第2节 基因在染色体上
【学习目标】 1.通过分析基因在染色体上的证明过程，理解结构决定功能的基本观点，进一步领悟“假说—演绎法”。
2．通过实验，判断基因在染色体上的位置。
夯基提能·分层突破
学习主题一 萨顿的假说及摩尔根的果蝇杂交实验
任务驱动
任务一 分析教材P30～31图2－8、2－9和2－10，结合相关文字内容，讨论下列相关问题：
1．萨顿得出“基因在染色体上”的结论，下列能为该结论提供证据的是 。
①基因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，染色体保持相对稳定的形态结构；
②基因和染色体在体细胞中都成对存在；
③一个DNA分子上有很多个基因，一条染色体上有一个或两个DNA分子；
④基因和染色体在配子中都成单存在；
⑤等位基因一个来自父本，一个来自母本，同源染色体一条来自父本，一条来自母本；
⑥形成配子时，等位基因分离的同时非等位基因自由组合，同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。
2．根据萨顿的假说，将控制豌豆的高茎基因(D)和矮茎基因(d)写在横线上。
3．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，但事实是否一定如此呢？为什么？
任务二 果蝇是一种小型蝇类，以发酵腐烂水果上的酵母为食，因此在有水果的地方常常可以看到。结合教材P31“图2－9雌雄果蝇体细胞染色体示意图”，回答下列有关问题：
1．果蝇体细胞中含有4对同源染色体，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为 ，X、Y为 。
2．性染色体只存在于生殖细胞中吗？
3．控制果蝇红眼和白眼的基因在遗传时是否遵循基因的分离定律？为什么？
4.如果控制白眼的基因只位于Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？为什么？
5．摩尔根通过测交的方法验证了他的假说，以下是他完成的测交实验之一，该测交实验结果并不能充分验证其假说，需在该实验的基础上再补充设计一个实验方案。请用遗传图解表示你设计的实验方案。
任务三 结合教材P32“图2－11果蝇X染色体上一些基因的示意图”，回答下列有关问题：
1．图中控制朱红眼和深红眼的基因 (填“属于”或“不属于”)等位基因。
2．从图中可以看出，基因在染色体上呈线性排列，但其分布是 (填“连续”或“不连续”)的。
3．如何理解基因在染色体上呈线性排列？
师说解惑
1.萨顿假说：
2．摩尔根进行的果蝇实验
(1)
(2)摩尔根果蝇杂交实验的假说—演绎分析
Ⅰ.实验现象——发现问题
Ⅱ.提出假说
白眼性状的表现与性别相联系。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。X、Y染色体含同源区段，如图中A、C段；非同源区段(仅X或Y染色体独有区段)，如图中B和D段。
各种果蝇的基因型及表型表
雌果蝇 雄果蝇
基因型 XWXW XWXw XwXw XWY XwY
表型 红眼 红眼 白眼 红眼 白眼
Ⅲ.演绎推理——实验检验
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。
实验二：利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一只毫无血缘关系的野生型纯种红眼雄果蝇交配(显雄与隐雌杂交)。
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：杂交子代中，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，由此可证明假说成立。
过程评价单
1．下列关于基因和染色体的叙述，错误的是( )
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和完整性
B．受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方
C.等位基因是位于一对同源染色体同一位置上的、控制相对性状的基因
D．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
2．[2024·山东济南实验中学高一月考]下列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均保持完整性和独立性
B．基因、染色体在体细胞中成对存在，在配子中单个出现
C．杂合子Aa中某条染色体缺失后，表现出a基因控制的性状
D．基因发生突变而基因所在的染色体没有发生变化
3．[2024·河北沧州高一期中]摩尔根将野生型(红眼)雌果蝇与白眼突变体雄果蝇进行杂交，F1均为红眼，F1雌雄交配，在F2中红眼雌性∶红眼雄性∶白眼雄性＝2∶1∶1。下列相关说法正确的是( )
A．野生型与白眼突变体杂交，F1全部表现为野生型，可以确定红眼为显性性状
B．根据F2表型可推断控制眼色的基因位于X染色体非同源区段，Y染色体没有其等位基因
C.摩尔根将白眼雄果蝇与F1测交，其结果为红眼雌性∶白眼雌性∶红眼雄性∶白眼雄性＝1∶1∶1∶1；根据该结果可以验证他的假设
D．该实验也证实了“基因在染色体上呈线性排列”
4．摩尔根利用白眼雄果蝇和纯合的红眼雌果蝇进行如下杂交实验，下列分析正确的是( )
A．上述实验过程可以合理解释基因位于染色体上
B．实验过程能直接证明红眼基因和白眼基因都位于X染色体上
C．如果假设基因在Y染色体上，也能合理解释摩尔根的解释
D．基因和染色体的行为存在平行关系，从理论上并不支持基因位于染色体上的假说
学习主题二 孟德尔遗传规律的现代解释
任务驱动
任务一 如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体。
1．图中等位基因有 ，非等位基因有 。
2．图中所示非等位基因中，能自由组合的是 上的非等位基因，即 。
3．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。
4．减数分裂哪一时期可体现孟德尔遗传规律的实质？
任务二 孟德尔遗传定律中的遗传因子与染色体上的基因对应关系是怎样的？
任务三 等位基因和非等位基因在染色体上的分布位置有何区别？
师说解惑
1.基因与染色体的关系
2．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
3．自由组合定律的细胞学基础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
4．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自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因才遵循自由组合定律。
(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。
(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
过程评价单
1．[2024·江苏淮安马坝高中高一期中]下列关于基因的自由组合定律实质的说法，正确的是( )
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．减数分裂过程中，同源染色体上的非等位基因自由组合
D．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合
2．根据如图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循自由组合定律的是( )
3．如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法不正确的是( )
A．果蝇细胞内基因数目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．细胞内的基因都在染色体上
强化落实·学业达标
网络建构
主干落实
1.基因和染色体的关系是基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多基因。
2．基因的分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。
3．基因的自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
高效课堂·实践运用
1．[2024·河南新乡一中高一月考]已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于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．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
D．果蝇的4对同源染色体上含有的基因可同时来自父方，也可同时来自母方
2．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。下列相关叙述错误的是( )
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．红眼和白眼基因位于X染色体上
3．[2024·广东梅州一中高一期末]下列关于分离定律和自由组合定律关系的叙述，正确的是( )
A．两对基因中每对基因按分离定律遗传时，两对基因之间按自由组合定律遗传
B．两对基因之间按自由组合定律遗传时，每对基因按分离定律遗传
C．分离定律发生在有丝分裂过程中，自由组合定律发生在减数分裂过程中
D．分离定律和自由组合定律均发生在受精过程中
4．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
5．[2024·江苏南京期末]果蝇是遗传学研究中常用的实验材料，已知果蝇的灰身和黑身由一对等位基因B、b控制。一只灰身雄果蝇和一只灰身雌果蝇杂交，F1中灰身∶黑身＝3∶1，不考虑性染色体的同源区段。请回答下列问题：
(1)处于减数分裂Ⅰ前期的果蝇的初级精母细胞中，含有________个四分体，________条X染色体。
(2)果蝇的灰身和黑身这对相对性状中，__________为显性性状，理由是__________________________________(答案合理即可)。根据实验结果________(填“能”或“不能”)判断等位基因B、b是位于常染色体上还是位于X染色体上。
(3)若进一步统计发现，F1中雌果蝇均为灰身，雄果蝇中灰身∶黑身＝1∶1，则让F1中的灰身雌果蝇与黑身雄果蝇交配，子代的表型及比例为____________________________________________________(考虑性别)。
疑难解答·全程培优
问题探讨
1．提示：因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。
2．提示：人有22对常染色体和1对性染色体。在常染色体中，每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中1条进行测序就可以了；而性染色体X染色体和Y染色体的形态差别很大，携带的基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，因此人类基因组计划测定了22条常染色体和2条性染色体，共24条。如果测定46条染色体，耗资巨大，工作量会增加，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。
思考·讨论
1．提示：使该实验中F1的红眼雌蝇和P中的白眼雄蝇进行测交如果后代中红眼果蝇∶白眼果蝇数量比为1∶1，即可验证解释。
2．提示：不可以。如果白眼基因位于Y染色体上时，三代中的雄蝇应均为白眼，但是F1中的雄蝇为红眼，故白眼基因不可能位于Y染色体上。
练习与应用
一、概念检测
1．(1)√ 提示：位于一对同源染色体上相同位置的基因是相同基因(如D与D)或等位基因(如D与d)，它们控制着同一种性状(如茎的高度)。
(2)× 提示：非等位基因可能位于同源染色体上，也可能位于非同源染色体上。
2．B 提示：染色体主要由DNA和蛋白质组成。
3．D 提示：位于同源染色体上的非等位基因不会随着非同源染色体的自由组合而发生自由组合。
二、拓展应用
1．提示：因为控制白眼的基因是隐性基因且位于X染色体上。用其他杂交组合不能通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
2．提示：这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体，携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因。
3．提示：人体细胞染色体数目变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异的受精卵不能发育或在胚胎期就死亡了的缘故。
第2节 基因在染色体上
夯基提能·分层突破
学习主题一
【任务驱动】
任务一
1．①②④⑤⑥
2．D d D d D d d d
3．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。
任务二
1．常染色体 性染色体
2．提示：不是。常染色体和性染色体既存在于体细胞中，也存在于生殖细胞中。
3．提示：遵循。因为F1全部为红眼，F2中红眼和白眼的个体数量比为3∶1。
4．提示：不能，若控制白眼的基因位于Y染色体上，则遗传图解为
与实验现象不符。
5．提示：如图
任务三
1．不属于
2．不连续
3．提示：基因的线性排列指的是基因一个接着一个，它们之间没有重复、倒退、分支等现象。但随着现代生物学的发展，重叠基因、跳跃基因等被发现，也使人们认识到基因的线性排列是相对的。
【过程评价单】
1．解析：减数分裂时，成对的等位基因随同源染色体的彼此分离而分别进入不同的配子中，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合，故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，而不是雌雄配子结合形成合子时。
答案：D
2．解析：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，也有相对稳定的形态结构，这说明基因和染色体行为存在平行关系，A不符合题意。基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只含有成对中的一个，这说明基因和染色体行为存在平行关系，B不符合题意。杂合子Aa中，当A所在的染色体片段缺失后，就会表现出a基因控制的性状，能说明基因和染色体行为存在平行关系，C不符合题意。基因发生突变而基因所在的染色体没有发生变化，不能说明基因和染色体行为存在平行关系，D符合题意。
答案：D
3．解析：根据F1的表型可知，红眼为显性性状，A正确；F2表现出伴性遗传，根据结果只能推断眼色基因不在常染色体和Y染色体上，“控制眼色的基因位于X染色体非同源区段，Y染色体没有其等位基因”还需要其他证据，还有可能位于X、Y的同源区段，B错误；若控制眼色基因在常染色体或X、Y同源区段上也会出现上述实验结果，C错误；摩尔根实验结果只证实了果蝇的白眼基因在X染色体上，不能证明基因在染色体上呈线性排列，D错误。
答案：A
4．解析：摩尔根假设白眼基因只位于X染色体上，Y染色体上没有其等位基因，则可以合理的解释题述遗传实验现象，所以题述实验现象与基因位于染色体上可相互解释印证，A正确；该实验过程不能直接证明红眼基因和白眼基因都位于X染色体上，由题干可知，此为摩尔根的设想，还需要其他实验的验证，才能说明控制眼色的基因位于X染色体上，B错误；如果假设基因在Y染色体上，则F2雄性果蝇的表型应相同，与实验结果不符，C错误；基因和染色体的行为存在平行关系，从理论上支持基因位于染色体上的假说，D错误。
答案：A
学习主题二
【任务驱动】
任务一
1．A与a、B与b、C与c A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)
2．非同源染色体 A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)
3．提示：ABC∶ABc∶abC∶abc＝1∶1∶1∶1。
4．提示：减数分裂Ⅰ后期。同源染色体分离的同时等位基因分离，非同源染色体自由组合的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
任务二
提示：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；自由组合定律中不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。
任务三
提示：等位基因位于一对同源染色体的相同位置；非等位基因位于非同源染色体上或同源染色体的不同位置。
【过程评价单】
1．解析：基因的自由组合定律发生在减数分裂产生配子的过程中，A错误；减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离属于基因的分离定律，B错误；减数分裂过程中，同源染色体上的非等位基因存在连锁现象，不能自由组合，C错误；基因的自由组合定律的实质是非同源染色体上的非等位基因自由组合，发生在减数分裂产生配子的过程中，D正确。
答案：D
2．解析：A、a与D、d位于一对同源染色体上，其遗传不遵循自由组合定律，A符合题意；A、a与B、B位于两对同源染色体上，A、a与C、c位于两对同源染色体上，C、c与D、d位于两对同源染色体上，在遗传过程中都遵循自由组合定律，B、C、D不符合题意。
答案：A
3．解析：一条染色体上有多个基因，所以果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目，A正确；基因在染色体上呈线性排列，B正确；黄身基因与白眼基因位于同一条染色体上，因此它们的遗传不遵循自由组合定律，C正确；果蝇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中，D错误。
答案：D
高效课堂·实践运用
1．解析：果蝇的精子中含有成对基因中的一个基因，A错误；果蝇的体细胞中含有成对的基因，B错误；基因和染色体在体细胞中是成对存在，在配子中只有成对中的一个，这说明基因和染色体之间有平行关系，C正确；同源染色体一条来自父方，一条来自母方，因此果蝇的4对同源染色体上含有的基因一半来自父方，一半来自母方，D错误。
答案：C
2．解析：控制眼色的基因位于X染色体上，眼色与性别不表现自由组合。
答案：C
3．解析：两对基因分别位于两对同源染色体上才按自由组合定律遗传，A错误；分离定律是自由组合定律的基础，故两对基因之间按自由组合定律遗传时，每对基因按分离定律遗传，B正确；基因的分离定律和自由组合定律都发生在减数分裂Ⅰ后期，C、D错误。
答案：B
4．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，上述题干中②的残翅、③的黑身和④的紫红眼基因分别位于两对染色体上，所以可选择的组合为②×④、③×④，D正确。
答案：D
5．解析：(1)果蝇的体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。减数分裂Ⅰ前期，同源染色体联会形成四分体，故处于减数分裂Ⅰ前期的果蝇的初级精母细胞中，含有4个四分体。初级精母细胞的性染色体组成为XY，含1条X染色体。(2)一对灰身雌雄果蝇交配，F1中出现了黑身果蝇，说明灰身对黑身为显性。仅根据该杂交实验结果不能判断基因B、b是位于常染色体上还是位于X染色体上，因为无论基因B、b是位于常染色体上还是位于X染色体上，一对灰身雌雄果蝇交配，F2均可能出现灰身∶黑身＝3∶1的分离比。(3)由“F1中雌果蝇均为灰身，雄果蝇中灰身∶黑身＝1∶1”可知，基因B、b位于X染色体上，亲本雌雄果蝇的基因型分别为XBXb和XBY，F1中灰身雌果蝇的基因型及比例为XBXB∶XBXb＝1∶1，黑身雄果蝇的基因型为XbY，二者杂交，子代的表型及比例为灰身雌性∶黑身雌性∶灰身雄性∶黑身雄性＝3∶1∶3∶1。
答案：(1)4 1 (2)灰身 两只灰身雌雄果蝇交配，F1中出现了黑身果蝇 不能 (3)灰身雌性∶黑身雌性∶灰身雄性∶黑身雄性＝3∶1∶3∶1
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基因在染色体上
知识梳理·填准记牢
一、基因在染色体上的证据
萨顿的假说
(1)内容：基因是由______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。
染色体
(2)依据：基因和染色体行为存在着明显的__________关系。
平行
完整
一
父方
母方
自由组合
成对
自由组合
二、基因位于染色体上的实验证据
1．实验者：美国生物学家________。
2．科学探究方法：____________法。
摩尔根
假说—演绎
3．研究过程
红眼
红眼
X染色体
XWXW
Xw
Y
测交法
基因在染色体上
4．基因和染色体的关系：一条染色体上有________个基因；基因在染色体上呈________排列。
小提醒：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。
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
等位基因
独立性
减数分裂形成配子
同源染色体
2．基因的自由组合定律的实质
等位基因
非同源染色体
知识应用·强化落实
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，提出“基因在染色体上”的假说。( )
(2)基因和染色体，在体细胞中都成对存在，在配子中都只有成对中的一个或一条。( )
(3)基因和染色体行为存在明显的平行关系，所以基因全部位于染色体上。( )
√
√
×
解析：基因的主要载体是染色体，还有少数基因位于线粒体和叶绿体中。
(4)摩尔根研究控制果蝇白眼的基因在染色体上的位置时采用的方法是假说—演绎法。( )
(5)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。( )
(6)X染色体上的基因控制的性状遗传不遵循孟德尔遗传规律。( )
√
√
×
(7)一对等位基因应位于一对同源染色体上。( )
(8)基因在染色体上呈线性排列。( )
(9)蝗虫的所有遗传物质都位于染色体上。( )
√
√
解析：染色体和基因不是一一对应的关系，一条染色体上含有多个基因。
×
(10)非等位基因都位于非同源染色体上。( )
(11)等位基因随同源染色体的分离而分离，发生在减数分裂Ⅰ后期。( )
×
解析：蝗虫细胞的细胞质(如线粒体)中也含有少量遗传物质，这些遗传物质不存在于染色体上。
×
解析：有些非等位基因也可能位于同源染色体上。
学习主题一 萨顿的假说及摩尔根的果蝇杂交实验
任务驱动
任务一 分析教材P30～31图2－8、2－9和2－10，结合相关文字内容，讨论下列相关问题：
1．萨顿得出“基因在染色体上”的结论，下列能为该结论提供证据的是 。
①基因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，染色体保持相对稳定的形态结构；
①②④⑤⑥
②基因和染色体在体细胞中都成对存在；
③一个DNA分子上有很多个基因，一条染色体上有一个或两个DNA分子；
④基因和染色体在配子中都成单存在；
⑤等位基因一个来自父本，一个来自母本，同源染色体一条来自父本，一条来自母本；
⑥形成配子时，等位基因分离的同时非等位基因自由组合，同源染色体分离的同时非同源染色体自由组合。
2．根据萨顿的假说，将控制豌豆的高茎基因(D)和矮茎基因(d)写在横线上。
D
d
D
d
D
d
d
d
3．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，但事实是否一定如此呢？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。
任务二 果蝇是一种小型蝇类，以发酵腐烂水果上的酵母为食，因此在有水果的地方常常可以看到。结合教材P31“图2－9雌雄果蝇体细胞染色体示意图”，回答下列有关问题：
1．果蝇体细胞中含有4对同源染色体，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为 ，X、Y为 。
2．性染色体只存在于生殖细胞中吗？
常染色体
性染色体
提示：不是。常染色体和性染色体既存在于体细胞中，也存在于生殖细胞中。
3．控制果蝇红眼和白眼的基因在遗传时是否遵循基因的分离定律？为什么？
提示：遵循。因为F1全部为红眼，F2中红眼和白眼的个体数量比为3∶1。
4.如果控制白眼的基因只位于Y染色体上，还能解释摩尔根的果蝇杂交实验吗？为什么？
提示：不能，若控制白眼的基因位于Y染色体上，则遗传图解为
与实验现象不符。
5．摩尔根通过测交的方法验证了他的假说，以下是他完成的测交实验之一，该测交实验结果并不能充分验证其假说，需在该实验的基础上再补充设计一个实验方案。请用遗传图解表示你设计的实验方案。
任务三 结合教材P32“图2－11果蝇X染色体上一些基因的示意图”，回答下列有关问题：
1．图中控制朱红眼和深红眼的基因 (填“属于”或“不属于”)等位基因。
2．从图中可以看出，基因在染色体上呈线性排列，但其分布是 。(填“连续”或“不连续”)的。
3．如何理解基因在染色体上呈线性排列？
不属于
不连续
提示：基因的线性排列指的是基因一个接着一个，它们之间没有重复、倒退、分支等现象。但随着现代生物学的发展，重叠基因、跳跃基因等被发现，也使人们认识到基因的线性排列是相对的。
师说解惑
1.萨顿假说：
2．摩尔根进行的果蝇实验
(1)
(2)摩尔根果蝇杂交实验的假说—演绎分析
Ⅰ.实验现象——发现问题
Ⅱ.提出假说
白眼性状的表现与性别相联系。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。X、Y染色体含同源区段，如图中A、C段；非同源区段(仅X或Y染色体独有区段)，如图中B和D段。
各种果蝇的基因型及表型表
雌果蝇 雄果蝇
基因型 XWXW XWXw XwXw XWY XwY
表型 红眼 红眼 白眼 红眼 白眼
Ⅲ.演绎推理——实验检验
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。
实验二：利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一只毫无血缘关系的野生型纯种红眼雄果蝇交配(显雄与隐雌杂交)。
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：杂交子代中，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，由此可证明假说成立。
过程评价单
1．下列关于基因和染色体的叙述，错误的是( )
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和完整性
B．受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方
C.等位基因是位于一对同源染色体同一位置上的、控制相对性状的基因
D．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
答案：D
解析：减数分裂时，成对的等位基因随同源染色体的彼此分离而分别进入不同的配子中，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合，故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，而不是雌雄配子结合形成合子时。
2．[2024·山东济南实验中学高一月考]下列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均保持完整性和独立性
B．基因、染色体在体细胞中成对存在，在配子中单个出现
C．杂合子Aa中某条染色体缺失后，表现出a基因控制的性状
D．基因发生突变而基因所在的染色体没有发生变化
答案：D
解析：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，也有相对稳定的形态结构，这说明基因和染色体行为存在平行关系，A不符合题意。基因和染色体在体细胞中都是成对存在的，在配子中都只含有成对中的一个，这说明基因和染色体行为存在平行关系，B不符合题意。杂合子Aa中，当A所在的染色体片段缺失后，就会表现出a基因控制的性状，能说明基因和染色体行为存在平行关系，C不符合题意。基因发生突变而基因所在的染色体没有发生变化，不能说明基因和染色体行为存在平行关系，D符合题意。
3．[2024·河北沧州高一期中]摩尔根将野生型(红眼)雌果蝇与白眼突变体雄果蝇进行杂交，F1均为红眼，F1雌雄交配，在F2中红眼雌性∶红眼雄性∶白眼雄性＝2∶1∶1。下列相关说法正确的是( )
A．野生型与白眼突变体杂交，F1全部表现为野生型，可以确定红眼为显性性状
B．根据F2表型可推断控制眼色的基因位于X染色体非同源区段，Y染色体没有其等位基因
C.摩尔根将白眼雄果蝇与F1测交，其结果为红眼雌性∶白眼雌性∶红眼雄性∶白眼雄性＝1∶1∶1∶1；根据该结果可以验证他的假设
D．该实验也证实了“基因在染色体上呈线性排列”
答案：A
解析：根据F1的表型可知，红眼为显性性状，A正确；F2表现出伴性遗传，根据结果只能推断眼色基因不在常染色体和Y染色体上，“控制眼色的基因位于X染色体非同源区段，Y染色体没有其等位基因”还需要其他证据，还有可能位于X、Y的同源区段，B错误；若控制眼色基因在常染色体或X、Y同源区段上也会出现上述实验结果，C错误；摩尔根实验结果只证实了果蝇的白眼基因在X染色体上，不能证明基因在染色体上呈线性排列，D错误。
4．摩尔根利用白眼雄果蝇和纯合的红眼雌果蝇进行如下杂交实验。
下列分析正确的是( )
A．上述实验过程可以合理解释基因位于染色体上
B．实验过程能直接证明红眼基因和白眼基因都位于X染色体上
C．如果假设基因在Y染色体上，也能合理解释摩尔根的解释
D．基因和染色体的行为存在平行关系，从理论上并不支持基因位于染色体上的假说
答案：A
解析：摩尔根假设白眼基因只位于X染色体上，Y染色体上没有其等位基因，则可以合理的解释题述遗传实验现象，所以题述实验现象与基因位于染色体上可相互解释印证，A正确；该实验过程不能直接证明红眼基因和白眼基因都位于X染色体上，由题干可知，此为摩尔根的设想，还需要其他实验的验证，才能说明控制眼色的基因位于X染色体上，B错误；如果假设基因在Y染色体上，则F2雄性果蝇的表型应相同，与实验结果不符，C错误；基因和染色体的行为存在平行关系，从理论上支持基因位于染色体上的假说，D错误。
学习主题二 孟德尔遗传规律的现代解释
任务驱动
任务一 如图是某生物细胞内染色体和基因的分布图，①和②、③和④是两对同源染色体。
1．图中等位基因有 ，非等位基因有 。
2．图中所示非等位基因中，能自由组合的是 上的非等位基因，即 。
3．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。
A与a、B与b、C与c
A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)
非同源染色体
A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)
提示：ABC∶ABc∶abC∶abc＝1∶1∶1∶1。
4．减数分裂哪一时期可体现孟德尔遗传规律的实质？
提示：减数分裂Ⅰ后期。同源染色体分离的同时等位基因分离，非同源染色体自由组合的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
任务二 孟德尔遗传定律中的遗传因子与染色体上的基因对应关系是怎样的？
任务三 等位基因和非等位基因在染色体上的分布位置有何区别？
提示：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；自由组合定律中不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。
提示：等位基因位于一对同源染色体的相同位置；非等位基因位于非同源染色体上或同源染色体的不同位置。
师说解惑
1.基因与染色体的关系
2．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
3．自由组合定律的细胞学基础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
4．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自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因才遵循自由组合定律。
(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。
(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
过程评价单
1．[2024·江苏淮安马坝高中高一期中]下列关于基因的自由组合定律实质的说法，正确的是( )
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．减数分裂过程中，同源染色体上的非等位基因自由组合
D．减数分裂过程中，非同源染色体上的非等位基因自由组合
答案：D
解析：基因的自由组合定律发生在减数分裂产生配子的过程中，A错误；减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离属于基因的分离定律，B错误；减数分裂过程中，同源染色体上的非等位基因存在连锁现象，不能自由组合，C错误；基因的自由组合定律的实质是非同源染色体上的非等位基因自由组合，发生在减数分裂产生配子的过程中，D正确。
2．根据如图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循自由组合定律的是( )
答案：A
解析：A、a与D、d位于一对同源染色体上，其遗传不遵循自由组合定律，A符合题意；A、a与B、B位于两对同源染色体上，A、a与C、c位于两对同源染色体上，C、c与D、d位于两对同源染色体上，在遗传过程中都遵循自由组合定律，B、C、D不符合题意。
3．如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法不正确的是( )
A．果蝇细胞内基因数目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．细胞内的基因都在染色体上
答案：D
解析：一条染色体上有多个基因，所以果蝇细胞内基因数目要远远多于染色体数目，A正确；基因在染色体上呈线性排列，B正确；黄身基因与白眼基因位于同一条染色体上，因此它们的遗传不遵循自由组合定律，C正确；果蝇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中，D错误。
网络建构
主干落实
1.基因和染色体的关系是基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多基因。
2．基因的分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。
3．基因的自由组合定律的实质是等位基因随同源染色体分开而分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
1．[2024·河南新乡一中高一月考]已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于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．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
D．果蝇的4对同源染色体上含有的基因可同时来自父方，也可同时来自母方
答案：C
解析：果蝇的精子中含有成对基因中的一个基因，A错误；果蝇的体细胞中含有成对的基因，B错误；基因和染色体在体细胞中是成对存在，在配子中只有成对中的一个，这说明基因和染色体之间有平行关系，C正确；同源染色体一条来自父方，一条来自母方，因此果蝇的4对同源染色体上含有的基因一半来自父方，一半来自母方，D错误。
2．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。下列相关叙述错误的是( )
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．红眼和白眼基因位于X染色体上
答案：C
解析：控制眼色的基因位于X染色体上，眼色与性别不表现自由组合。
3．[2024·广东梅州一中高一期末]下列关于分离定律和自由组合定律关系的叙述，正确的是( )
A．两对基因中每对基因按分离定律遗传时，两对基因之间按自由组合定律遗传
B．两对基因之间按自由组合定律遗传时，每对基因按分离定律遗传
C．分离定律发生在有丝分裂过程中，自由组合定律发生在减数分裂过程中
D．分离定律和自由组合定律均发生在受精过程中
答案：B
解析：两对基因分别位于两对同源染色体上才按自由组合定律遗传，A错误；分离定律是自由组合定律的基础，故两对基因之间按自由组合定律遗传时，每对基因按分离定律遗传，B正确；基因的分离定律和自由组合定律都发生在减数分裂Ⅰ后期，C、D错误。
4．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( )
A.①×④ B．①×② C．②×③ D．②×④
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
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，上述题干中②的残翅、③的黑身和④的紫红眼基因分别位于两对染色体上，所以可选择的组合为②×④、③×④，D正确。
5．[2024·江苏南京期末]果蝇是遗传学研究中常用的实验材料，已知果蝇的灰身和黑身由一对等位基因B、b控制。一只灰身雄果蝇和一只灰身雌果蝇杂交，F1中灰身∶黑身＝3∶1，不考虑性染色体的同源区段。请回答下列问题：
(1)处于减数分裂Ⅰ前期的果蝇的初级精母细胞中，含有________个四分体，________条X染色体。
4
1
(2)果蝇的灰身和黑身这对相对性状中，__________为显性性状，理由是_____________________________________(答案合理即可)。根据实验结果________(填“能”或“不能”)判断等位基因B、b是位于常染色体上还是位于X染色体上。
(3)若进一步统计发现，F1中雌果蝇均为灰身，雄果蝇中灰身∶黑身＝1∶1，则让F1中的灰身雌果蝇与黑身雄果蝇交配，子代的表型及比例为____________________________________________________(考虑性别)。
灰身
两只灰身雌雄果蝇交配，F1中出现了黑身果蝇
不能
灰身雌性∶黑身雌性∶灰身雄性∶黑身雄性＝3∶1∶3∶1
解析：(1)果蝇的体细胞中有4对染色体，3对是常染色体，1对是性染色体。减数分裂Ⅰ前期，同源染色体联会形成四分体，故处于减数分裂Ⅰ前期的果蝇的初级精母细胞中，含有4个四分体。初级精母细胞的性染色体组成为XY，含1条X染色体。(2)一对灰身雌雄果蝇交配，F1中出现了黑身果蝇，说明灰身对黑身为显性。仅根据该杂交实验结果不能判断基因B、b是位于常染色体上还是位于X染色体上，因为无论基因B、b是位于常染色体上还是位于X染色体上，一对灰身雌雄果蝇交配，F2均可能出现灰身∶黑身＝3∶1的分离比。
(3)由“F1中雌果蝇均为灰身，雄果蝇中灰身∶黑身＝1∶1”可知，基因B、b位于X染色体上，亲本雌雄果蝇的基因型分别为XBXb和XBY，F1中灰身雌果蝇的基因型及比例为XBXB∶XBXb＝1∶1，黑身雄果蝇的基因型为XbY，二者杂交，子代的表型及比例为灰身雌性∶黑身雌性∶灰身雄性∶黑身雄性＝3∶1∶3∶1。
问题探讨
1．提示：因为基因位于染色体上，要测定某个基因的序列，首先要知道该基因位于哪条染色体上。如果要测定人类基因组的基因序列，就要知道包含人类基因组的全部染色体组由哪些染色体组成。
2．提示：人有22对常染色体和1对性染色体。在常染色体中，每对同源染色体的形态、大小相同，结构相似，上面分布的基因是相同的或者是等位基因，所以只对其中1条进行测序就可以了；而性染色体X染色体和Y染色体的形态差别很大，携带的基因也大为不同，所以两条性染色体都需要测序，因此人类基因组计划测定了22条常染色体和2条性染色体，共24条。如果测定46条染色体，耗资巨大，工作量会增加，但得到的绝大多数基因序列都是重复的。
思考·讨论
1．提示：使该实验中F1的红眼雌蝇和P中的白眼雄蝇进行测交如果后代中红眼果蝇∶白眼果蝇数量比为1∶1，即可验证解释。
2．提示：不可以。如果白眼基因位于Y染色体上时，三代中的雄蝇应均为白眼，但是F1中的雄蝇为红眼，故白眼基因不可能位于Y染色体上。
练习与应用
一、概念检测
1．(1)√ 提示：位于一对同源染色体上相同位置的基因是相同基因(如D与D)或等位基因(如D与d)，它们控制着同一种性状(如茎的高度)。
(2)× 提示：非等位基因可能位于同源染色体上，也可能位于非同源染色体上。
2．B 提示：染色体主要由DNA和蛋白质组成。
3．D 提示：位于同源染色体上的非等位基因不会随着非同源染色体的自由组合而发生自由组合。
二、拓展应用
1．提示：因为控制白眼的基因是隐性基因且位于X染色体上。用其他杂交组合不能通过眼睛颜色判断子代果蝇的性别。
2．提示：这些生物的体细胞中的染色体数目虽然减少一半，但仍具有一整套非同源染色体。这一组染色体，携带有控制该种生物体所有性状的一整套基因。
3．提示：人体细胞染色体数目变异，会严重影响生殖、发育等各种生命活动，未发现其他染色体数目变异的婴儿，很可能是发生这类变异的受精卵不能发育或在胚胎期就死亡了的缘故。
1．[2024·湖南长沙高一期末]下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是( )
A．摩尔根等人利用类比推理法提出“基因在染色体上”的假说
B．萨顿通过假说—演绎法证明了基因在染色体上
C．基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上都有一个基因
D．萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程，提出基因和染色体行为存在平行关系
答案：D
解析：萨顿利用类比推理法提出“基因在染色体上”的假说，A错误；摩尔根等人通过假说—演绎法证明了基因在染色体上，B错误；基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上都有若干个基因，C错误；萨顿通过观察蝗虫的精子和卵细胞的形成过程中染色体的行为和数量变化，提出基因和染色体行为存在平行关系，D正确。
2．下列有关基因与染色体的关系的表述，错误的是( )
A．基因就是染色体
B．有的生物的基因并不在染色体上
C．基因在染色体上的提出者是萨顿
D．同源染色体上的等位基因随同源染色体的分开而分离
答案：A
解析：基因不等于染色体，基因可位于染色体上，A错误；有的生物的基因并不在染色体上，如原核生物和病毒，B正确；基因在染色体上的假说是萨顿提出的，C正确；同源染色体上的等位基因，会随着同源染色体的分开而分离，D正确。
3．[2024·四川遂宁高一月考]1908年，遗传学家摩尔根把果蝇带上了遗传学的历史舞台，约在此后30年的时间中，果蝇成为经典遗传学的“主角”。下列有关叙述正确的是( )
A．果蝇的染色体数目少，是摩尔根选择它作为遗传杂交实验材料的优点之一
B．果蝇X染色体上存在的基因，在Y染色体上一定没有对应的等位基因
C．在果蝇的某一条染色体上连锁有朱红眼、深红眼、短硬毛、截翅等基因，其中的朱红眼、深红眼基因是一对等位基因
D．雄果蝇细胞中的染色体组成为XY，雌果蝇细胞中染色体组成为XX
答案：A
解析：果蝇的染色体数目少，具有多种易于区分的相对性状，容易饲养，成本较低，繁殖速度较快，这些都是摩尔根选择它作为遗传杂交实验材料的优点，A正确。果蝇X染色体与Y染色体存在同源区段和非同源区段，故果蝇X染色体上存在的基因如果存在于同源区段，在Y染色体上有对应的等位基因；果蝇X染色体上存在的基因如果存在于非同源区段，在Y染色体上没有对应的等位基因，B错误。控制朱红眼和深红眼的基因位于同一条染色体上，为非等位基因，C错误。果蝇体细胞内的染色体分为常染色体(3对)和性染色体(1对)；雄果蝇细胞中的染色体组成为常染色体(3对)＋XY，雌果蝇的染色体组成为常染色体(3对)＋XX，D错误。
4．在摩尔根所做的野生型果蝇与白眼突变体杂交实验中，最早能够判断白眼基因位于X染色体上的最关键的实验结果是( )
A．白眼突变体与野生型杂交，F1全部表现为野生型，雌雄比例为1∶1
B．F1相互交配，后代出现性状分离，白眼全部是雄性
C．F1雌性与白眼雄性杂交，后代出现白眼，且雌雄比例为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：A项能说明野生型相对于突变体是显性，但不能判断白眼基因位于X染色体上，与题意不符；B项能说明这一对性状的遗传与性别有关，即控制该性状的基因位于X染色体上，且这是在摩尔根果蝇杂交实验中最早出现的实验现象，与题意相符；C项属于测交实验，不能说明白眼基因位于X染色体上，与题意不符；D项能说明控制该性状的基因位于X染色体上，但这是在摩尔根利用测交实验验证假说中出现的，不是最早说明白眼基因位于X染色体上的实验结果，与题意不符。
5．[2024·陕西宝鸡高一期末]摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体的位置时，经历了若干过程：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染色体上无对应的等位基因。③对F1红眼雌果蝇进行测交。上面三个叙述中( )
A．①为假说，②为推论，③为实验
B.①为问题，②为假说，③为实验
C．①为观察，②为假说，③为推论
D．①为推论，②为假说，③为实验
答案：B
解析：摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体的位置时采用的方法是假说—演绎法，根据现象提出的问题是“白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关？”做出的假设是“白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上，Y染色体无对应的等位基因”；然后利用F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交实验来验证假设，B正确。
6．[2024·北京丰台区高一期末]如图为果蝇X染色体上一些基因的示意图。下列叙述不正确的是( )
A．雌雄果蝇都有控制图示相关性状的基因
B．图示基因在X染色体上呈线性排列
C．图示基因间的关系互为非等位基因
D．X染色体与Y染色体上没有等位基因
答案：D
解析：雌果蝇性染色体组成为XX，雄果蝇性染色体组成为XY，雌雄果蝇都有X染色体，因此都有控制图示相关性状的基因，A正确；图示基因在X染色体上呈线性排列，B正确；位于一条染色体不同位置的基因互为非等位基因，C正确；X染色体与Y染色体的同源区段上含有等位基因，D错误。
7．下列能正确表示两对等位基因(A和a、B和b)分别位于两对同源染色体上的是( )
答案：B
解析：A和a、B和b是两对等位基因，它们应该位于同源染色体的相同位置上，A、D错误，B正确；位于同源染色体相同位置上的基因应该为等位基因或相同基因，而不是非等位基因，C错误。
8．基因型为AaBb的一个精原细胞经减数分裂产生了4个精细胞，基因型分别为AB、AB、ab、ab，请推测这两对等位基因的位置关系( )
A.位于两对同源染色体上
B．位于一对同源染色体上
C．位于一条染色体上
D．位于一对或两对同源染色体上
答案：D
解析：正常情况下，一个精原细胞减数分裂能产生2种4个精细胞。基因型为AaBb的一个精原细胞经减数分裂产生了4个精细胞，基因型分别为AB、AB、ab、ab。如果两对等位基因位于一对同源染色体上，则A与B在同一条染色体上，a与b在同一条染色体上，减数分裂后产生AB、AB、ab、ab共2种4个精细胞；如果位于两对同源染色体上，则A与B自由组合在一起，a与b自由组合在一起，减数分裂后也产生AB、AB、ab、ab共2种4个精细胞。
9．(10分)果蝇是一种重要的生物实验材料，如图是果蝇体细胞的染色体组成。请据图回答下列问题：
(1)若图中果蝇体细胞的染色体组成表示为6＋XX，则雄果蝇体细胞的染色体组成表示为________；具有图中染色体组成的果蝇的性别是________性。
(2)基因A与a，B与b的遗传遵循________定律。
(3)对该果蝇进行测交实验时，选用的果蝇的基因型可表示为________。
6＋XY
雌
分离
bbXaY
(4)某同学在观察果蝇卵巢细胞时偶然观察到如图所示的异常细胞，请在方框内画出与该细胞同时产生的另一种异常细胞的染色体组成图。
解析：(1)雄性果蝇的性染色体是异型的，为XY，其他染色体与雌性个体相同；图中所示为雌性个体的染色体组成。(2)A与a，B与b，分别是两对等位基因，位于两对同源染色体上，都遵循基因的分离定律。(3)与隐性纯合子杂交的方式叫做测交，图中所示个体为雌性，所以应该选一个雄性隐性纯合子与之交配。(4)图中所示的卵巢细胞的染色体和另一个同时形成的细胞中的染色体合起来就是一个正常的体细胞，据此可画出另一个细胞的染色体组成(如答案图所示)。
10．如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．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因
B．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
C．在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
D．在减数分裂Ⅱ后期，基因cn、cl、v、w可能出现在细胞的同一极
答案：A
解析：朱红眼基因cn和暗栗色眼基因cl在同一条常染色体上，两个基因不是一对等位基因，A错误；有丝分裂中期，所有染色体的着丝粒都排列在赤道板上，B正确；有丝分裂后期着丝粒分裂，染色体均分，移向细胞两极，所以在同一极会出现该细胞所有染色体上的基因，C正确；减数分裂Ⅰ时发生同源染色体的分离，图示常染色体可能和X染色体移向细胞的同一极，由此形成的次级性母细胞(或极体)在减数分裂Ⅱ后期，姐妹染色单体分离，移向细胞两极，可能出现cn、cl、v、w四个基因在细胞同一极的现象，D正确。
11．如图表示果蝇的一个细胞，其中数字表示染色体，字母表示基因，下列叙述正确的是( )
A．从性染色体情况来看，该果蝇只能形成一种配子
B．e基因控制的性状在雌雄个体中出现的概率相等
C．形成配子时基因A、a与B、b间自由组合
D．只考虑3、4与7、8两对染色体时，该个体能形成四种配子
答案：D
解析：图中7为X染色体，8为Y染色体，因此，只从性染色体情况看，该果蝇能形成含X和含Y的两种配子，A错误；e位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，e基因控制的性状在雄性个体中出现的概率高于在雌性个体中出现的概率，B错误；A、a与B、b位于一对同源染色体上，减数分裂形成配子时，A、a与B、b之间不能自由组合，C错误；只考虑3、4与7、8两对同源染色体时，二者为非同源染色体，其上的非等位基因可自由组合，故能产生四种配子，D正确。
12．某雌雄异株植物，其叶形有阔叶和窄叶两种，由一对等位基因控制。现有3组杂交实验，结果如表：
杂交组合 亲代表型 子代表型及株数
父本 母本 雌株 雄株
1 阔叶 阔叶 阔叶243 阔叶119、窄叶122
2 窄叶 阔叶 阔叶83、窄叶78 阔叶79、窄叶80
3 阔叶 窄叶 阔叶131 窄叶127
下列有关表格数据的分析，错误的是( )
A.根据第1组或第3组实验可以确定控制叶形的基因位于X染色体上
B.用第1组子代的阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代窄叶植株占1/4
C.仅根据第2组实验无法判断两种叶形的显隐性关系
D.用第2组的子代阔叶雌株与窄叶雄株杂交，后代性状分离比为阔叶∶窄叶＝3∶1
答案：D
解析：由第1组双亲都是阔叶，子代雄株出现窄叶而雌株都是阔叶可知，控制叶形的基因(用B、b表示)位于X染色体上，且窄叶为隐性性状；由第3组双亲为阔叶和窄叶，而子代所有雄株的叶形都与母本的相同，所有雌株的叶形都与父本的相同，也可以说明控制叶形的基因位于X染色体上，且窄叶为隐性性状。第2组亲本的基因型为XBXb和XbY，子代阔叶雌株的基因型为XBXb，窄叶雄株为XbY，后代雌株中阔叶与窄叶的比例为1∶1，雄株中阔叶与窄叶的比例为1∶1，因此后代性状分离比为阔叶∶窄叶＝1∶1。
13．雌蝗虫的性染色体组成为XX，雄蝗虫性染色体组成为XO(即雄蝗虫只有1条X性染色体)。控制蝗虫复眼正常基因(B)和异常基因(b)位于X染色体上，且含基因b的雄配子致死。下列有关叙述正确的是( )
A.蝗虫的群体中，不会存在复眼异常的雌性个体
B.在有丝分裂中期，雌蝗虫细胞的染色体数比雄蝗虫多2条
C.雄蝗虫减数分裂Ⅱ后期细胞中的染色体数目都与其体细胞中的相同
D.萨顿通过观察雌蝗虫体细胞和精子细胞的染色体数，提出了基因在染色体上的假说
答案：A
解析：基因b会使雄配子致死，因此蝗虫的群体中，不会存在复眼异常的雌性个体XbXb，A正确；在有丝分裂后期，体细胞内的染色体数目加倍，由于雌蝗虫比雄蝗虫的体细胞多一条染色体，因此有丝后期雌蝗虫细胞的染色体数比雄蝗虫多2条，B错误；雄蝗虫减数分裂Ⅱ后期细胞中的染色体数目为2n或2(n－1)，与其体细胞(2n－1)不同，C错误；萨顿通过基因与染色体的平行关系(行为类似)，提出基因在染色体上的假说，D错误。
14．(14分)摩尔根等人利用果蝇进行遗传实验研究，证明了基因在染色体上。请回答下列相关问题：
(1)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，F1全是红眼，这表明________是显性性状。
(2)摩尔根让F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配，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________定律。
红眼
分离
(3)F2红眼果蝇中有雌蝇和雄蝇，而白眼果蝇全是雄蝇，可推测控制果蝇眼色的基因不在常染色体上，可能只位于________染色体上。现有若干纯合的红眼雌、雄果蝇以及白眼雌、雄果蝇，请从中选择亲本，只做一次杂交实验以验证上述推测。实验设计思路：选择________________________________果蝇杂交，观察并统计子代的表型及比例。若子代________________________________则上述推测正确。
X
白眼雌果蝇与红眼雄
雌果蝇都是红眼，雄果蝇都是白眼
(4)已知控制果蝇翅形的基因位于2号染色体上、眼形和体色的基因位于3号染色体上。现有一只雄果蝇，其相关基因及其位置如下图所示。为了验证自由组合定律，可让该雄果蝇与多只基因型为________或者________(只考虑二对基因)的雌果蝇进行测交，后者测交子代的表型及比例应为
____________________________________________________________。
ddrr
ddee
正常翅灰体∶正常翅黑檀体∶翅外展灰体∶翅外展黑檀体＝1∶1∶1∶1(或正常翅正常眼∶正常翅粗糙眼∶翅外展正常眼∶翅外展粗糙眼＝1∶1∶1∶1)
15．(13分)生物学家常把果蝇作为遗传学研究的实验材料。果蝇的黄身与黑身是一对相对性状，由位于常染色体上的等位基因A、a控制，红眼(W)与白眼(w)是一对相对性状，W、w位于性染色体上，如图所示。根据所学知识回答有关问题。
(1)图中果蝇的性别是________。摩尔根以果蝇为实验材料，用____________法证明了基因在染色体上。他和同事的假设是如果控制白眼的基因(w)在X染色体上，而Y染色体上不含有它的________，就可以合理地解释白眼的遗传与性别相联系。
雄性
假说—演绎
等位基因
解析：图中果蝇的两个Ⅰ号染色体为异型，据此可知，其性别是雄性。摩尔根以果蝇为实验材料，用假说—演绎法证明了基因在染色体上。他和同事的假设是如果控制白眼的基因(w)在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因，就可以合理地解释白眼的遗传与性别相联系。
(2)如果图示为果蝇原始生殖细胞的染色体示意图，则该细胞在减数分裂Ⅱ后期时有________条染色体，此时细胞名称为____________。
8
次级精母细胞
解析：分析题图可知，该果蝇的原始生殖细胞即精原细胞中有8条染色体、4对同源染色体，该精原细胞经过染色体复制形成初级精母细胞，初级精母细胞在减数分裂Ⅰ过程中，同源染色体分离分别进入不同的子细胞中，导致所形成的每个次级精母细胞中的染色体数目减半，即每个次级精母细胞中含有4条染色体；在减数分裂Ⅱ后期，连接两条姐妹染色单体的着丝粒分裂，导致染色体数目加倍，即该细胞在减数分裂Ⅱ后期有8条染色体，此时该细胞名称为次级精母细胞。
(3)通过实验确定了果蝇的黄身(A)对黑身(a)为显性，另一对由位于常染色体上的基因控制的相对性状正常翅(B)对残翅(b)为显性，为进一步确定这两对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律，请设计一个简单的杂交实验加以说明，可供选择的亲本有：黑身残翅、黄身残翅、黄身正常翅，均为纯合个体，雌雄均有若干(用遗传图解加文字说明)。
若测交后代F2的表型及其比例为黄身正常翅∶黄身残翅∶黑身正常翅∶黑身残翅＝1∶1∶1∶1，则遵循基因的自由组合定律，否则不符合。
解析：若要通过杂交实验确定果蝇的黄身(A)和黑身(a)、正常翅(B)和残翅(b)这两对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律，可让表型为黄身正常翅(AABB)的双显性纯合子与表型为黑身残翅(aabb)的双隐性纯合子杂交，F1表型为黄身正常翅(AaBb)，对其进行测交，观察并统计后代的表型及其比例。如果测交后代的表型及其比例为黄身正常翅∶黄身残翅∶黑身正常翅∶黑身残翅＝1∶1∶1∶1，则遵循基因的自由组合定律，否则不遵循。
