903年,萨顿关于“基因位于染色体上”的假说是如何提出来的(　　)
[A] 运用假说—演绎法提出来的
[B] 通过研究蝗虫配子的形成过程推理出来的
[C] 运用同位素示踪的方法提出来的
[D] 通过果蝇杂交实验提出的
【答案】 B
【解析】 萨顿将看不见的基因与看得见的染色体行为进行类比,发现两者的行为存在明显的平行关系,进而提出“基因位于染色体上”的假说,由此可见,萨顿关于“基因位于染色体上”的假说是通过研究蝗虫配子的形成过程推理出来的。
2.(2025·长沙期末)已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体,根据萨顿的假说,下列关于该果蝇减数分裂产生配子的说法,正确的是(　　)
[A] 果蝇的精子中含有成对基因
[B] 果蝇的体细胞中只含有一个基因
[C] 果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方,也可以同时来自母方
[D] 在体细胞中,基因是成对存在的,在配子中只有成对基因中的一个
【答案】 D
【解析】 果蝇的精子中含有成对基因中的一个基因;果蝇的体细胞中基因成对存在,数量也很多;果蝇的每对同源染色体一条来自父方,一条来自母方,因此果蝇一半染色体上的基因来自父方,另一半染色体上的基因来自母方。
知识点2　基因位于染色体上的实验证据
3.(2025·武威月考)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,Y染色体上不含有它的等位基因。③对F1红眼雌果蝇进行测交。下列对上述三个有关摩尔根实验的叙述,正确的是(　　)
[A] ①为假设,②为推论,③为实验验证
[B] ①为观察,②为假设,③为推论
[C] ①为问题,②为假设,③为实验验证
[D] ①为推论,②为假设,③为实验验证
【答案】 C
【解析】 摩尔根采用假说—演绎法研究白眼基因的显隐性与其在染色体上的位置,提出的问题:白眼性状是如何遗传的,是否与性别有关 提出的假设:白眼由隐性基因控制,仅位于X染色体上,Y染色体上无对应的等位基因;实验验证:用F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交。
4.(2025·玉溪月考)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
【答案】 B
【解析】 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;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;选用F2杂交花费时间较长。
5.果蝇的大翅和小翅是一对相对性状,由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,再让F1雌雄个体相互交配,实验结果如下:F1中大翅雌果蝇、大翅雄果蝇共1 237只;F2中大翅雌果蝇2 159只,大翅雄果蝇1 011只,小翅雄果蝇982只。下列分析错误的是(　　)
[A] 根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律
[B] 根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上
[C] F2中雌雄果蝇随机交配,子代不会出现小翅雌果蝇
[D] F2中雌、雄果蝇都有两种基因型
【答案】 C
【解析】 F2中大翅∶小翅=(2 159+1 011)∶982≈3∶1,由此可判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律;F2中雌果蝇均为大翅,而雄果蝇中既有大翅也有小翅,这说明这对相对性状的遗传与性别有关,结合题干信息可判断控制该性状的基因位于X染色体上;控制翅形的基因位于X染色体上,用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,F1中均为大翅果蝇,说明亲本的基因型为XAXA、XaY,F1中雌雄果蝇的基因型为XAXa、XAY,F2的基因型为XAXA、XAXa、XAY、XaY,即F2中雌、雄果蝇都有两种基因型,F2中雌雄果蝇随机交配,子代可能出现小翅雌果蝇(XaXa)。
知识点3　孟德尔遗传规律的现代解释
6.(2025·蚌埠月考)右图为某生物细胞中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(　　)
　　　　
[A] [B]
　　　　
[C] [D]
【答案】 A
【解析】 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自由组合,因此题图中的A、a与D、d以及B、b与C、c不遵循基因的自由组合定律。
7.(2025·北京月考)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下表所示。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】 D
【解析】 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。
综合提升练
8.果蝇的眼色由一对等位基因(A、a)控制,在纯种暗红眼(♀)和纯种朱红眼()的正交实验中,F1只有暗红眼;在纯种暗红眼()和纯种朱红眼(♀)的反交实验中,F1雌性全为暗红眼,雄性全为朱红眼。则下列说法错误的是(　　)
[A] 这对基因位于X染色体上,显性性状为暗红眼
[B] 通过正交、反交实验可以确定控制果蝇眼色的基因是在性染色体上还是在常染色
体上
[C] 正、反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXa
[D] 反交实验中,F1雌雄个体交配,子代雄性果蝇中暗红眼和朱红眼的比例为3∶1
【答案】 D
【解析】 根据正交实验的结果可知,暗红眼为显性性状,结合反交实验的结果(雌性全为暗红眼,雄性全为朱红眼)可知,这对基因位于X染色体上;根据前面的分析可知,正交:纯种暗红眼(♀)(XAXA)×纯种朱红眼()(XaY)→F1暗红眼(♀)(XAXa)、暗红眼()(XAY),反交:纯种暗红眼()(XAY)×纯种朱红眼(♀)(XaXa)→F1暗红眼(♀)(XAXa)、朱红眼()(XaY);让反交实验的F1雌雄个体交配,即暗红眼(♀)(XAXa)×朱红眼()(XaY),子代雄性果蝇的表型及比例是暗红眼(XAY)∶朱红眼(XaY)=1∶1。
9.(2025·包头期末)野生型果蝇存在以下隐性突变的类型,相关基因及位置关系如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 摩尔根等人测出了果蝇的上述基因在染色体上的具体位置
[B] 上图中两条染色体上所示的基因均属于非等位基因
[C] 在减数分裂Ⅰ的后期,上述基因不会位于细胞的同一极
[D] 白眼雄果蝇与野生型杂交,可根据F1表型验证基因位于染色体上的假说
【答案】 B
【解析】 摩尔根等人发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法,不是具体位置;题图所示的两条染色体为非同源染色体,这两条染色体上所示的基因均属于非等位基因;在减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞一极,题述基因可能移向细胞的同一极;白眼雄果蝇和野生型杂交,F1雌雄均为红眼,无法验证基因位于染色体上的假说。
10.(12分)(2025·东莞期中)基因在哪里 悠悠百年,寻寻觅觅。基于大量的生物学发现,遗传学家萨顿提出了基因位于染色体上的推论。生物学家摩尔根利用果蝇进行了长期的遗传学实验研究,最终证明了基因在染色体上。请回答下列问题。
(1)在果蝇的眼色遗传实验中,摩尔根用　　　　　　　 　法把白眼基因定位于X染色体上。
(2)摩尔根在一群红眼果蝇中,发现了一只白眼雄果蝇,并让它与正常的红眼雌果蝇交配,结果F1全是红眼果蝇。摩尔根让F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配,结果F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3∶1,且白眼果蝇只出现在雄性个体中,这说明果蝇眼色的遗传符合
　　　　定律,由此摩尔根提出设想:　
　。
(3)摩尔根等人通过测交等方法力图验证他们提出的假设。以下的实验图解是他们完成的测交实验之一:
上述测交实验现象并不能充分验证其假设,其原因是 　 。
为充分验证其假设,需在上述测交实验的基础上,从上述测交子代中选取实验材料,再补充设计一个不同的实验方案来进一步证明其假设。请写出该实验的杂交组合以及支持其假设的预期实验结果。杂交组合: 　 。
支持其假设的预期子代表型及比例: 　 。
【答案】 (每空2分)
(1)假说—演绎
(2)分离　控制白眼的基因只位于X染色体上,Y染色体上无对应的等位基因
(3)控制白眼的基因无论位于常染色体上还是位于X染色体上,测交实验结果皆相同　白眼雌果蝇×红眼雄果蝇(或红眼雌果蝇×红眼雄果蝇)　白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇=1∶1(或红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇∶红眼雄果蝇=2∶1∶1)
【解析】 (2)摩尔根让F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配,结果F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3∶1,这说明果蝇眼色的遗传符合基因分离定律;由于性状与性别相关联,由此摩尔根提出设想:控制白眼的基因只位于X染色体上,Y染色体上无对应的等位基因。
(3)设相关基因是A/a,由于控制白眼的基因无论位于常染色体上(Aa×aa→Aa、aa)还是位于X染色体上(XAXa×XaY→XAXa、XaXa、XAY、XaY),测交实验结果皆相同,故上述测交实验现象并不能充分验证其假设;要补充设计一个不同的实验方案来进一步证明其假设,可选择白眼雌果蝇×红眼雄果蝇,即XaXa与XAY,子代的表型及比例为白眼雄果蝇(XaY)∶红眼雌果蝇(XAXa)=1∶1;或选择红眼雌果蝇×红眼雄果蝇,即XAXa与XAY,子代的表型及比例为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇∶红眼雄果蝇=2∶1∶1。
11.(12分)(2025·洛阳期末)图1表示某果蝇细胞中染色体示意图,A/a、W/w表示相关染色体上的基因;图2表示该果蝇的细胞在分裂过程中,不同类型细胞内相关物质的数量变化。不考虑其他染色体上的基因,回答下列问题。
(1)图1对应果蝇的基因型是　　　　　,这两对基因的遗传遵循自由组合定律,具体理由是　 　 。
(2)若图1细胞是果蝇的体细胞,则该细胞进行有丝分裂,其一个相对较完整的细胞周期可用图2中的细胞类型表示为c→　　　　　 　　(用字母和箭头表示)。
(3)若图1细胞是果蝇的精原细胞,且在分裂时A基因与a基因所在的片段发生了互换。
①A基因与a基因的分离发生的时期有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②X染色体与Y染色体的分离发生在图2中的细胞类型　　 　。
③通过分裂,该细胞产生了一个基因组成为aY的精子,另外三个精子的基因组成为
　 。
【答案】 (每空2分)
(1)AaXWY　A/a位于常染色体上,W/w位于X染色体上
(2)b→a→c
(3)①减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ后期　②b　③AY、AXW、aXW
【解析】 (1)图1对应果蝇的基因型是AaXWY,A/a位于常染色体上,W/w位于X染色体上,即两对基因位于非同源染色体上,遗传时遵循自由组合定律。
(2)如果图1细胞是果蝇的体细胞,体细胞主要是通过有丝分裂进行增殖。结合图2中数据可判断:a表示细胞处于有丝分裂后期、末期,b表示细胞处于减数分裂Ⅰ或有丝分裂前期、中期,c表示细胞处于减数分裂Ⅱ后期、末期或有丝分裂结束产生的子细胞,d表示细胞处于减数分裂Ⅱ前期、中期,e表示精细胞。细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。故用图2中的细胞类型表示该细胞一个相对较完整的细胞周期顺序可写为c→b→a→c。
(3)①若图1细胞是果蝇的精原细胞,且在分裂时A基因与a基因所在的片段发生了互换。交换后A基因与a基因位于姐妹染色单体上,等位基因A/a的分离发生在减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期。
②X染色体与Y染色体是同源染色体,同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ的后期,图2中可表示减数分裂Ⅰ后期的细胞类型是b。
③图1细胞的基因型为AaXWY,复制后为AAaaXWXWYY,由于减数分裂Ⅰ时A基因与a基因所在的片段发生了互换,通过减数分裂Ⅰ形成的两个次级精母细胞的基因型分别为AaXWXW和AaYY,通过减数分裂Ⅱ产生的4个精子的基因型分别为AXW、aXW、AY、aY,因此另外三个精子的基因型为AY、AXW、aXW。第2节　基因在染色体上
课时作业
(时间:30分钟　分值:57分)
第1~7题每题3分,第8~9题每题6分,共计33分。
基础对点练
知识点1　萨顿的假说
1.(2025·内江期末)1903年,萨顿关于“基因位于染色体上”的假说是如何提出来的(　　)
[A] 运用假说—演绎法提出来的
[B] 通过研究蝗虫配子的形成过程推理出来的
[C] 运用同位素示踪的方法提出来的
[D] 通过果蝇杂交实验提出的
【答案】 B
【解析】 萨顿将看不见的基因与看得见的染色体行为进行类比,发现两者的行为存在明显的平行关系,进而提出“基因位于染色体上”的假说,由此可见,萨顿关于“基因位于染色体上”的假说是通过研究蝗虫配子的形成过程推理出来的。
2.(2025·长沙期末)已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体,根据萨顿的假说,下列关于该果蝇减数分裂产生配子的说法,正确的是(　　)
[A] 果蝇的精子中含有成对基因
[B] 果蝇的体细胞中只含有一个基因
[C] 果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方,也可以同时来自母方
[D] 在体细胞中,基因是成对存在的,在配子中只有成对基因中的一个
【答案】 D
【解析】 果蝇的精子中含有成对基因中的一个基因;果蝇的体细胞中基因成对存在,数量也很多;果蝇的每对同源染色体一条来自父方,一条来自母方,因此果蝇一半染色体上的基因来自父方,另一半染色体上的基因来自母方。
知识点2　基因位于染色体上的实验证据
3.(2025·武威月考)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,Y染色体上不含有它的等位基因。③对F1红眼雌果蝇进行测交。下列对上述三个有关摩尔根实验的叙述,正确的是(　　)
[A] ①为假设,②为推论,③为实验验证
[B] ①为观察,②为假设,③为推论
[C] ①为问题,②为假设,③为实验验证
[D] ①为推论,②为假设,③为实验验证
【答案】 C
【解析】 摩尔根采用假说—演绎法研究白眼基因的显隐性与其在染色体上的位置,提出的问题:白眼性状是如何遗传的,是否与性别有关 提出的假设:白眼由隐性基因控制,仅位于X染色体上,Y染色体上无对应的等位基因;实验验证:用F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交。
4.(2025·玉溪月考)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
【答案】 B
【解析】 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;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;选用F2杂交花费时间较长。
5.果蝇的大翅和小翅是一对相对性状,由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,再让F1雌雄个体相互交配,实验结果如下:F1中大翅雌果蝇、大翅雄果蝇共1 237只;F2中大翅雌果蝇2 159只,大翅雄果蝇1 011只,小翅雄果蝇982只。下列分析错误的是(　　)
[A] 根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律
[B] 根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上
[C] F2中雌雄果蝇随机交配,子代不会出现小翅雌果蝇
[D] F2中雌、雄果蝇都有两种基因型
【答案】 C
【解析】 F2中大翅∶小翅=(2 159+1 011)∶982≈3∶1,由此可判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律;F2中雌果蝇均为大翅,而雄果蝇中既有大翅也有小翅,这说明这对相对性状的遗传与性别有关,结合题干信息可判断控制该性状的基因位于X染色体上;控制翅形的基因位于X染色体上,用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,F1中均为大翅果蝇,说明亲本的基因型为XAXA、XaY,F1中雌雄果蝇的基因型为XAXa、XAY,F2的基因型为XAXA、XAXa、XAY、XaY,即F2中雌、雄果蝇都有两种基因型,F2中雌雄果蝇随机交配,子代可能出现小翅雌果蝇(XaXa)。
知识点3　孟德尔遗传规律的现代解释
6.(2025·蚌埠月考)右图为某生物细胞中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(　　)
　　　　
[A] [B]
　　　　
[C] [D]
【答案】 A
【解析】 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自由组合,因此题图中的A、a与D、d以及B、b与C、c不遵循基因的自由组合定律。
7.(2025·北京月考)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下表所示。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】 D
【解析】 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。
综合提升练
8.果蝇的眼色由一对等位基因(A、a)控制,在纯种暗红眼(♀)和纯种朱红眼()的正交实验中,F1只有暗红眼;在纯种暗红眼()和纯种朱红眼(♀)的反交实验中,F1雌性全为暗红眼,雄性全为朱红眼。则下列说法错误的是(　　)
[A] 这对基因位于X染色体上,显性性状为暗红眼
[B] 通过正交、反交实验可以确定控制果蝇眼色的基因是在性染色体上还是在常染色
体上
[C] 正、反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXa
[D] 反交实验中,F1雌雄个体交配,子代雄性果蝇中暗红眼和朱红眼的比例为3∶1
【答案】 D
【解析】 根据正交实验的结果可知,暗红眼为显性性状,结合反交实验的结果(雌性全为暗红眼,雄性全为朱红眼)可知,这对基因位于X染色体上;根据前面的分析可知,正交:纯种暗红眼(♀)(XAXA)×纯种朱红眼()(XaY)→F1暗红眼(♀)(XAXa)、暗红眼()(XAY),反交:纯种暗红眼()(XAY)×纯种朱红眼(♀)(XaXa)→F1暗红眼(♀)(XAXa)、朱红眼()(XaY);让反交实验的F1雌雄个体交配,即暗红眼(♀)(XAXa)×朱红眼()(XaY),子代雄性果蝇的表型及比例是暗红眼(XAY)∶朱红眼(XaY)=1∶1。
9.(2025·包头期末)野生型果蝇存在以下隐性突变的类型,相关基因及位置关系如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
[A] 摩尔根等人测出了果蝇的上述基因在染色体上的具体位置
[B] 上图中两条染色体上所示的基因均属于非等位基因
[C] 在减数分裂Ⅰ的后期,上述基因不会位于细胞的同一极
[D] 白眼雄果蝇与野生型杂交,可根据F1表型验证基因位于染色体上的假说
【答案】 B
【解析】 摩尔根等人发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法,不是具体位置;题图所示的两条染色体为非同源染色体,这两条染色体上所示的基因均属于非等位基因;在减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,移向细胞一极,题述基因可能移向细胞的同一极;白眼雄果蝇和野生型杂交,F1雌雄均为红眼,无法验证基因位于染色体上的假说。
10.(12分)(2025·东莞期中)基因在哪里 悠悠百年,寻寻觅觅。基于大量的生物学发现,遗传学家萨顿提出了基因位于染色体上的推论。生物学家摩尔根利用果蝇进行了长期的遗传学实验研究,最终证明了基因在染色体上。请回答下列问题。
(1)在果蝇的眼色遗传实验中,摩尔根用　　　　　　　 　法把白眼基因定位于X染色体上。
(2)摩尔根在一群红眼果蝇中,发现了一只白眼雄果蝇,并让它与正常的红眼雌果蝇交配,结果F1全是红眼果蝇。摩尔根让F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配,结果F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3∶1,且白眼果蝇只出现在雄性个体中,这说明果蝇眼色的遗传符合
　　　　定律,由此摩尔根提出设想:　
　。
(3)摩尔根等人通过测交等方法力图验证他们提出的假设。以下的实验图解是他们完成的测交实验之一:
上述测交实验现象并不能充分验证其假设,其原因是 　 。
为充分验证其假设,需在上述测交实验的基础上,从上述测交子代中选取实验材料,再补充设计一个不同的实验方案来进一步证明其假设。请写出该实验的杂交组合以及支持其假设的预期实验结果。杂交组合: 　 。
支持其假设的预期子代表型及比例: 　 。
【答案】 (每空2分)
(1)假说—演绎
(2)分离　控制白眼的基因只位于X染色体上,Y染色体上无对应的等位基因
(3)控制白眼的基因无论位于常染色体上还是位于X染色体上,测交实验结果皆相同　白眼雌果蝇×红眼雄果蝇(或红眼雌果蝇×红眼雄果蝇)　白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇=1∶1(或红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇∶红眼雄果蝇=2∶1∶1)
【解析】 (2)摩尔根让F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配,结果F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3∶1,这说明果蝇眼色的遗传符合基因分离定律;由于性状与性别相关联,由此摩尔根提出设想:控制白眼的基因只位于X染色体上,Y染色体上无对应的等位基因。
(3)设相关基因是A/a,由于控制白眼的基因无论位于常染色体上(Aa×aa→Aa、aa)还是位于X染色体上(XAXa×XaY→XAXa、XaXa、XAY、XaY),测交实验结果皆相同,故上述测交实验现象并不能充分验证其假设;要补充设计一个不同的实验方案来进一步证明其假设,可选择白眼雌果蝇×红眼雄果蝇,即XaXa与XAY,子代的表型及比例为白眼雄果蝇(XaY)∶红眼雌果蝇(XAXa)=1∶1;或选择红眼雌果蝇×红眼雄果蝇,即XAXa与XAY,子代的表型及比例为红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇∶红眼雄果蝇=2∶1∶1。
11.(12分)(2025·洛阳期末)图1表示某果蝇细胞中染色体示意图,A/a、W/w表示相关染色体上的基因;图2表示该果蝇的细胞在分裂过程中,不同类型细胞内相关物质的数量变化。不考虑其他染色体上的基因,回答下列问题。
(1)图1对应果蝇的基因型是　　　　　,这两对基因的遗传遵循自由组合定律,具体理由是　 　 。
(2)若图1细胞是果蝇的体细胞,则该细胞进行有丝分裂,其一个相对较完整的细胞周期可用图2中的细胞类型表示为c→　　　　　 　　(用字母和箭头表示)。
(3)若图1细胞是果蝇的精原细胞,且在分裂时A基因与a基因所在的片段发生了互换。
①A基因与a基因的分离发生的时期有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②X染色体与Y染色体的分离发生在图2中的细胞类型　　 　。
③通过分裂,该细胞产生了一个基因组成为aY的精子,另外三个精子的基因组成为
　 。
【答案】 (每空2分)
(1)AaXWY　A/a位于常染色体上,W/w位于X染色体上
(2)b→a→c
(3)①减数分裂Ⅰ后期、减数分裂Ⅱ后期　②b　③AY、AXW、aXW
【解析】 (1)图1对应果蝇的基因型是AaXWY,A/a位于常染色体上,W/w位于X染色体上,即两对基因位于非同源染色体上,遗传时遵循自由组合定律。
(2)如果图1细胞是果蝇的体细胞,体细胞主要是通过有丝分裂进行增殖。结合图2中数据可判断:a表示细胞处于有丝分裂后期、末期,b表示细胞处于减数分裂Ⅰ或有丝分裂前期、中期,c表示细胞处于减数分裂Ⅱ后期、末期或有丝分裂结束产生的子细胞,d表示细胞处于减数分裂Ⅱ前期、中期,e表示精细胞。细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。故用图2中的细胞类型表示该细胞一个相对较完整的细胞周期顺序可写为c→b→a→c。
(3)①若图1细胞是果蝇的精原细胞,且在分裂时A基因与a基因所在的片段发生了互换。交换后A基因与a基因位于姐妹染色单体上,等位基因A/a的分离发生在减数分裂Ⅰ后期和减数分裂Ⅱ后期。
②X染色体与Y染色体是同源染色体,同源染色体的分离发生在减数分裂Ⅰ的后期,图2中可表示减数分裂Ⅰ后期的细胞类型是b。
③图1细胞的基因型为AaXWY,复制后为AAaaXWXWYY,由于减数分裂Ⅰ时A基因与a基因所在的片段发生了互换,通过减数分裂Ⅰ形成的两个次级精母细胞的基因型分别为AaXWXW和AaYY,通过减数分裂Ⅱ产生的4个精子的基因型分别为AXW、aXW、AY、aY,因此另外三个精子的基因型为AY、AXW、aXW。(共55张PPT)
第2节　基因在染色体上
1.简述基因位于染色体上的理论假说。2.阐述基因位于染色体上的实验证据。3.阐明孟德尔遗传规律的实质。
[学习目标]
预习案·自主学习
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。
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
平行
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
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
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
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有易于区分的相对性状;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。
(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 。
摩尔根
果蝇
3
1
XX
XY
3.果蝇杂交实验
(1)实验现象。
红眼
白眼
分析:
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。
红眼
3∶1
分离
一
性别
(2)提出问题。
白眼性状的表现为何总与性别相关联
(3)提出假设,解释现象。
①假设:控制白眼的基因(用w表示)在 上,而Y染色体上不含有它的等位基因。
X染色体
②遗传图解。
XWXW
XwY
XW
Xw
Y
XWY
F2
雌配子 雄配子
1/4XWXW(红眼雌性) 1/4XWY(红眼雄性)
1/2Xw 1/4XWXw (红眼雌性) 1/4XwY( )
1/2XW
1/2XW
1/2Y
白眼雄性
(4)演绎推理和实验验证—— 。
(5)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
(1)数量关系:一条染色体上有 个基因。
(2)位置关系:基因在染色体上呈 排列。
测交
X
基因在染色体上
许多
线性
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。
同源染色体
独立性
同源染色体
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互不干扰的。
(2)在 过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,
自由组合。
减数分裂
非同源染色体上的非等位基因
判断正误
(1)体细胞中基因成对存在,配子中只含有1个基因。(　　)
×
(2)首先提出基因在染色体上的是摩尔根。(　　)
×
【提示】 在摩尔根之前,萨顿就提出了基因在染色体上的假说。
(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。(　　)
√
【提示】 在体细胞中基因成对存在,在配子中只有成对基因中的1个。
(4)摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法。(　　)
(5)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。
√
×
(6)同源染色体上的非等位基因不遵循自由组合定律。(　　)
√
探究案·互动探究
任务一　分析摩尔根的果蝇杂交实验
摩尔根的果蝇杂交实验,以“白眼性状是如何遗传的”作为果蝇眼色基因遗传研究的基本问题。他做了图1、图2所示实验。
【提示】 F1的表型说明果蝇的红眼对白眼是显性。F2出现性状分离现象,且分离比是3∶1,说明果蝇眼色的遗传遵循分离定律。
(1)图1中F1的表型说明什么问题 红眼和白眼的遗传是否遵循分离定律
(2)不同于豌豆杂交实验,摩尔根通过果蝇杂交实验发现了什么问题 他又提出怎样的假设来解释这个问题
【提示】 F2中白眼果蝇均为雄性,白眼性状的表现总与性别相关联,且与X染色体的遗传相似。控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上,在Y染色体上不含有它的等位基因。
(3)有同学根据摩尔根杂交实验结果提出另一个假设:控制白眼的基因在X染色体上,Y染色体上有它的等位基因,该假设也能解释上述实验结果。
若该假设成立,请写出图1中雄果蝇的基因型(相关基因用A、a表示)。
【提示】 XaYa、XAYa。
(4)摩尔根等人通过测交等方法验证他们提出的假设。图2的测交实验现象并不能充分验证其假设,需在该测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。请写出该实验方案中亲本的表型并预期子代的表型及比例。
【提示】 用白眼雌果蝇与野生红眼雄果蝇杂交,子代白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇=1∶1。
「核心归纳」
摩尔根果蝇杂交实验的拓展分析
(1)提出假说,进行解释。
假 说 假说1:控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段,即X染色体上有,而Y染色体上没有 假说2:控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,即X染色体上和Y染色体上都有
实 验 一
实 验 二
疑惑 上述两种假说都能解释实验一和实验二的实验现象
(2)演绎推理,验证假说。
假说1和假说2都能解释实验现象,为了确定控制果蝇眼色基因的位置,摩尔根设计了多个新的实验,其中有一组实验最为关键,即将白眼雌果蝇与红眼雄果蝇交配,最后假说1得到了证实。
假 说 假说1:控制眼色的基因位于X染色体的非同源区段,即X染色体上有,而Y染色体上没有 假说2:控制眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段,即X染色体上和Y染色体上都有
图 解
「典型例题」
1.(2025·合肥期末)摩尔根研究果蝇的眼色遗传,实验过程如下图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
[A] 果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律
[B] 摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交
实验一样,都采用了假说—演绎法
[C] 摩尔根提出的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上,亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwY
[D] F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW
D
【解析】 F2中的红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw。
2.(2025·白银期中)果蝇的红眼对白眼为显性性状,且控制该性状的一对基因位于X染色体上,下列杂交组合中,通过眼色就可以直接判断果蝇性别的是
(　　)
D
任务二　分析孟德尔遗传规律的现代解释
某种昆虫长翅(R)对残翅(r)为显性,直翅(M)对弯翅(m)为显性,有刺刚毛(N)对无刺刚毛(n)为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有一只昆虫,其基因型如下图所示。请尝试回答下列问题。
(1)图中属于等位基因和非等位基因的分别有哪些
【提示】 等位基因有R与r、N与n,非等位基因有R(或r)和m、R(或r)和N
(或n)、m和N(或n)。
(2)长翅与残翅、直翅与弯翅是否遵循自由组合定律 说出判断依据。
【提示】 不遵循;控制长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的基因位于一对同源染色体上。
(3)若不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换,写出该生物所产生配子的基因组成及比例。
【提示】 NRm∶Nrm∶nRm∶nrm=1∶1∶1∶1。
「核心归纳」
1.孟德尔遗传规律的细胞学解释
(1)分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,如下图所示。
(2)自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,如下图所示。
2.两对等位基因位于一对或两对同源染色体上的判断方法
(1)位置关系。
①两对等位基因位于一对同源染色体上(基因用A、a,B、b表示),位置如图甲和乙:
②两对等位基因位于两对同源染色体上(基因用A、a,B、b表示),位置如
图丙:
(2)判断方法。
①自交法:如果双杂合子自交,后代表型比符合3∶1 或1∶2∶1,则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上;如果后代表型比符合9∶3∶3∶1,则控制这两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
②测交法:双杂合子与双隐性纯合子测交,如果测交后代表型比符合1∶1,则控制两对相对性状的基因位于一对同源染色体上;如果测交后代表型比符合1∶1∶1∶1,则控制两对相对性状的基因位于两对同源染色体上。
「典型例题」
3.(2025·重庆月考)下列关于孟德尔遗传规律现代解释的叙述,错误的是
(　　)
[A] 非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的
[B] 同源染色体上的等位基因具有一定的独立性
[C] 同源染色体上的等位基因分离,非等位基因自由组合
[D] 分离定律与自由组合定律都发生在减数分裂过程中
C
【解析】 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.(2025·深圳期末)下列杂合子(每对基因各控制1对性状)中,自交子代会出现表型比为1∶2∶1的是(　　)
C
[A] [B] [C] [D]
【解析】 A选项中Aadd能产生的配子为Ad∶ad=1∶1,Aadd自交后代基因型及比例为AAdd∶Aadd∶aadd=1∶2∶1,表型比为3∶1;B选项中Aa自交后代基因型及比例为AA∶Aa∶aa=1∶2∶1,表型比为3∶1;C选项中AaDd能产生的配子为Ad∶aD=1∶1,AaDd自交后代基因型及比例为AAdd∶
AaDd∶aaDD=1∶2∶1,表型比为1∶2∶1;D选项中AaDd中两对基因位于两对同源染色体上,自交后代表型比为9∶3∶3∶1。
思维导图
随堂检测
1.(2025·昆明期中)萨顿假说认为“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”,下列不支持此推测的是(　　)
[A] 体细胞中基因的数量远远大于染色体的数目
[B] 非等位基因同非同源染色体一样在减数分裂时自由组合
[C] 在体细胞中成对存在的基因和染色体,在配子中单个存在
[D] 基因和染色体在杂交过程中均保持相对完整性和独立性
A
【解析】 体细胞中基因的数量远远大于染色体的数目,不能证明基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。
2.(2025·临川期末)决定果蝇眼色的基因位于X染色体上,其中W基因控制红色,w基因控制白色。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交,其后代中不可能出现的是(　　)
[A] 红眼雄果蝇 [B] 白眼雄果蝇
[C] 红眼雌果蝇 [D] 白眼雌果蝇
D
【解析】 红眼雌果蝇的基因型为XWXW或XWXw,红眼雄果蝇的基因型为XWY。①XWXW×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇);
②XWXw×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWXw(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)、XwY(白眼雄果蝇),后代中不可能出现白眼雌果蝇。
3.(2025·昆明月考)某植物体细胞内三对基因在染色体上的位置情况如右图所示,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,后代会出现四种表型,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,则它可产生四种配子
[D] 三对基因的遗传均遵循基因的分离定律
D
【解析】 题图中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;题图中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两种配子。
4.(2025·眉山期中)右图为果蝇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自由组合定律
[D] 白眼和石榴红眼是一对相对性状
B
【解析】 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;控制黄体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;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。
5.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自由交配得到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
C
【解析】 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中雌性个体的基因型为AaXBXb,全为直翅红眼,雄性个体的基因型为AaXbY,全为直翅白眼;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;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。
联系实际 迁移应用
果蝇是经典的遗传学实验材料,右图是果蝇原始生殖细胞中染色体组成及其部分基因的示意图。已知该果蝇红眼(D)对白眼(d)为显性,位于X染色体上。实验室有纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇,控制灰体(A)和黑檀体(a)的基因位于3号染色体上。请回答下列问题。
(1)若图中所示果蝇和白眼雌果蝇杂交,发现子一代中有一只基因型为XdXdY的白眼雌果蝇,其产生的原因可能是什么 若该果蝇可育,其产生的配子种类及比例是多少
【提示】 亲本雌果蝇减数分裂(减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ)过程中X染色体未分离,产生XdXd的卵细胞与含Y的精子结合,发育成XdXdY的个体。Xd∶XdY∶XdXd∶Y=2∶2∶1∶1。
(2)果蝇的另一对相对性状长翅(E)和残翅(e)位于常染色体上,欲判断控制长翅和残翅的这对等位基因是否位于3号染色体上,请写出实验设计思路、预期实验结果及结论。
实验思路:
。
预期实验结果及结论:
。
纯种长翅灰体果蝇与纯种残翅黑檀体果蝇杂交得到F1,F1雌雄果蝇
相互交配得到F2,观察F2的表型及比例
若F2出现四种性状,且比例为9∶3∶3∶1,则该基因不
在3号染色体上

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