【同步练习】高中生物学人教版（2019）必修2 2.2 基因在染色体上（解析版）

第二节 基因在染色体上
一、选择题
1．下列有关基因与染色体关系的叙述，不正确的是（ ）
A．摩尔根证明了控制果蝇红、白眼的基因位于X染色体上
B．萨顿利用演绎—推理法，推测基因位于染色体上
C．染色体和基因并不是一一对应关系，一条染色体上含有很多基因
D．基因在染色体上呈线性排列，性染色体上的基因并不一定都与性别决定有关
【答案】B
【详解】A、摩尔根利用“假说—演绎法”证明了控制果蝇红眼、白眼的基因位于X染色体上，A正确；B、萨顿根据基因和染色体的行为非常相近，发现存在明显的平行关系，运用类比推理法推测基因在染色体上，B错误；C、基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有许多基因，而染色体是DNA分子的主要载体，所以染色体和基因并不是一一对应关系，一条染色体上含有很多基因，C正确；D、基因在染色体上呈线性排列，性染色体上的基因伴随着性染色体传递给后代。性染色体上的基因所控制的性状不一定与性别有关，例如果蝇红白眼基因位于X染色体上，D正确。
2．摩尔根潜心研究果蝇的遗传行为，他偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。经过果蝇杂交实验，证明了控制果蝇眼色的基因W/w位于X染色体上，Y染色体上没有相应的基因，且红眼对白眼为显性。摩尔根用这只白眼雄果蝇和红眼雌果蝇杂交得子一代，子一代果蝇中，减数分裂产生配子时，基因W与w分离的时期最可能是（不考虑基因突变和染色体变异）（　　）
A．雄蝇减数第一次分裂
B．雌蝇减数第一次分裂
C．雄蝇减数第二次分裂
D．雌蝇减数第二次分裂
【答案】B
【详解】由于控制果蝇眼色的基因W/w位于X染色体上，Y染色体上没有相应的基因，且红眼对白眼为显性，因此摩尔根所用实验的白眼雄果蝇和红眼雌果蝇基因型分别为XwY和XWXW，子一代基因型为XWXw、XWY，，因此子一代果蝇中，减数分裂产生配子时，不考虑基因突变和染色体变异时，基因W与w分离的时期最可能为雌蝇减数第一次分裂，ACD错误，B正确。
3．下列关于染色体和基因的叙述，错误的是（ ）
A．同源染色体、等位基因在杂交过程中保持相对独立性
B．同源染色体、等位基因一半来自父方，一半来自母方
C．同源染色体，等位基因彼此分离，分别进入不同配子
D．雌雄配子随机结合，使得所有非等位基因都自由组合
【答案】D
【详解】A、体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性，能独立的遗传给后代，A正确；B、受精卵中成对的等位基因一个来自父方，一个来自母方；同源染色体一条来自母方，另一条来自父方，B正确；C、减数分裂时，等位基因随同源染色体的分开而彼此分离，分别进入不同配子，C正确；D、非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数分裂过程中，而不是受精作用过程中，D错误。
4．关于孟德尔的一对相对性状杂交实验和摩尔根证实基因位于染色体上的果蝇杂交实 验，下列叙述错误的是（ ）
A．两实验都设计了 F1 自交实验来验证其假说
B．实验中涉及的性状均受一对等位基因控制
C．两实验都采用了统计学方法分析实验数据
D．两实验均采用了“假说—演绎”的研究方法
【答案】A
【详解】A、两实验都设计了F1测交实验来验证其假说，A错误；B、实验中涉及的性状均受一对等位基因控制，B正确；C、两实验都采用了统计学方法通过后代的性状及比例，分析实验数据，C正确；D、两实验均采用了“假说——演绎”的研究方法，D正确。
5．萨顿在研究蝗虫染色体形态和数目时，发现基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，下列说法不能说明这种关系的是
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的杂合子一条染色体缺失，则杂合子可能表现隐性性状
C．基因型为Aa的杂合子形成配子时，基因数目减半，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
【详解】A、非同源染色体自由组合时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，A错误；B、如果基因型为Aa的杂合子一条染色体缺失，杂合子表现隐性性状，则可推测A基因位于缺失的染色体上，二者存在平行关系，B正确；C、基因型为Aa的杂合子形成配子时，基因数目减半，染色体数目也减半，说明二者存在平行关系，C正确；D. 男性的X染色体来自母方，Y染色体来自父方，基因型为XAYa的个体，A基因来自母方，a基因来自父方， 说明基因和染色体存在平行关系，D项正确。
6．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．摩尔根与孟德尔都采用了“假说—演绎法”
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．摩尔根通过果蝇眼色杂交实验揭示了基因的位置及其本质
【答案】D
【详解】A、摩尔根和孟德尔的研究方法都是“假说—演绎”法，A正确；B、摩尔根发现的问题是在 F2中红眼有雌性和雄性，白眼只有雄性，B正确；C、为了解释发现的问题，摩尔根做出的假设是控制白眼的基因在Ⅹ染色体上，在Y染色体上不含有它的等位基因，C正确；D、摩尔根通过果蝇眼色杂交实验验证了基因位于染色体上，但并没揭示基因的位置及其本质，D错误。
7．下列各项中，不能说明基因和染色体行为存在平行关系的是（　　）
A．基因、染色体在生殖过程中的完整性、独立性
B．体细胞中基因、染色体成对存在，配子细胞中二者也是成对存在的
C．成对的基因、染色体都是一个来自母方，一个来自父方
D．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的后期也是自由组合的
【答案】B
【详解】A、基因、染色体在生殖过程中都保持完整性、独立性，说明基因和染色体行为存在平行关系，A不符合题意；B、配子中的基因、染色体是不成对的，即该现象不能说明染色体与基因存在平行关系，B符合题意；C、体细胞中成对的基因、染色体都是一个来自母方，一个来自父方，能说明因和染色体行为存在平行关系，C不符合题意；D、非等位基因、非同源染色体的自由组合同步，说明基因和染色体行为存在平行关系，D不符合题意。
8．1910 年摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。图甲为他做的杂交实验及实验结果，图乙为果蝇XY染色体同源情况示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．摩尔根研究果蝇眼色遗传现象所用的方法是假说—演绎法
B．摩尔根提出的假说是控制果蝇白眼的基因位于Y染色体上
C．图乙中的两条性染色体中也含有等位基因
D．摩尔根为了验证假说，用白眼雄果蝇与F1中的红眼雌果蝇进行交配
【答案】B
【详解】A、摩尔根研究果蝇眼色遗传现象设计了果蝇杂交实验，所用的方法是假说一演绎法， A正确；B、摩尔根为了解释他发现的问题即为什么F2中的白眼果蝇都是雄性的，提出的假说是控制果蝇白眼的基因只位于X染色体上，Y染色体上没有相应的等位基因，B错误；C、图乙中的X、Y性染色体中也有同源区段，位于同源区段的基因也含有等位基因，C正确；D、摩尔根设计实验让白眼雄果蝇(XWY)与F1中的红眼雌果蝇(XWXw)进行交配，以验证假说，D正确。
9．下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图中1—8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是（ ）
A．1 与 2、3、4 互为等位基因，与 6、7、8 互为非等位基因
B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因 1—8
C．1 与 3 都在减数第一次分裂分离，1 与 2 都在减数第二次分裂分离
D．1 与 2，3 与 4 会在减数第一次分裂后期自由组合
【答案】B
【详解】A、1与2是相同基因，1与3、4可能互为等位基因，1与6、7、8互为非等位基因，A错误；B、精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体的数目和基因种类、数目均相同，故均含有基因1~8，B正确；C、若不考虑交叉互换，1与3会在减数第一次分裂的后期随同源染色体的分开而分离，1与2会在减数第二次分裂的后期随姐妹染色单体的分开而分离，若考虑交叉互换，则1与2也可能会在减数第一次分裂的后期随同源染色体分开而分离，1与3也可能在减数第二次分裂的后期随姐妹染色单体的分开而分离，C错误；D、1 与 2位于一条染色体上，3 与 4 位于另一条同源染色体上，不会在减数第一次分裂后期自由组合，D错误。
10．下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列叙述正确的是（ ）
A．果蝇的基因全部都位于染色体上
B．朱红眼基因在体细胞中可能存在4个
C．图中白眼基因与朱红眼基因是等位基因
D．生殖细胞中不可能同时存在白眼基因与朱红眼基因
【答案】B
【分析】题图分析：图示为果蝇某一条染色体上的几个基因，这些基因位于一条染色体上，均为非等位基因。
【详解】A、果蝇的基因主要位于染色体上，此外在线粒体中也有少量的基因，A错误；
B、朱红眼基因在体细胞中可能存在4个，如朱红眼纯合子的体细胞在有丝分裂后期时含有4个朱红眼基因，B正确；C、图中白眼基因与朱红眼基因位于一条染色体上，是非等位基因，C错误；D、白眼基因与朱红眼基因位于一条染色体上，因此生殖细胞中可能同时存在白眼基因与朱红眼基因，D错误。
11．下图1为摩尔根的果蝇杂交实验图解，图2为雌雄果蝇的染色体组成示意图。下列相关叙述错误的是（ ）
A．摩尔根通过图1所示的实验发现的问题是：为什么F2中红眼：白眼=3：1
B．图2甲和乙中均有两个染色体组，每个染色体组内染色体的大小、形态均不同
C．摩尔根为了解释发现的问题提出的假说是：控制白眼的基因只在X染色体上
D．根据图2可知，测定果蝇基因组需要测定5条染色体上DNA的碱基序列
【答案】A
【详解】A、摩尔根通过图1所示的实验提出的问题为：白眼性状为什么只出现在雄性个体中，A错误；B、细胞中的一组非同源染色体组成的集合为染色体组，图2中甲和乙中均有两个染色体组，每个染色体组内染色体的大小、形态均不同，B正确；C、由于白眼性状只出现在雄性个体中，且雌果蝇的性染色体为XX，雄果蝇的性染色体为XY，摩尔根为了解释发现的问题提出的假说是：控制白眼的基因只在X染色体上，而Y上不含有相关的基因，C正确；D、由于X染色体和Y染色体上存在非同源区段，根据图2可知，测定果蝇基因组需要测定5条染色体上DNA的碱基序列，即3条常染色体加上X、Y染色体，D正确。
12．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图。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的所示基因均属于非等位基因
C．在减数分裂Ⅱ后期，上述基因不会位于细胞的同一极
D．白眼雄蝇与野生型杂交，可根据F1表型验证基因位于染色体上的假说
【答案】B
【详解】A、摩尔根等人测出了果蝇的上述基因在染色体上的相对位置，A错误；
B、图示的两条染色体为非同源染色体，这两条染色体上的基因为同源染色体上的非等位基因，两者之间的基因关系为非同源染色体上的非等位基因，B正确；C、减数分裂Ⅱ后期，由于细胞中的染色体是同源染色体分离、非同源染色体自由组合的结果，而上图中的基因是非同源染色体上的非等位基因，因此上述基因可能移向同一极，C错误；D、白眼雄蝇与野生型杂交，F1雌雄均为红眼，无法验证基因位于染色体上的假说，D错误。
二、非选择题
13．图甲乙丙表示某雌性动物进行细胞增殖过程中的后期分裂图，图丁表示细胞分裂过程中同源染色体对数的变化。回答下列问题：
(1)根据图中染色体的变化特点，与上一个时期比较，染色体数目加倍的原因是_____，染色体加倍的细胞包括图中的_____，对应于图丁中的_____段（用字母表示）。
(2)图乙中1、2染色体属于同源染色体，存在于有丝分裂的_____期。同源染色体的相同位置分布的是_____基因，在有丝分裂后期，一对同源染色体上的这些基因的去向是_____。
(3)图乙细胞分裂产生的卵细胞属于_____（填“高度分化”或“未分化”）的细胞，原因是_____，该细胞具有全能性的原因是_____。
【答案】(1) 着丝粒（点）一分为二，姐妹染色单体分离变成子染色体 甲、丙 CD、HI (2) 分裂间期和分裂 相同或等位 移向细胞的同一极
(3) 高度分化 卵细胞具有特定的形态结构和功能 含有发育成完整个体所需的全套遗传信息（全套基因）
【分析】减数分裂是有性生殖的生物产生生殖细胞时，从原始生殖细胞发展到成熟生殖细胞的过程。这个过程中DNA复制一次，细胞分裂两次，产生的生殖细胞中染色体数目是本物种体细胞中染色体数目的一半。(1)与上一个时期比较，着丝粒分裂，染色单体变成染色体，使得染色体数目加倍；甲为有丝分裂后期，丙为减数第二次分裂后期，染色体数目均加倍；甲的同源染色体对数为2n，丙没有同源染色体，因此分别对应图丁中的CD、HI段。(2)同源染色体：减数分裂过程中配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，图乙中1、2染色体属于同源染色体，存在于有丝分裂的分裂间期和分裂期；同源染色体的相同位置分布的是相同或等位基因；在有丝分裂后期，一对同源染色体移向细胞的同一极，因此其上的这些基因也随之移向同一极。(3)卵细胞高度分化；分化是指细胞的后代发生结构、功能、形态的差异，卵细胞具有特定的形态结构和功能，发生了分化；卵细胞含有发育成完整个体所需的全套遗传信息，能发育成一个个体，具有全能性。
14．圆眼直翅野生型果蝇（纯合），经过诱变处理后出现了棒眼雌果蝇（甲）和卷翅雄果蝇（乙），为研究其变异的情况，某小组进行杂交实验，结果如下。
对象 亲本 F1
实验一 甲×野生型圆眼雄果蝇 圆眼（♀）：棒眼（♀）：圆眼（♂）：棒眼（♂）=1：1：1：1
实验二 乙×野生型直翅雌果蝇 直翅（♀）：卷翅（♀）：直翅（♂）：卷翅（♂）=1：1：1：1
回答下列问题：
(1)甲、乙果蝇均发生了________（填“显性”或“隐性”）突变，乙果蝇的突变基因位于________。
(2)若已知控制眼形的基因不在Y染色体上，根据实验一不能判断控制眼形的基因是否位于常染色体上，原因是________。
(3)某同学提出“控制棒眼的基因只位于X染色体上”的假说，请设计一次杂交实验进行验证：
①实验方案：从F2中选择________果蝇作为亲本进行杂交，观察、统计子代果蝇的________。
②预期结果是________________________________________。
【答案】(1) 显性 常染色体
(2)控制眼形的基因在常染色体上或在X染色体上，实验一的F1表现型和比例均相同（或若控制眼形的基因位于X染色体上，F1的表现型及比例也是圆眼（♀）:棒眼（♀）:圆眼（♂）:棒眼（♂）=1:1:1:1）
(3) 圆眼雌果蝇和棒眼雄 表现型及比例（或雌雄果蝇的表现型及比例） 子代雌果蝇全为棒眼，雄果蝇全为圆眼
【详解】（1）由分析可知，甲、乙果蝇均发生了显性突变，且乙果蝇的突变基因位于常染色体上（乙Bb×野生型bb→Bb：bb=1：1）。
（2）甲果蝇发生的显性突变可能为XaXa→XAXa或aa→Aa，若是XaXa→XAXa，则实验一为XAXa×XaY→XaXa、XAXa、XaY、XAY，子代中圆眼（♀）:棒眼（♀）:圆眼（♂）:棒眼（♂）=1:1:1:1；若是aa→Aa，则实验一为Aa×aa→Aa、aa，圆眼（♀）:棒眼（♀）:圆眼（♂）:棒眼（♂）=1:1：1：1；故控制眼形的基因无论在常染色体上还是在X染色体上，实验一的F1表现型和比例均相同。
（3）若要通过一次实验验证控制棒眼的基因只位于X染色体上，则应选择F2中圆眼雌果蝇和棒眼雄果蝇进行杂交（XaXa×XAY），观察、统计子代果蝇的表现型及比例，预期结果为XaXa×XAY→XAXa、XaY，子代雌果蝇全为棒眼，雄果蝇全为圆眼