《创新课堂》第2章第2节 基因在染色体上 讲义（教师版）-高中生物学必修2（人教版）同步讲练测

第2节　基因在染色体上
[课标内容]
1．运用假说—演绎法，分析萨顿假说和摩尔根的果蝇杂交实验。　2.认同摩尔根等科学家尊重事实、敢于质疑他人又否定自我的科学精神。　3.运用结构与功能观，理解分离定律和自由组合定律的实质。
一、萨顿的假说
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________________。
3．推理过程
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INCLUDEPICTURE "WX43BB学B.TIF" INCLUDEPICTURE "WX43BB学B.TIF" \* MERGEFORMAT
二、基因位于染色体上的实验证据
　　　 　 INCLUDEPICTURE "箭头B.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头B.TIF" \* MERGEFORMAT 并非所有的基因都位于染色体上，如线粒体内的基因
1．实验者：美国生物学家摩尔根。
　　　　　　　　　　　 INCLUDEPICTURE "箭头B.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头B.TIF" \* MERGEFORMAT 萨顿提出，摩尔根证明
2．实验方法：________________。
3．实验材料：果蝇。
4．实验过程
(1)实验现象
P　　 红眼(♀)×白眼(♂)
　　　　　　　↓
F1　　　　红眼(♀、♂) INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" \* MERGEFORMAT 说明红眼为显性性状
　　　　　　　　↓F1雌雄交配
F2　红眼(♀、♂)∶白眼(♂)
比例　　　　3∶1
　　　　　　　　 INCLUDEPICTURE "箭头B.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头B.TIF" \* MERGEFORMAT 说明果蝇眼色的遗传符合分离定律
提出问题：为什么F2中白眼果蝇只有雄性。
(2)实验假说：控制白眼的基因(用w表示)在____________染色体上，而Y染色体上不含有它的________________。实验过程分析如下：
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(3)实验验证：通过测交的方法进行验证。
(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。
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：基因在染色体上呈线性排列。
　　　　　　　　　　　 INCLUDEPICTURE "箭头E.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头E.TIF" \* MERGEFORMAT
同一个DNA分子上的多个基因之间互不重叠、相间分布
三、孟德尔遗传规律的现代解释
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[答案自填] 染色体　基因在染色体上　平行关系　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　假说—演绎法　X　等位基因　XW　Xw
XWXW　XWY　X染色体　许多　等位基因　两个配子　非同源染色体　等位基因
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(1)萨顿推断基因在染色体上的依据是基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。(　　)
(2)在体细胞中基因成对存在，在配子中只有成对基因中的一个。(　　)
(3)性染色体上的基因都与性别决定有关。(　　)
(4)白眼残翅雌果蝇(bbXrXr)能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞。(　　)
(5)果蝇细胞内的基因都位于染色体上。(　　)
(6)在减数分裂过程中，等位基因彼此分离的同时，非等位基因自由组合。(　　)
提示：(1)√
(2)×　XY染色体上不一定存在成对的基因。
(3)×　性染色体上的基因不一定与性别决定有关，如果蝇的红眼、白眼基因不能决定性别。
(4)√
(5)×　果蝇细胞内的基因少量位于线粒体中。
(6)×　在减数分裂过程中，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。
【知识框架】
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核心点一　基因位于染色体上的实验证据[学生用书P44]
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[探究1] 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。
(1)生物学家常用果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点有哪些？
(2)果蝇体细胞中含有4对同源染色体，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为________，X、Y为________，X、Y大小、形状不一样，属于一对同源染色体的原因是什么？
(3)性染色体只存在于生殖细胞中吗？
提示：(1)①果蝇易饲养，成本低；②繁殖快，产生的后代多；③相对性状多且明显；④染色体少(4对)，易观察。
(2)常染色体　性染色体　减数分裂过程中，X、Y染色体发生联会。
(3)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。
[探究2] 根据摩尔根的果蝇杂交实验，回答下列问题：
(1)摩尔根为何假设控制果蝇眼色的基因只位于X染色体上而不是只位于Y染色体上？
(2)果蝇的杂交实验结果能说明控制眼色的基因只位于X染色体上吗？
(3)根据摩尔根的假设，红眼、白眼雌雄果蝇的基因型分别有哪些？(相关基因用W和w表示)
提示：(1)只位于X染色体上能合理地解释实验现象，如果只位于Y染色体上，则F1中应有白眼雄果蝇出现。
(2)不能。如果控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体同源区段上，纯合红眼雌果蝇和纯合白眼雄果蝇杂交，F2中红眼∶白眼＝3∶1，也符合果蝇的杂交实验结果。
(3)雌果蝇：红眼的基因型为XWXW、XWXw，白眼的基因型为XwXw；雄果蝇：红眼的基因型为XWY，白眼的基因型为XwY。
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果蝇测交实验的分析
[实验一]
(1)杂交方式：用杂合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配。
(2)杂交过程
①基因在X染色体上
②基因在常染色体上
(3)结果分析：杂交子代中，雌雄果蝇中均有红眼和白眼，与基因位于常染色体上的表现相同， 故根据本实验的结果无法验证假说，但通过本实验得到了白眼雌果蝇。
[实验二]
(1)杂交方式：利用“实验一”得到的白眼雌果蝇与一只毫无血缘关系的纯合红眼雄果蝇交配。
(2)杂交过程
①基因在X染色体上
②基因在常染色体上
(3)结果分析：杂交子代中，雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，性状表现与性别相联系，与基因位于常染色体上的表现不同，由此可证明假说成立。
INCLUDEPICTURE "易错提醒LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "易错提醒LLL.TIF" \* MERGEFORMAT 　摩尔根的验证实验不是直接选择白眼雌果蝇和F1中的红眼雄果蝇杂交，因为在摩尔根的杂交实验中没有出现白眼雌果蝇，只出现了白眼雄果蝇。
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1．(2024·福建泉州高一期中)摩尔根研究控制果蝇白眼的基因在染色体上的位置时经历了若干过程，下列叙述依次为(　　)
①白眼性状是如何遗传的，为何与性别有关
②控制白眼的基因仅位于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
A．①为假说，②为推论，③为实验验证
B．①为观察，②为假说，③为推论
C．①为问题，②为假说，③为实验验证
D．①为推论，②为假说，③为实验验证
解析：选C。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。根据实验现象提出的问题是白眼性状是如何遗传的，为何与性别有关；提出的假说是控制白眼的基因仅位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因；利用F1红眼雌果蝇进行测交实验，验证假说。
2．(教材P32“拓展应用”T1改编)某昆虫的红眼为伴X染色体显性遗传，其隐性性状为白眼。在下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代性别的一组是(　　)
A．白眼雌性个体×白眼雄性个体
B．杂合红眼雌性个体×白眼雄性个体
C．白眼雌性个体×红眼雄性个体
D．杂合红眼雌性个体×红眼雄性个体
解析：选C。假设昆虫的红眼和白眼由A和a这一对等位基因控制，白眼雌性个体×白眼雄性个体，即XaXa(白雌)×XaY(白雄)→XaXa(白雌)∶XaY(白雄)＝1∶1，故不能通过眼色判断子代昆虫的性别，A不符合题意；杂合红眼雌性个体×白眼雄性个体，即XAXa(红雌)×XaY(白雄)→XAXa(红雌)∶XaXa(白雌)∶XAY(红雄)∶XaY(白雄)＝1∶1∶1∶1，后代雌雄昆虫中都有红眼和白眼，不能通过眼色判断子代昆虫的性别，B不符合题意；白眼雌性个体×红眼雄性个体，即XaXa(白雌)×XAY(红雄)→XAXa(红雌)∶XaY(白雄)＝1∶1，后代雌性个体是红眼，雄性个体是白眼，故能通过眼色判断子代昆虫的性别，C符合题意；杂合红眼雌性个体×红眼雄性个体，即XAXa(红雌)×XAY(红雄)→XAXA(红雌)∶XAXa(红雌)∶XAY(红雄)∶XaY(白雄)＝1∶1∶1∶1，后代红眼昆虫既有雌性个体又有雄性个体，故不能通过眼色判断子代昆虫的性别，D不符合题意。
核心点二　孟德尔遗传规律的现代解释[学生用书P46]
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下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)图中属于等位基因、非等位基因的分别有哪些？
(2)图中所示非等位基因中，能自由组合的是哪些？
(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。
提示：(1)等位基因有A与a、B与b、C与c，非等位基因有A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)。
(2)非同源染色体上的非等位基因能自由组合，即A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)。
(3)ABC∶ABc∶abC∶abc＝1∶1∶1∶1。
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1．基因分离定律的细胞学解释(以精原细胞为例)
(1)图解
(2)分离定律的细胞学基础：等位基因随同源染色体的分开而分离。
2．基因自由组合定律的细胞学解释(以精原细胞为例)
(1)图解
(2)自由组合定律的细胞学基础：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。
INCLUDEPICTURE "易错提醒LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "易错提醒LLL.TIF" \* MERGEFORMAT 　(1)并不是所有生物中的基因都遵循孟德尔遗传规律，如原核生物细胞中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔遗传规律，如叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
(3)并不是所有的非等位基因都遵循自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。
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1．(教材P32正文改编)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和组合是互不干扰的
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都发生在减数分裂过程中
解析：选C。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，C错误。
2．(2024·广东广州高一期末)
根据右图所示基因在染色体上的分布情况判断，下列选项不遵循基因的自由组合定律的是(　　)
解析：选A。A、a与D、d位于一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，A符合题意；A、a与B、b，A、a与C、c，C、c与D、d均位于两对同源染色体上，在遗传过程中均遵循基因的自由组合定律，B、C、D不符合题意。
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5([学生用书P47]))
1．(教材P32“概念检测”T1改编)下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是(　　)
A．所有基因都位于染色体上
B．非等位基因都位于非同源染色体上
C．一条染色体上只有一个基因
D．同源染色体相同位置上的基因控制同一种性状
解析：选D。原核生物无染色体，真核生物的线粒体和叶绿体中的基因也不位于染色体上，A项错误；同源染色体上也具有非等位基因，B项错误；一条染色体上有许多个基因，C项错误；同源染色体上相同位置的基因是等位基因或相同基因，控制同一种性状，D项正确。
2．(教材P32“概念检测”T3改编)基因与染色体的行为存在着明显的平行关系，下列选项不能为这一观点提供证据的是(　　)
A．在杂交过程中基因和染色体都能保持完整性和独立性
B．在体细胞中基因和染色体都成对存在，而在配子中都只有成对中的一个
C．成对的基因和染色体一个来自父方，一个来自母方
D．在减数分裂中，所有的非同源染色体自由组合，所有的非等位基因也自由组合
解析：选D。在减数分裂过程中，同源染色体分离、等位基因分离，说明基因和染色体在杂交过程中的完整性和独立性，基因和染色体行为存在平行关系，A不符合题意；在生物的体细胞中，基因和染色体都是成对存在的，在生殖细胞中，基因和染色体都是单个存在的，基因和染色体行为存在平行关系，B不符合题意；体细胞中成对的基因和染色体都是一个来自母方，一个来自父方，基因和染色体的行为存在着明显的平行关系，C不符合题意；在减数分裂过程中，非同源染色体自由组合，使非同源染色体上的非等位基因自由组合，但同源染色体上的非等位基因没有因此自由组合，D符合题意。
3．(2024·宁夏银川高一期中)下列有关性染色体的叙述，正确的是(　　)
A．多数雌雄异体的动物有成对的性染色体
B．性染色体只存在于性腺细胞中
C．哺乳动物体细胞中没有性染色体
D．在形成生殖细胞时不能发生联会行为
解析：选A。多数雌雄异体的动物有成对的性染色体，A正确；性染色体也可以存在于体细胞中，B错误；哺乳动物多为雌雄异体，体细胞中有性染色体，C错误；在形成生殖细胞时，同源染色体两两配对发生联会，性染色体同样是同源染色体，也能发生联会，D错误。
4．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代雌、雄果蝇都表现为红眼，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．红眼对白眼为显性
B．眼色遗传符合分离定律
C．眼色和性别表现为自由组合
D．红眼和白眼基因位于X染色体上
解析：选C。由红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子代全部表现为红眼可推知，红眼对白眼为显性，A正确；由后代红眼果蝇和白眼果蝇的比例为3∶1可推知，眼色遗传符合分离定律，B正确；眼色和性别不能自由组合，只有非同源染色体上的非等位基因控制的性状才表现为自由组合，C错误；子代雌、雄果蝇交配产生的后代中，性状与性别有关，由此可判断控制眼色的基因位于X染色体上，D正确。
5．(2024·江苏无锡高一月考)下图为一只果蝇两条染色体上部分基因的分布示意图，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可出现在细胞的同一极
解析：选A。朱红眼基因(cn)和暗栗色眼基因(cl)在同一条常染色体上的不同位置，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开，移向细胞两极，可出现题图所示的四个基因在细胞同一极的现象，D正确。