新人教必修2课后习题
2.2 基因在染色体上
一、选择题
1.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.正常情况下果蝇的精子中含有成对的基因
B.果蝇的体细胞中只含有1个基因
C.果蝇的4对同源染色体可以同时来自父方,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:由于精子中无同源染色体,所以正常情况下其中的基因均不成对,A项错误。果蝇的体细胞中含同源染色体,所以基因基本都是成对的,且种类也很多,B项错误。同源染色体中的一条来自母方,一条来自父方,不会同时来自母方或父方,C项错误。
2.下列关于果蝇的叙述,错误的是( )
A.体细胞中有4对同源染色体,其中有3对是常染色体,1对是性染色体
B.白眼雄果蝇的白眼基因位于X染色体上,Y染色体上无等位基因
C.白眼雄果蝇产生的配子中一半含有白眼基因,一半不含白眼基因
D.白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交,后代全部表现为红眼果蝇
答案:D
解析:假设控制红眼与白眼的基因分别用W、w表示,则白眼雌果蝇产生的配子为Xw,红眼雄果蝇产生的配子有XW和Y 2种,雌雄配子随机结合,子代的基因型为XWXw和XwY,雌果蝇全为红眼,雄果蝇全为白眼。
3.基因位于染色体上的实验证据是摩尔根的果蝇杂交实验,所用科学方法是假说—演绎法,摩尔根在实验中的新发现是( )
A.F1果蝇全是红眼
B.F2果蝇出现性状分离
C.F2果蝇中红眼与白眼的数量比是3∶1
D.白眼性状的表现总是与性别相联系
答案:D
4.果蝇的红眼(R)对白眼(r)为显性,控制眼色的基因位于X染色体上。现用1只红眼果蝇和1只白眼果蝇杂交,F1中雄果蝇与亲代雌果蝇眼色相同,雌果蝇与亲代雄果蝇眼色相同。那么,亲代果蝇的基因型为( )
A.XRXR×XrY
B.XrXr×XRY
C.XRXr×XrY
D.XRXr×XRY
答案:B
解析:根据题意,F1中雄果蝇与亲代雌果蝇眼色相同,因此,亲代雌果蝇一定为纯合子,排除C项和D项。A项中子代雌果蝇与亲代雄果蝇的眼色不同,不符合题意。因此,只有当雌性亲本为隐性个体,雄性亲本为显性个体时,才符合题意,即XrXr×XRY。
5.下列关于孟德尔遗传规律的现代解释的叙述,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.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
答案:C
解析:同源染色体上的非等位基因是不能自由组合的,能发生自由组合的是非同源染色体上的非等位基因。
6.基因型为Mm的动物,在其精子形成过程中,基因M与M、m与m、M与m彼此分开,分别发生在( )
①精原细胞形成初级精母细胞时 ②初级精母细胞形成次级精母细胞时 ③次级精母细胞形成精细胞时 ④精细胞形成精子时
A.①②③
B.③③②
C.②②③
D.②③④
答案:B
解析:M与M、m与m位于姐妹染色单体上,它们的分离发生在减数分裂Ⅱ,伴随着丝粒的分裂、姐妹染色单体的分开而分离;M、m是一对等位基因,位于一对同源染色体上,它们的分离发生在减数分裂Ⅰ,伴随着同源染色体的分开而分离。
7.在减数分裂过程中,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的自由组合发生在( )
A.减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ后期
B.同时发生于减数分裂Ⅰ后期
C.同时发生于减数分裂Ⅱ后期
D.分离发生于减数分裂Ⅰ,自由组合发生于减数分裂Ⅱ
答案:B
二、非选择题
8.果蝇的灰身(B)和黑身(b)、红眼(R)和白眼(r)分别受一对等位基因控制,B、b基因位于常染色体上,R、r基因位于X染色体上。下表是杂交实验结果。
P 灰身♀×黑身♂ 红眼♀×白眼♂
F1 灰身 红眼
F2 灰身∶黑身=3∶1 红眼∶白眼=3∶1
(1)选果蝇作实验材料的优点是 (至少写出2点)。
(2)F1随机交配,试推断F2中红眼、白眼果蝇的性别分别是 和 。
(3)以上两对相对性状中,正交与反交产生子代的结果一致的是 ,不一致的是 。
(4)现用纯合的灰身红眼果蝇(♀)与黑身白眼果蝇(♂)杂交,再让F1个体间自由交配得到F2。预期F2可能出现的基因型有 种,雄性中黑身白眼的概率是 。
答案: (1)相对性状明显、繁殖快、易于饲养等(答出2点即可)
(2)雄性、雌性 雄性
(3)灰身和黑身 红眼和白眼
(4)12 1/8
解析:根据题意,亲本XRXR×XrY→F1(XRXr、XRY)→F2(XRXR、XRXr、XRY,XrY),由此可见红眼果蝇中雄性、雌性都有,白眼果蝇中只有雄性。由于灰身和黑身基因位于常染色体上,所以正交和反交的结果一致,而红眼和白眼基因位于X染色体上,正交和反交的结果不同。纯合的灰身红眼果蝇(♀)BBXRXR与黑身白眼果蝇(♂)bbXrY杂交,F1个体的基因型是BbXRXr和BbXRY,F1个体间自由交配得F2,可能出现的基因型有3×4=12(种),出现黑身的概率为1/4,雄性中出现白眼的概率为1/2,所以雄性中黑身白眼的概率为1/8。
等级考素养提升
一、选择题
1.下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图,下列叙述错误的是( )
A.在有丝分裂中期,X染色体和常染色体的着丝粒都排列在赤道板上
B.在有丝分裂后期,基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
C.朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因
D.在减数分裂Ⅱ后期,基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
答案:C
解析:朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl均在一条常染色体上,不是等位基因,等位基因位于同源染色体的同一位置,C项错误。
2.已知果蝇基因B和b分别决定灰身和黑身,基因W和w分别决定红眼和白眼。右图为某果蝇的体细胞中染色体和部分基因示意图。下列相关叙述错误的是( )
A.萨顿用假说—演绎法证明了果蝇的白眼基因位于X染色体上
B.基因B、b与W、w的遗传遵循基因的自由组合定律
C.基因B与b是位于同源染色体上的等位基因
D.若对此果蝇进行测交,应选择黑身白眼雄果蝇作父本
答案:A
解析:萨顿运用类比推理法提出基因在染色体上的假说;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“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”的结论,A项错误。
3.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,F1中雌雄果蝇都表现为红眼,这些果蝇交配产生的F2中,红眼雄果蝇占1/4,白眼雄果蝇占1/4,红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )
A.红眼对白眼是显性
B.眼色的遗传遵循基因分离定律
C.眼色和性别表现为自由组合
D.F2中红眼雌果蝇有两种基因型
答案:C
解析:红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,F1中雌雄果蝇都表现为红眼,所以红眼为显性性状,白眼为隐性性状,A项正确。F1全是红眼,F2出现了红眼和白眼,符合孟德尔一对相对性状的遗传实验,所以眼色遗传符合基因分离定律,B项正确。控制眼色的基因在X染色体上,因此眼色与性别不能自由组合,C项错误。F2中雌果蝇有纯合红眼和杂合红眼两种基因型,D项正确。
4.(不定项选择题)下图表示一对同源染色体及其上的等位基因,下列说法错误的是( )
A.图中有4条染色体,4条染色单体,4个DNA分子
B.染色体1的染色单体与染色体2的染色单体之间发生了互换
C.基因B与基因b的分离发生在减数分裂Ⅰ
D.基因A与基因a的分离仅发生在减数分裂Ⅰ
答案:AD
解析:图中有2条染色体,4条染色单体,4个DNA分子,A项错误。根据图中染色体颜色及基因位置可知,同源染色体的非姐妹染色单体间发生了互换,即染色体1的染色单体与染色体2的染色单体间发生了互换,B项正确。基因B与基因b的分离只发生在减数分裂Ⅰ,C项正确。由于发生过互换,基因A与基因a的分离发生在减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ,D项错误。
二、非选择题
5.果蝇是遗传学研究常用的实验材料,下图甲为果蝇体细胞内染色体组成示意图,图乙是X、Y染色体放大图,请据图回答下列问题。
(1)该果蝇的性别是 ,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。
(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有 种基因型。
(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的基因型是 ,在产生配子时,遵循的遗传规律是 。
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(写出自由组合定律即可)
解析: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,若该对基因用B、b表示,则这个群体中雄性个体有4种基因型,分别为XBYB、XBYb、XbYB、XbYb。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的基因型是aXb和aY,在产生配子时,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,遵循的遗传规律是基因的分离定律和自由组合定律。(共54张PPT)
第2节 基因在染色体上
2019版高中生物
同步学案
目标素养
1.通过分析基因在染色体上的相关实验证据,进一步领悟“假说—演绎法”,培养科学思维和科学探究能力
2.运用有关基因和染色体的知识,阐明孟德尔遗传规律的细胞学基础和实质,培养科学思维能力
3.通过了解基因在染色体上的探索历程,体会摩尔根的科学探究精神
知识概览
一、萨顿的假说
1.萨顿假说的主要内容和依据
(1)主要内容:基因(遗传因子)是由 染色体 携带着从亲代传递给下一代的。也就是说,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。
2.基因和染色体的行为比较
二、基因位于染色体上的实验证据
1.实验现象
2.对实验现象的解释
(1)根据摩尔根的假设,写出各种表型的果蝇对应的基因型。
(2)完成下列遗传图解。
3.演绎推理——测交
(1)方案:红眼雌性个体( XWXw )与白眼雄性个体( XwY )杂交。
(2)结果:后代中红眼∶白眼= 1∶1 ,符合分离定律。
4.实验结论
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 。
5.基因和染色体的关系
(1)一条染色体上有 许多 个基因。
(2)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。
每种生物的基因数量,都要远远多于这种生物的染色体数目,如人的体细胞中有23对染色体,基因大约有2.6万个,那么基因与染色体存在怎样的对应关系呢
提示:一条染色体上有许多个基因。
一 摩尔根果蝇杂交实验的假说—演绎分析
重难归纳
1.实验现象——发现问题
2.理论分析——提出假说
(1)果蝇的红眼与白眼是一对相对性状。
(2)F1全为红眼,则红眼是显性性状。
(3)F2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。
(4)白眼性状的表现与性别相关联,即控制眼色的基因位于X染色体上,Y染色体上没有相关基因。各种果蝇的基因型及表型如下表:
注:其中(1)(2)(3)为理论分析,(4)为假说。
3.演绎推理——实验检验
(1)实验一:F2中白眼雄果蝇与F1中红眼雌果蝇交配。
①若基因位于X染色体上,且Y染色体上没有它的等位基因,则遗传图解如下:
②若基因位于X染色体上,Y染色体上含有它的等位基因,则遗传图解如下:
③若基因位于常染色体上,则遗传图解如下:
说明:①②③实验结果相同,故根据本实验结果无法验证假说,但通过本实验得到了白眼雌果蝇。
(2)实验二:利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一个毫无血缘关系的野生型纯种红眼雄果蝇交配。
①若基因位于X染色体上,且Y染色体上没有它的等位基因,则遗传图解如下:
②若基因位于X染色体上,Y染色体上含有它的等位基因,则遗传图解如下:
③若基因位于常染色体上,则遗传图解如下:
说明:在实际的实验中,雌果蝇全为红眼,雄果蝇全为白眼,性状表现与①相同,与②③不同,由此可证明假说①成立。
本实验与孟德尔一对相对性状的杂交实验相比,有何异同
提示:(1)相同点:都运用了假说—演绎法的科学研究方法;F2都出现了性状分离现象。
(2)不同点:果蝇的杂交遗传中,眼色遗传与性别有关。
典例剖析
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中的雌雄个体相互交配,实验结果如下:
F1:大翅雌果蝇、雄果蝇共1 237只;
F2: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.果蝇翅形的大翅对小翅为显性
B.根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律
C.根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上
D.F2中雌果蝇的基因型相同,雄果蝇有两种基因型
答案:D
解析:大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,F1全是大翅果蝇,所以大翅对小翅为显性,A项正确。根据题中信息“F2:大翅雌果蝇2 159只,大翅雄果蝇1 011只,小翅雄果蝇982只”可知,大翅∶小翅≈3∶1,符合基因分离定律,B项正确。
又因为大翅果蝇中雌雄不等,可推知控制翅形的基因位于X染色体上。遗传图解如下:
可见,F2中雌果蝇有两种基因型,分别为XAXA和XAXa,C项正确,D项错误。
确定基因位于常染色体上还是X染色体上的方法
(1)根据子代某性状在雌雄个体中的概率来推断:若相差不大,一般可判断基因位于常染色体上,否则基因位于X染色体上。
(2)实验设计方法。
①若不知显隐性,可采用正交与反交的方法进行检验,若结果不同,则基因位于X染色体上;若结果相同,则基因位于常染色体上。(前提:都是核基因)
②已知显隐性(XY型生物):雌性选隐性性状,雄性选显性性状。
b.若子代性状与性别无关 基因位于常染色体上。
学以致用
1.摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性遗传,在果蝇野生型个体与白眼突变体的杂交实验中,最早能够判断白眼基因位于X染色体上的实验依据是( )
A.白眼突变体与野生型个体杂交,F1全部表现为野生型,雌、雄比例为1∶1
B.F1自交,后代出现性状分离,白眼全部是雄性
C.F1中的雌性与白眼雄性杂交,后代出现白眼,且雌、雄中野生型与白眼的比例均为1∶1
D.白眼雌性与野生型雄性杂交,后代白眼全部为雄性,野生型全部为雌性
答案:B
解析:白眼基因若位于X染色体上,则白眼性状应与性别有关,其中B项是最早能判断白眼基因位于X染色体上的实验依据。
2.下列关于基因和染色体关系的叙述,正确的是( )
A.基因全部在染色体上
B.基因在染色体上呈线性排列
C.一条染色体上只有一个基因
D.染色体就是由基因组成的
答案:B
解析:基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,但细胞质中也有少量基因,A项错误。基因在染色体上呈线性排列,这也说明一条染色体上有许多个基因,B项正确,C项错误。染色体主要由DNA和蛋白质组成,D项错误。
二 孟德尔遗传规律的现代解释
重难归纳
1.两个遗传定律的细胞学基础
(1)分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体的分开而分离,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的分开而分离的同时,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.基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律
(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因的自由组合定律,只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律,叶绿体、线粒体中的基因都不遵循此规律。
(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
某生物的两对相对性状分别受A/a和B/b控制。
(1)一个基因型为AaBb的个体中,A和B基因位于一条染色体上,a和b位于其同源染色体上。该生物自交,后代的性状表现如何 测交呢 (不考虑互换)
提示:自交后代共有两种表型,比例为A_B_∶aabb=3∶1;测交后代也有两种表型,比例为AaBb∶aabb=1∶1。
(2)若(1)中该基因型为AaBb的个体中,A和b基因位于一条染色体上,a和B位于其同源染色体上。该生物自交,后代的性状表现如何 测交呢 (不考虑互换)
提示:自交后代共有三种表型,比例为aaBB∶AaBb∶Aabb =1∶2∶1;测交后代有两种表型,比例为aaBb∶Aabb=1∶1。
典例剖析
下列有关减数分裂过程中基因和染色体变化的叙述,错误的是( )
A.减数分裂过程中,同源染色体分开,等位基因也随之分离
B.染色单体分开时,复制而来的两个基因也随之分开
C.非同源染色体自由组合,其上的非等位基因也可以自由组合
D.性染色体上的基因都是成对存在的
答案:D
解析:在性染色体上,有些基因不是成对存在的,如果蝇的眼色基因位于X染色体上,而在Y染色体上没有与之相对应的等位基因。
学以致用
1.据下图判断,下列选项中不遵循基因自由组合定律的是( )
答案:A
解析:基因自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。 与 是位于同源染色体上的基因,不能自由组合。
2.下列各种基因型的个体的自交后代的表型比例为9∶3∶3∶1的是( )
答案:C
解析:由自交后代表型比例为9∶3∶3∶1可知,应涉及两对等位基因,且两对等位基因分别位于两对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律。
1.下图表示果蝇的某一条染色体上的几个基因,下列相关说法错误的是( )
A.果蝇细胞内基因数量要远远多于染色体数目
B.基因在染色体上呈线性排列
C.黄身基因与白眼基因的遗传不遵循自由组合定律
D.细胞内的基因都位于染色体上
答案:D
解析:细胞核内的基因位于染色体上,细胞质内的基因位于线粒体和叶绿体中,D项错误。
2.下图能正确表示基因分离定律实质的是( )
答案:C
解析:基因分离定律的实质是杂合子在产生配子时,等位基因随同源染色体的分开而分离,独立地进入不同的配子中。
3.摩尔根用一只白眼雄果蝇进行一系列杂交实验后,证明了基因位于染色体上。其一系列杂交实验过程中,最早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×F3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,因此要获得白眼雌果蝇,必须用白眼雄果蝇和携带白眼基因的雌果蝇杂交,B项符合题意;C、D两项用的时间较长,不符合题意。
4.萨顿在研究蝗虫染色体的形态和数目时,发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系,下列说法不能证明这种关系的是( )
A.非同源染色体自由组合时,所有非等位基因也自由组合
B.如果基因型为Aa的个体的一条染色体缺失,则该个体可能表现为隐性性状
C.基因型为Aa的杂合子形成配子时,基因数量减半,染色体数目也减半
D.基因型为XAYa的个体,A基因来自母方,a基因来自父方,X染色体来自母方,Y染色体来自父方
答案:A
解析:非同源染色体自由组合时,非同源染色体上的非等位基因也自由组合,但同源染色体上的非等位基因不能自由组合。
5.根据下图回答问题。
(1)基因在染色体上是 提出的,是 证明的。
(2)此图为果蝇的染色体图解。此图中有 对同源染色体。常染色体是图中的 ;性染色体是图中的 。
(3)图中 是等位基因; 是非等位基因。
(4)写出此果蝇的基因型 。
(5)果蝇的一个体细胞性染色体上的W基因在
期形成两个W基因。
答案:(1)萨顿 摩尔根 (2)4 Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ X和Y (3)A和a A(或a)与W (4)AaXWY (5)有丝分裂前的间期或减数分裂前的间
