第2章 第2节
基 础 题 组
1．根据基因与染色体的相应关系，非等位基因的概念可叙述为( )
A．染色体不同位置上的不同基因
B．同源染色体上不同位置的基因
C．非同源染色体上的不同基因
D．同源染色体相同位置上的基因
2．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
3．已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，下列关于该动物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的基因
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，在配子中只有成对的基因中的一个
4．根据下图，不遵循基因自由组合定律的是( )
5．下列关于基因与染色体关系的说法，正确的是( )
A．萨顿运用假说—演绎法，确定了基因位于染色体上
B．沃森和克里克发现了基因和染色体行为存在明显的平行关系
C．摩尔根运用推理的方法，证实基因位于染色体上
D．摩尔根绘制出了果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列
6．下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
7．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)此图所示果蝇的性别是___，该细胞中有___对同源染色体，美国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)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___。
能 力 提 升
1．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌、雄果蝇都表现红眼，这些雌、雄果蝇交配产生的后代中，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．眼色遗传符合分离定律
C．眼色和性别表现自由组合
D．控制红眼和白眼的基因位于X染色体上
2.果蝇某一条染色体上几个基因所在的位置如图所示。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．染色体就是由多个线性排列的基因组成的
B．朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因
C．截翅基因与短硬毛基因遵循自由组合定律
D．产生配子时黄身基因与棒眼基因可能分离
3．(2023·山东潍坊高一阶段检测)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，选红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上。下列相关叙述不正确的是( )
A．若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上
B．若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上
C．若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因可能位于常染色体上
D．这对基因也有可能只位于Y染色体上
4．研究发现，某昆虫有两种性别：性染色体组成为XX的是雌雄同体，XO(缺少Y染色体)为雄体。下列推断正确的是( )
A．雌雄同体与雄体交配产生的后代均为雌雄同体
B．该雄体是染色体不正常分离的结果
C．XO个体只产生雄配子，且雄配子的染色体数目相同
D．不可以通过显微镜观察染色体组成来判断该昆虫的性别
5．某XY型的雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制，用纯种品系进行杂交，实验如下。根据以下实验，下列分析错误的是( )
实验1：阔叶♀×窄叶→50%阔叶♀、50%阔叶
实验2：窄叶♀×阔叶→50%阔叶♀、50%窄叶
A．仅根据实验2无法判断两种叶形的显隐性关系
B．实验2结果说明控制叶形的基因在X染色体上
C．实验1、2子代中的雌性植株基因型相同
D．实验1子代雌、雄植株杂交的后代不出现雌性窄叶植株
6．某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( )
7．摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。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，且雄性红眼∶雄性白眼＝1∶1。摩尔根等人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)对上述实验现象进行解释，并设计了测交实验对上述假设进行了进一步的验证。但现在有的同学对摩尔根等人的结论提出质疑，他们根据果蝇X、Y染色体结构特点和摩尔根的实验现象，提出控制果蝇该眼色遗传的基因还可以位于X、Y染色体的同源区段的假设(假设2)。在上述实验的基础上，请设计一个实验方案来探究两种假设是否成立。请简要写出实验思路，并完善实验结果和结论(可从上述的所有果蝇中选择合适的实验材料)。
(1)实验思路：___。
(2)预测结果与结论：
如果子代___，则假设1成立；
如果子代___，则假设2成立。
第2章 第2节
基 础 题 组
1．根据基因与染色体的相应关系，非等位基因的概念可叙述为( A )
A．染色体不同位置上的不同基因
B．同源染色体上不同位置的基因
C．非同源染色体上的不同基因
D．同源染色体相同位置上的基因
解析： 非等位基因是指同源染色体上不同位置的基因以及非同源染色体上的基因，强调的都是不同位置上的基因。B、C两项所述内容包含于非等位基因的概念，D项所述的是等位基因。
2．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( D )
A．红眼雄果蝇 B．白眼雄果蝇
C．红眼雌果蝇 D．白眼雌果蝇
解析： 先写出亲代基因型。红眼雌果蝇：XWXW或XWXw，红眼雄果蝇：XWY。若XWXW×XWY→XWXW(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)；若XWXw×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)。可见，后代中不可能出现白眼雌果蝇。
3．已知果蝇的体细胞内有4对同源染色体，根据萨顿的假说，下列关于该动物减数分裂产生配子的说法正确的是( D )
A．果蝇的精子中含有成对的基因
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，在配子中只有成对的基因中的一个
解析： 根据萨顿的假说，基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也只有成对的染色体中的一条；体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，不可能同时来自父方或母方。
4．根据下图，不遵循基因自由组合定律的是( A )
解析： A、a与D、d在一对同源染色体上，B、B与C、c也是在一对同源染色体上，一对同源染色体上的非等位基因不遵循基因自由组合定律。在减数分裂Ⅰ后期，成对的同源染色体要彼此分离，同时非同源染色体自由组合，只有位于非同源染色体上的非等位基因才会发生自由组合。
5．下列关于基因与染色体关系的说法，正确的是( D )
A．萨顿运用假说—演绎法，确定了基因位于染色体上
B．沃森和克里克发现了基因和染色体行为存在明显的平行关系
C．摩尔根运用推理的方法，证实基因位于染色体上
D．摩尔根绘制出了果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列
解析： 萨顿运用类比推理法提出了基因在染色体上的假说，摩尔根通过假说—演绎法证明了基因在染色体上，A、C两项错误；萨顿发现了基因和染色体行为存在明显的平行关系，B项错误；摩尔根和他的学生们发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘制出了第一个果蝇各种基因在染色体上的相对位置图，说明基因在染色体上呈线性排列，D项正确。
6．下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 )
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
解析： 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，故A符合题意。
7．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)此图所示果蝇的性别是_雄性__，该细胞中有_4__对同源染色体，美国生物学家摩尔根以果蝇为实验材料，运用_假说—演绎__法(研究方法)，将白眼基因与图中_X__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，则这个群体中关于该等位基因有_3__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_4__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_aaXbY__，其减数分裂产生的配子是_aXb和aY__，在产生配子时，遵循的遗传规律是_基因的分离定律和自由组合定律__。
解析：(1)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。(2)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、XmYm4种。(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。
能 力 提 升
1．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌、雄果蝇都表现红眼，这些雌、雄果蝇交配产生的后代中，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( C )
A．红眼对白眼是显性
B．眼色遗传符合分离定律
C．眼色和性别表现自由组合
D．控制红眼和白眼的基因位于X染色体上
解析： 由红眼果蝇和白眼果蝇交配，子代全部表现为红眼，推知红眼对白眼是显性；子代雌雄果蝇交配产生的后代的性状与性别有关，判断控制眼色的基因位于X染色体上；眼色和性别不会发生自由组合，只有非同源染色体上的非等位基因控制的性状才能表现自由组合。
2.果蝇某一条染色体上几个基因所在的位置如图所示。据图分析，下列叙述正确的是( D )
A．染色体就是由多个线性排列的基因组成的
B．朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因
C．截翅基因与短硬毛基因遵循自由组合定律
D．产生配子时黄身基因与棒眼基因可能分离
[解析] 染色体主要由DNA和蛋白质组成，基因是有遗传效应的DNA片段，A错误；朱红眼基因和深红眼基因位于一条染色体上，是非等位基因，B错误；截翅基因与短硬毛基因在一条染色体上，不遵循自由组合定律，C错误；黄身基因与棒眼基因在一条染色体上，产生配子时同源染色体上的黄身基因与棒眼基因会随着同源染色体的分离而分离；若减数第一次分裂前期发生交叉互换，则姐妹染色单体上的黄身基因与棒眼基因可能会随着姐妹染色单体的分开而分离，D正确。故选D。
3．(2023·山东潍坊高一阶段检测)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼W、白眼w)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。现有若干红眼和白眼的雌雄果蝇，选红眼雄果蝇与白眼雌果蝇杂交，某实验小组欲用一次交配实验证明这对基因位于何种染色体上。下列相关叙述不正确的是( D )
A．若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上
B．若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体或X、Y染色体的同源区段上
C．若子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因可能位于常染色体上
D．这对基因也有可能只位于Y染色体上
解析： 若这对基因位于X染色体上，则亲本的基因型可能为XwXw×XWY，后代雌果蝇(XWXw)均为红眼，雄果蝇(XwY)均为白眼，A正确；若这对基因位于常染色体上，则亲本的基因型是WW×ww，则后代无论雌雄都表现为红眼，另一种是Ww×ww，子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼；若这对基因位于X、Y染色体的同源区段上，则亲本的基因型可能为XwXw×XWYW，子代中雌雄果蝇全部为红眼，B、C正确；根据题干信息“雌雄果蝇均有红眼和白眼类型”可知，这对基因不可能只位于Y染色体上，D错误。
4．研究发现，某昆虫有两种性别：性染色体组成为XX的是雌雄同体，XO(缺少Y染色体)为雄体。下列推断正确的是( B )
A．雌雄同体与雄体交配产生的后代均为雌雄同体
B．该雄体是染色体不正常分离的结果
C．XO个体只产生雄配子，且雄配子的染色体数目相同
D．不可以通过显微镜观察染色体组成来判断该昆虫的性别
解析： 雌雄同体产生一种含有X染色体的配子，雄性个体产生的雄配子是X∶O＝1∶1，因此雌雄同体与雄体交配产生的后代是XX∶XO＝1∶1，即雌雄同体∶雄体＝1∶1，A错误；由题意知，雄体缺少一条Y染色体，是其亲代产生配子时染色体不正常分离导致的，B正确；XO个体产生两种类型的雄配子，一种含有X染色体，一种不含性染色体，故两种配子的染色体数目不同，C错误；由题意知，该昆虫的性别是由X染色体数目决定的，染色体数目可以用显微镜进行观察，D错误。
5．某XY型的雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种类型，由一对等位基因控制，用纯种品系进行杂交，实验如下。根据以下实验，下列分析错误的是( A )
实验1：阔叶♀×窄叶→50%阔叶♀、50%阔叶
实验2：窄叶♀×阔叶→50%阔叶♀、50%窄叶
A．仅根据实验2无法判断两种叶形的显隐性关系
B．实验2结果说明控制叶形的基因在X染色体上
C．实验1、2子代中的雌性植株基因型相同
D．实验1子代雌、雄植株杂交的后代不出现雌性窄叶植株
解析： 分析实验2可知，纯种品系杂交后代雌、雄性状表现不同，说明叶形是伴X染色体遗传，后代的雌性个体，从父本获得一个阔叶基因，而表现为阔叶，因此阔叶是显性性状，A错误，B正确；分析实验1、2可知，实验1子代中的雌性植株基因型是杂合子，实验2子代中的雌性植株基因型也是杂合子，所以实验1、2子代中的雌性植株基因型相同，C正确；分析实验1可知，子代雄性个体不可能提供窄叶基因，因此实验1子代雌雄植株杂交后代不会出现雌性窄叶植株，D正确。
6．某动物细胞中位于常染色体上的基因A、B、C分别对a、b、c为显性。用两个纯合个体杂交得F1，F1测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1。则F1体细胞中三对基因在染色体上的位置是( B )
解析： F1测交，即F1×aabbcc，其中aabbcc个体只能产生abc一种配子，而测交结果为aabbcc∶AaBbCc∶aaBbcc∶AabbCc＝1∶1∶1∶1，说明F1产生的配子为abc、ABC、aBc、AbC，其中a和c、A和C总在一起，说明A和a、C和c两对等位基因位于同一对同源染色体上，且A和C在同一条染色体上，a和c在同一条染色体上，B项正确。
7．摩尔根偶然在一群红眼果蝇中发现了一只白眼雄果蝇。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，且雄性红眼∶雄性白眼＝1∶1。摩尔根等人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)对上述实验现象进行解释，并设计了测交实验对上述假设进行了进一步的验证。但现在有的同学对摩尔根等人的结论提出质疑，他们根据果蝇X、Y染色体结构特点和摩尔根的实验现象，提出控制果蝇该眼色遗传的基因还可以位于X、Y染色体的同源区段的假设(假设2)。在上述实验的基础上，请设计一个实验方案来探究两种假设是否成立。请简要写出实验思路，并完善实验结果和结论(可从上述的所有果蝇中选择合适的实验材料)。
(1)实验思路：_从F1中选取红眼雌果蝇与该白眼雄果蝇杂交，将产生的白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇杂交，观察统计子代的表型情况__。
(2)预测结果与结论：
如果子代_雌果蝇全表现为红眼，雄果蝇全表现为白眼__，则假设1成立；
如果子代_雌雄果蝇均表现为红眼__，则假设2成立。
解析：设控制果蝇眼色的基因为等位基因A、a，从F1中选取红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，将产生的白眼雌果蝇(XaXa)与野生型红眼雄果蝇杂交，观察统计子代的表型情况。如果假设1成立，白眼雌果蝇的基因型为XaXa，红眼雄果蝇的基因型为XAY，则子代雌果蝇全表现为红眼，雄果蝇全表现为白眼；如果假设2成立，则白眼雌果蝇、红眼雄果蝇的基因型为XaXa、XAYA，则子代雌雄果蝇全表现为红眼。(共64张PPT)
第2章 基因和染色体的关系
第2节 基因在染色体上
概述性染色体上的基因传递和性别相关联。
1．理解萨顿是如何提出基因位于染色体上的。(科学思维)
2．掌握摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上的过程。(科学探究)
3．说出孟德尔遗传规律的实质。(生命观念)
4．认同科学研究需要大胆质疑和勤奋实践的精神。(社会责任)
课堂达标 巩固训练
指点迷津 拨云见日
基础知识 双基夯实
1．内容：基因(遗传因子)是由_________携带着从亲代传递给下一代的，即_________________。
2．依据：基因和染色体的行为存在着明显的___________。
一、萨顿的假说
染色体
基因在染色体上
平行关系
3．基因和染色体行为比较
项目 基因 染色体
生殖过 程中 在杂交过程中保持_________________ 在配子形成和受精过程中，有相对稳定的___________
存在 体细胞 成对 成对
配子 单个 单条
体细胞中来源 成对的基因一个来自父方，一个来自母方 同源染色体一条来自_______，一条来自_______
形成配子时 ______________自由组合 _______________自由组合
完整性和独立性
形态结构
父方
母方
非等位基因
非同源染色体
活学巧练
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．蝗虫体细胞中的24条染色体，12条来自父方，12条来自母方。( )
×
×
√
合作探究
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)。
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。
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．萨顿证明了果蝇的白眼基因位于性染色体上
D．萨顿假说的提出并没有科学的实验依据作为支撑
解析： 萨顿提出了“基因在染色体上”的假说，该假说的提出在当时并没有科学的实验依据作为支撑，C错误。
典例1
C
下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是( )
A．基因在染色体上呈线性排列
B．体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的
C．基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在形成配子和受精过程中，具有相对稳定的形态结构
D．体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此
解析： 基因在染色体上呈线性排列，是由摩尔根提出的。
变式训练
A
基础知识 双基夯实
1．实验者：美国生物学家_________。
2．实验科学方法：_______________。
3．实验材料：果蝇。
二、基因位于染色体上的实验证据
摩尔根
假说—演绎法
4．实验过程
(1)实验现象及分析
基因分离
雄性
(2)实验假说
a．内容：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___________。
b．遗传图解
等位基因
(3)实验验证：通过_______等方法进行验证。
(4)实验结论：控制白眼性状的基因只位于___________上，即基因在染色体上。
测交
X染色体
5．基因与染色体的关系
(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___________。
许多
线性排列
活学巧练
1．摩尔根的果蝇杂交实验运用了假说—演绎法。( )
2．果蝇杂交实验中，眼色遗传与性别有关。( )
3．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。( )
√
√
×
合作探究
根据教材P30图2－8与教材P31图2－9，分析并回答：
1．果蝇作为遗传学实验材料有哪些优点？
提示：①相对性状多且易于区分；②培养周期短；③成本低；④易饲养；⑤染色体数目少，便于观察等。
2．所有的同源染色体形态、大小都相同吗？为什么？
提示：不是。常染色体中同源染色体的大小和形态相同，但性染色体的形态和大小有的不同。
3．按照摩尔根的结论，写出有关果蝇眼色的所有基因型及对应的表型。
提示：雌果蝇：XWXW(红眼)、XWXw(红眼)、XwXw(白眼)；雄果蝇：XWY(红眼)、XwY(白眼)。
4．摩尔根通过杂交实验发现了什么问题？他又作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，与性别相关联。控制白眼的基因只位于X染色体上，在Y染色体上没有它的等位基因。
5．摩尔根等人通过测交等方法验证他们提出的假设。以下实验图解是他们完成的测交实验之一：
P 红眼(F1雌) × 白眼(雄)
↓
测交子代 红眼(雌) 红眼(雄) 白眼(雌) 白眼(雄)
1/4 1/4 1/4 1/4
上述测交实验现象并不能充分验证其假设，需在上述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。
提示：亲本从上述测交子代和野生群体中选取
P 白眼(雌)×野生红眼(雄)
↓
F1 雄果蝇全为白眼 雌果蝇全为红眼
1/2 1/2
归纳提升
摩尔根等人对实验现象可能的解释曾经提出三种假设
假设1——控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因，可以合理解释摩尔根果蝇杂交实验中的白眼性状遗传现象。
假设2——控制白眼的基因在X染色体和Y染色体上，即Y染色体上含有它的等位基因，可以合理解释摩尔根果蝇杂交实验中的白眼性状遗传现象，如图1所示。
假设3——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。该假设不能解释摩尔根果蝇杂交实验中的白眼性状遗传现象，如图2所示。
上述假设1和假设2均可以合理解释果蝇杂交实验中白眼性状与性别相关联的遗传现象。比较假设1和假设2，最大差异表现在Y染色体上是否存在控制眼色的等位基因，要进一步确定假设的正确与否，可以通过果蝇杂交实验的反交实验进行验证，假设1和假设2的反交实验图解如图3所示。
假设1反交实验F1中红眼雌果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1，假设2反交实验中F1均为红眼果蝇，即假设1反交实验的结果与摩尔根等人进行的实验的结果一致，证明假设1正确。
特别提醒：1.并非所有的基因都位于染色体上。在真核生物中，细胞核基因位于染色体上，但细胞质基因位于线粒体和叶绿体的DNA上；在原核生物中，细胞内无染色体，其内的基因位于拟核区的DNA上或者质粒DNA上。
2．与性染色体有关的两个“并非”
(1)并非所有的生物都有性染色体。
①由性染色体决定性别的生物才有性染色体。
②雌雄同株的植物无性染色体。
(2)并非所有生物的X染色体都比Y染色体短，如人的X染色体比Y染色体长。
摩尔根在研究果蝇眼色遗传时运用了假说—演绎法，下列属于该研究实验验证的是( )
A．控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含等位基因
B．亲本红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1雌雄果蝇都表现为红眼
C．F1雌雄红眼果蝇随机交配，F2的表型及比例为红眼∶白眼＝3∶1
D．红眼雄果蝇与白眼雌果蝇交配，子代表型及比例为红眼∶白眼＝1∶1
典例2
D
解析： 控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含相关基因，这属于假说—演绎法中的假设，A不符合题意；亲本红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1雌雄果蝇都表现为红眼，属于假说—演绎法的观察并提出问题，B不符合题意；亲本红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1雌雄红眼果蝇随机交配，F2的表型及比例为红眼∶白眼＝3∶1，属于假说—演绎法的观察并提出问题，C不符合题意；红眼雄果蝇与白眼雌果蝇交配，子代表型及比例为红眼∶白眼＝1∶1，可验证眼色基因位于X染色体上的假设，属于假说—演绎法的测交实验验证，D符合题意。
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：
变式训练
子代 雌果蝇 雄果蝇
F1 大翅620 大翅617
F2 大翅2 159 大翅1 011
小翅982
下列分析不正确的是( )
A．果蝇的大翅对小翅为显性
B．果蝇的大翅、小翅遗传遵循基因分离定律
C．根据实验结果可证明控制大翅、小翅的基因位于X染色体上
D．F2中雌果蝇基因型相同，雄果蝇有两种基因型
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正确；根据题中信息，F2中大翅雌果蝇2 159只，大翅雄果蝇1 011只，小翅雄果蝇982只可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分离定律，B正确；又因为小翅果蝇只出现在雄性中，可推知控制大翅、小翅的基因位于X染色体上，C正确；F2中雌果蝇有两种基因型，分别为XAXA和XAXa，D错误。
基础知识 双基夯实
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___________，具有一定的独立性；
(2)在减数分裂形成配子的过程中，___________会随同源染色体的分开而分离，分别进入___________中，独立地随配子遗传给后代。
三、孟德尔遗传规律的现代解释
等位基因
等位基因
两个配子
2．基因的自由组合定律的实质
(1)位于_______________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___________彼此分离的同时，非同源染色体上的_____________自由组合。
非同源染色体
等位基因
非等位基因
活学巧练
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。( )
×
×
√
合作探究
请阅读教材P32“孟德尔遗传规律的现代解释”内容，思考并回答问题：
1．孟德尔遗传规律中的遗传因子与染色体上的基因对应关系是怎样的？
提示：①分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因。
②自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。
2．如图表示某精原细胞，细胞中2对等位基因A、a和B、b位于2对同源染色体上。请回答有关问题。
(1)如果只分析A、a这1对等位基因的遗传，1个精原细胞经过减数分裂Ⅰ能形成几种次级精母细胞？经过减数分裂Ⅱ能形成几种精细胞？尝试结合基因和染色体的关系分析说明。
(2)如果将A、a和B、b这2对等位基因的遗传综合考虑，1个精原细胞经过减数分裂Ⅰ能形成几种次级精母细胞？经过减数分裂Ⅱ能形成几种精细胞？尝试结合基因和染色体的关系分析说明。
提示：(1)由于A、a这1对等位基因位于1对同源染色体上，在减数分裂Ⅰ过程中，1对同源染色体分离，分别进入2个次级精母细胞，因此能形成2种次级精母细胞(分别为AA、aa)。在减数分裂Ⅱ过程中，1对姐妹染色单体分开，分别进入2个精细胞，因此形成2种精细胞(分别为A、a)。
(2)2对等位基因A、a和B、b位于2对同源染色体上，在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，能形成AABB、aabb(或AAbb、aaBB)2种类型的次级精母细胞。经过减数分裂Ⅱ，形成4个精细胞，2种类型(分别为AB、ab或Ab、aB)。
归纳提升
关于基因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。
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．基因分离定律与自由组合定律的细胞学基础相同，且都发生在减数分裂过程中
解析： 基因自由组合定律的实质：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，C错误。
典例3
C
已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇)，子代果蝇中长翅∶截翅＝3∶1。据此无法判断的是( )
A．长翅是显性性状还是隐性性状
B．亲代雌蝇是杂合子还是纯合子
C．该等位基因位于常染色体还是X染色体上
D．该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在
变式训练
C
解析： 已知果蝇的长翅与截翅由一对等位基因控制，多只长翅果蝇进行单对交配，子代果蝇中长翅∶截翅＝3∶1，说明子代中新出现的性状截翅是隐性性状，长翅是显性性状，A不符合题意；假设长翅受A基因控制，截翅受a基因控制，若该对等位基因位于常染色体上，则亲代雌雄果蝇的基因型均为Aa时，子代果蝇可以出现长翅∶截翅＝3∶1的现象；若该对等位基因位于X染色体上，则亲代雌果蝇的基因型为XAXa，雄果蝇的基因型为XAY时，子代果蝇也可以出现长翅∶截翅＝3∶1的现象，所以该对等位基因位于常染色体上还是位于X染色体上是无法判断的，C符合题意；不论该对等位基因位于常染色体上还是位于X染色体或X、Y染色体的同源区段上，亲代雌果蝇都是杂合子，且该等位基因在雌果蝇体细胞中都成对存在，B、D不符合题意。
指点迷津 拨云见日
1．X、Y染色体结构分析
(1)控制人类红绿色盲和抗维生素D佝偻病的基因只位于B区段，在Y染色体上无相应的等位基因。
(2)控制人类外耳道多毛症的基因只位于D区段，在X染色体上无相应的等位基因。
(3)也可能有控制某相对性状的等位基因(H、h)位于A、C区段：
①可能出现下列基因型：XHYH、XHYh、XhYH、XhYh、XHXH、XHXh、XhXh。
②假设控制该相对性状的基因位于X和Y染色体的同源区段，那么这对相对性状在后代男女个体中的表型也与性别有关。
2．判定基因位于常染色体或X染色体上的方法
方法一 正反交法(使用条件：未知显隐性关系时)
①实验设计：隐性的雌性×显性的雄性，显性的雌性×隐性的雄性。
②结果预测及结论：
A．若两组杂交结果相同，则该基因位于常染色体上。
B．若两组杂交结果不同，且子代性状的表现与性别有关，则该基因位于X染色体上。
方法二 典型组合法(使用条件：已知显隐性关系时)
①实验设计：隐性的雌性×显性的雄性。
②结果预测及结论：
A．若子代中的雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则基因位于X染色体上。
B．若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状且各占1/2，或子代全为显性性状，则基因位于常染色体上。
方法三 统计法
①统计子代群体中同种表型的性别比例。若同种表型的性别比例均为1∶1，说明与性别无关，是常染色体遗传；如不是1∶1，且表型与性别相关联，则为性染色体遗传。
②若已知是隐性遗传，可统计表现为该表型的雌雄个体比例，若雄性明显多于雌性，则可能是位于X染色体上的隐性遗传；若已知是显性，可统计表现为该表型的雌雄个体比例，若雌性明显多于雄性，则可能是位于X染色体上的显性遗传。
3．探究基因只位于X染色体上，还是位于X、Y染色体同源区段的实验设计方案
方案1：选择“纯合显性雄×纯合隐性雌”，观察分析F1的性状。
预期结果与结论：a.若后代雄性均为隐性个体，雌性均为显性个体，则基因只位于X染色体上；b.若后代雌雄均为显性个体，则基因位于X、Y染色体同源区段上。
方案2：用“纯合显性雄×杂合显性雌”。
预期结果与结论：a.若子代雄性既有显性性状又有隐性性状，雌性均为显性性状，则基因只位于X染色体上；b.若子代雌、雄均为显性性状，则基因位于X、Y染色体同源区段上。
4．判断基因位于常染色体上还是位于X、Y染色体同源区段
方案1：用“纯合显性雄×纯合隐性雌”，得F1，F1雌雄相互交配，观察分析F2的性状。
预期结果与结论：a.若F2雌、雄均有显性性状和隐性性状，且分离比均为3∶1，则基因位于常染色体上；b.若F2雄性均为显性性状、雌性中显性性状与隐性性状均有，则基因位于X、Y染色体的同源区段上。
方案2：用“纯合隐性雌×杂合显性雄(Aa或XAYa或XaYA)”，观察分析F1的性状。此方案只进行一次杂交即可确认。
预期结果与结论：a.若子代中雌(或雄)性个体全表现显性性状，雄(或雌)性个体全表现隐性性状，则基因位于X、Y染色体的同源区段上；b.若子代雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状，则基因位于常染色体上。
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
典例4
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，A项正确；通过正、反交实验的结果可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，若正、反交实验的结果相同，说明该基因最可能位于常染色体上，若正、反交实验的结果不同，说明该基因最可能位于性染色体上，B项正确；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)，C项正确；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，D项错误。
决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，显性性状为红眼。下列各组亲本杂交后的子代中，通过眼色可以直接判断果蝇性别的是( )
典例5
C
解析： 假设用A、a表示相关基因。A项中亲本的基因型为XaXa和XaY，后代雌、雄个体均表现为白眼；B项中亲本的基因型为XAXa和XAY，后代雌性个体均表现为红眼，雄性个体中一半表现为白眼、一半表现为红眼；C项中亲本的基因型为XaXa和XAY，后代雌性个体均表现为红眼，雄性个体均表现为白眼；D项中亲本的基因型为XAXa和XaY，后代雌、雄个体中均有一半表现为白眼、一半表现为红眼。故只有C项的亲本杂交的子代中，通过眼色可直接判断果蝇的性别。
课堂达标 巩固训练
1．基因的自由组合定律的实质是( )
A．有丝分裂过程中相同基因随姐妹染色单体分开而分离
B．减数分裂过程中等位基因随同源染色体的分开而分离
C．在等位基因分离的同时，所有的非等位基因自由组合
D．在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
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分离或组合是互不干扰的；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。
D
2．下图能正确表示基因分离定律实质的是( )
C
解析： 基因分离定律的实质是杂合子在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到不同的配子中，独立地随配子遗传给后代。
3．下列有关基因和染色体的叙述正确的是( )
A．基因都存在于细胞核中
B．基因在染色体上呈线性排列
C．一条染色体上有一个基因
D．染色体就是由基因组成的
解析： 基因主要存在于细胞核中，但细胞质中也有少量的基因存在；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；染色体主要由DNA和蛋白质组成。
B
学霸记忆
1．萨顿提出“基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的”的假说。
2．基因与染色体的关系：基因和染色体行为存在着明显的平行关系；基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多个基因。
3．摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说—演绎法，首次通过实验证明了基因在染色体上。
4．基因分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分开而分离。
5．基因自由组合定律的实质是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。
