第2节 基因在染色体上
学 习 目 标
核 心 素 养
1．用类比推理的方法，理解基因位于染色体上。
2．用假说—演绎方法证明基因在染色体上。(重、难点)
3．说出孟德尔遗传规律的实质。(重点)
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．通过对萨顿的思路分析，领悟并尝试运用类比推理的科学研究方法。
一、基因在染色体上的证据
1．萨顿的假说
(1)内容：基因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：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
(3)研究方法：类比推理。
2．基因位于染色体上的实验证据
(1)果蝇的染色体分为常染色体和性染色体。
(2)摩尔根通过将果蝇的眼色(红色和白色)基因定位在X染色体上，从而证明了基因在染色体上。
(3)研究方法：假说—演绎法。
(4)摩尔根新发现：基因在染色体上呈线性排列。
二、孟德尔遗传规律的现代解释
1．基因分离定律的实质
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。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验所用的实验方法相同。
( )
2．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。
( )
3．蝗虫的所有遗传物质都位于染色体上。 ( )
4．非等位基因都位于非同源染色体上。 ( )
5．等位基因随同源染色体的分离而分离，发生在减数第一次分裂的后期。 ( )
提示：1．× 萨顿的假说利用的是类比推理，而摩尔根的果蝇杂交实验利用的是假说—演绎法。
2．√
3．× 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。
4．× 有些非等位基因也可以位于同源染色体上。
5．√
摩尔根果蝇杂交实验
摩尔根果蝇杂交实验的假说一演绎分析
1．实验现象——发现问题
P F1 F2
―→―→
2．理论分析——提出假说
(1)果蝇的红眼、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。各种果蝇的基因型及表现型如下表：
雌果蝇
雄果绳
基因型
XWXW
XWXw
XwXw
XWY
XwY
表现型
红眼
红眼
白眼
红眼
白眼
[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：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。
易错提醒：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。
1．在摩尔根所做的果蝇野生型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
B [A项能说明野生型相对于突变型是显性性状，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项属于测交类型，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，与题意不符。]
2．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．果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律
B．摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说—演绎法”
C．摩尔根所做的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上，亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwY
D．F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW
D [子二代中，红眼和白眼的比例为3∶1，说明果蝇的眼色遗传遵循基因的分离定律，A正确；摩尔根的果蝇杂交实验和孟德尔的豌豆杂交实验一样，都采用了“假说—演绎法”，B正确；摩尔根所做的假设是控制白眼的基因只位于X染色体上，亲本中白眼雄果蝇的基因型是XwY，C正确；F2中的红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw，D错误。]
孟德尔遗传规律的现代解释
[问题探究]
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？
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。
[归纳总结]
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分开而分离，如图：
(2)自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，如图：
特别提醒：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。
1．据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是( )
A [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。在选项A中的与是位于同源染色体上的基因，是不能自由组合的。]
2．(2019·全国卷Ⅰ)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形，宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上，含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是( )
A．窄叶性状只能出现在雄株中，不可能出现在雌株中
B．宽叶雌株与宽叶雄株杂交，子代中可能出现窄叶雄株
C．宽叶雌株与窄叶雄株杂交，子代中既有雌株又有雄株
D．若亲本杂交后子代雄株均为宽叶，则亲本雌株是纯合子
C [由于含有基因b的花粉不育，因此不可能形成基因型为XbXb的个体，所以A对；若宽叶雌株基因型为XBXb，则与宽叶雄株杂交，子代中可能出现基因型为XbY的窄叶雄株，B对；由于含有基因b的花粉不育，所以窄叶雄株的子代只有雄株，C错；后代雄株的X染色体来自亲代雌株，若后代雄株均为宽叶，则亲代雌株只能提供含基因B的卵细胞，故亲本雌株是纯合子，D对。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1．基因和染色体行为存在着明显的平行关系。
2．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．基因分离定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离。
4．基因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。
5．萨顿的“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”的假说是运用了类比推理法。
6．摩尔根的果蝇杂交实验利用了假说—演绎法。
1．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．体细胞中基因和染色体成对存在，生殖细胞中二者都是成单存在
B．体细胞成对的基因和同源染色体都是一个来自父方一个来自母方
C．非同源染色体及其上的非等位基因自由组合
D．基因和染色体在生殖过程中都可能发生变异
D [在生殖过程中基因和染色体的变异是随机发生的，没有必然的联系，不能体现二者间的平行关系，故选D。]
2．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，子一代雌雄果蝇都表现红眼，这些果蝇交配产生的子二代中，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．眼色的遗传遵循分离定律
C．眼色和性别表现为自由组合
D．子二代红眼雌果蝇有两种基因型
C [若控制眼色的基因用M、m表示，该过程遗传图解为P：红眼雌蝇(XMXM)×白眼雄蝇(XmY)→F1：红眼雌蝇(XMXm)×红眼雄蝇(XMY)→F2：红眼雌蝇(XMXM、XMXm)∶红眼雄蝇(XMY)∶白眼雄蝇(XmY)＝2∶1∶1。由于控制眼色的基因位于性染色体上，所以眼色和性别不会自由组合。]
3．如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，下列相关说法错误的是( )
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
D [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项正确；基因在染色体上呈线性排列，B项正确；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项正确；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。]
4．下图能正确表示基因分离定律实质的是( )
A B C D
C [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。]
5．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个体间杂交得到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________。
[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、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，所以正交和反交结果一致，而红眼和白眼基因位于X染色体上，正交和反交结果不同。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，它们杂交得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。
[答案] (1)相对性状明显、繁殖速度快、易于饲养等(答出2点即可) (2)雄、雌性 雄性 (3)灰身和黑身 红眼和白眼 (4)12 1/8
教材课后习题 (教师用书独具)
一、基础题1．D 2.B
二、拓展题
1．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生物体所有性状的一整套基因。
2．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。未发现其他常染色体数目变异的婴儿，很可能是因为发生这类变异的受精卵不能发育，或在胚胎早期就死亡了。
课件51张PPT。第2章 基因和染色体的关系第2节 基因在染色体上类比推理染色体平行
常性X基因在染色体上假说—演绎法线性非等位基因非同源染色体等位基因摩尔根果蝇杂交实验 孟德尔遗传规律的现代解释 点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(七)
(建议用时：35分钟)
[合格基础练]
1．在探索遗传本质的过程中，科学发现与研究方法相一致的是( )
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传规律
②1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”
③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
A．①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③类比推理法
B．①假说—演绎法 ②类比推理法 ③类比推理法
C．①假说—演绎法 ②类比推理法 ③假说—演绎法
D．①类比推理法 ②假说—演绎法 ③类比推理法
C [孟德尔根据豌豆杂交实验，提出遗传规律采用的是假说—演绎法；萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”，采用的是类比推理法；摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上采用的是假说—演绎法。]
2．下列关于摩尔根所进行的果蝇杂交实验的叙述中，正确的是( )
A．利用了类比推理法
B．第一次提出“基因在染色体上”这一假说
C．第一次发现果蝇的性染色体
D．证明了“基因位于染色体上”
D [萨顿利用类比推理法第一次提出“基因在染色体上”这一假说，而摩尔根是利用假说—演绎法得出了“基因位于染色体上”的结论，A、B错误，D正确；20世纪初期，一些生物学家已经在一些昆虫的细胞里发现了性染色体，C错误。]
3．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，下列叙述不正确的是( )
A．实验中涉及的性状均受一对等位基因控制
B．两实验都采用了统计学方法分析实验数据
C．两实验均采用了“假说—演绎”的研究方法
D．两实验都设计了正反交实验，排除亲本选择干扰
D [豌豆的高茎和矮茎，果蝇的红眼和白眼都受一对等位基因控制，A正确。两实验均对F2的性状进行了统计分析，B正确。两实验都采用了假说—演绎法，C正确。摩尔根的果蝇杂交实验并未设计亲本的正反交实验，D错误。]
4．果蝇的红眼对白眼为显性，且控制眼色的基因在X染色体上。下列杂交组合中，通过眼色即可直接判断子代果蝇性别的一组是( )
A．杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇
B．白眼雌果蝇×红眼雄果蝇
C．杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇
D．白眼雌果蝇×白眼雄果蝇
B [“通过眼色即可直接判断子代果蝇性别”即子代雌性和雄性果蝇的眼色不同。设红眼为A控制、白眼为a控制。A项为XAXa×XAY→雌性都是红眼，雄性1/2红眼、1/2白眼，不能直接判断子代果蝇性别。B项为XaXa×XAY→雌性都是红眼，雄性都是白眼，可以直接判断子代果蝇性别。C项为XAXa×XaY→后代雌雄各1/2红眼和1/2白眼，不能直接判断性别。D项为XaXa×XaY→后代全是白眼，也不能直接判断性别。]
5．果蝇的红眼(R)对白眼(r)是显性，控制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交，一方为红眼，另一方为白眼，杂交后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
B [根据题意，F1中雄果蝇与亲本雌果蝇眼色相同，因此，亲本雌果蝇一定为纯合体，由此排除C和D项；若选A项，则子代雌果蝇与亲代雄果蝇的眼色会不同。因此，只有当雌性亲本为隐性个体，雄性亲本为显性个体时，才符合题中条件，即XrXr×XRY。]
6．摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时，经历了若干过程，其中：
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；
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为结论，③为验证
B．①为观察，②为假说，③为结论
C．①为问题，②为假说，③为验证
D．①为结论，②为假说，③为验证
C [摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置所采用的方法是假说—演绎法，他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？做出的假说是白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上，利用F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交，验证假说，最后提出“基因位于染色体上”的结论。]
7．果蝇的红眼(W)对白眼(w)为显性，相关基因位于X染色体上；黑背(A)对彩背(a)为显性，相关基因位于常染色体上，基因型为AA的个体无法存活。则黑背红眼雄果蝇与黑背白眼雌果蝇杂交，后代中( )
A．雌果蝇中黑背白眼果蝇占1/3
B．雄果蝇中红眼∶白眼＝1∶1
C．黑背∶彩背＝3∶1
D．彩背白眼果蝇全为雄性
D [黑背红眼雄果蝇(AaXWY)与黑背白眼雌果蝇(AaXwXw)杂交，后代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，A、B项错误；由于基因型为AA的个体无法存活，所以后代中黑背(Aa)∶彩背(aa)＝2∶1，C项错误；彩背白眼果蝇全为雄性，D项正确。]
8．在果蝇杂交实验中，下列杂交实验成立：
①朱红眼(雄)×暗红眼(雌)→全为暗红眼
②暗红眼(雄)×暗红眼(雌)→雌性全为暗红眼，雄性中朱红眼(1/2)、暗红眼(1/2)。
若让②杂交的后代中的暗红眼果蝇交配，所得后代中朱红眼的比例应是( )
A．1/2 B．1/4
C．1/8 D．3/8
C [①朱红眼(雄)×暗红眼(雌)→全为暗红眼，首先可以判断暗红眼为显性；②暗红眼(雄)×暗红眼(雌)→雌性全为暗红眼，雄性中朱红眼(1/2)、暗红眼(1/2)，可以推理出XBXb和XBY杂交得到XBXB、XBXb、XBY、XbY，其中暗红眼交配后代中朱红眼的比例可以通过XBXb和XBY杂交来推理，1/2×1/4＝1/8。]
9．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
A [分析实验2可知，后代雌、雄性状表现型不同，说明叶形是伴X染色体遗传，后代的雌性个体，分别从母本获得一个窄叶基因，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；分析实验2可知，窄叶♀×阔叶♂→阔叶♀∶窄叶♂＝1∶1，叶形在性别之间有差异，说明是伴性遗传，基因位于X染色体上，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，因此后代不会出现雌性窄叶植株，D正确。]
10．下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
D [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X、Y两种配子；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；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；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。]
11．图中甲表示某果蝇体细胞的染色体组成，乙表示该果蝇所产生的一个异常的生殖细胞，据图回答下列问题：
(1)果蝇的一个精原细胞中X染色体上的W基因在________期形成两个W基因，这两个W基因在______________________________________________期发生分离。
(2)基因B、b与W的遗传遵循____________________定律，原因是__________________________________。
(3)该精原细胞进行减数分裂时，次级精母细胞后期性染色体的组成为________。
(4)图乙是一个异常的精细胞，造成这种异常的原因是在该精细胞形成过程中，________________________________________。
(5)若某精原细胞进行正常的减数分裂产生了4个精细胞如下图所示。
①图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ连续的分裂过程是不是一个细胞周期？为什么？____________________________________。
②果蝇的红眼(W)对白眼(w)为显性，这对基因位于X染色体上。若图Ⅰ表示一红眼雄果蝇的精原细胞，若Ⅲ中的a变形后的精子与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成一只白眼果蝇，该白眼果蝇的性别为__________，b的基因型为________。
[解析] (1)果蝇X染色体上的两个W基因是DNA分子复制的结果，发生在细胞分裂的间期，这两个W基因位于姐妹染色单体上，故其分离发生在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期。(2)由于B、b基因位于常染色体上，而W基因位于性染色体(X染色体)上，故它们的遗传遵循基因的自由组合定律。(3)经减数第一次分裂得到的次级精母细胞所含性染色体为X或Y，在减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离，染色体数目加倍，此时性染色体组成为XX或YY。(4)图乙细胞内含有两条Y染色体，原因可能是减数第二次分裂后期姐妹染色单体分开后形成的染色体(Y染色体)未分离，从而进入同一精细胞中。(5)②一个精原细胞经减数分裂产生的4个精细胞是两两相同的，即两个含XW、两个含Y。a变形后的精子与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成一只白眼果蝇，则该白眼果蝇为雄性，a的基因型为Y，b与a相同，也为Y。
[答案] (1)间 有丝分裂后期或减数第二次分裂后 (2)基因的自由组合 这两种基因位于不同对的同源染色体上 (3)XX或YY (4)减数第二次分裂过程中一对姐妹染色单体(或Y染色体)分开后没有分离
(5)①不是，因为减数分裂不能周而复始地进行 ②雄性 Y
12．生物的性状由基因控制，不同染色体上的基因在群体中所形成基因型的种类不同，如图为果蝇X、Y染色体结构示意图，请据图回答问题：
(1)若控制某性状的等位基因A与a位于X染色体Ⅱ区上，则该自然种群中与该性状有关的基因型有____________________种。
(2)若等位基因A与a位于常染色体上，等位基因B与b位于X染色体Ⅱ区上，则这样的群体中最多有________种基因型。
(3)在一个种群中，控制一对相对性状的基因A与a位于X、Y染色体的同源区Ⅰ上，则该种群雄性个体中最多存在________种基因型，分别是_____________________________________________
________。
[解析] (1)若等位基因A与a位于X染色体Ⅱ区上，则雌性个体中可形成XAXA、XAXa、XaXa 3种基因型，雄性个体中可形成XAY、XaY两种基因型，共5种基因型。(2)若等位基因A与a位于常染色体上，等位基因B与b位于X染色体Ⅱ区上，则雄性个体中有3(AA、Aa、aa)×2(XBY、XbY)＝6(种)基因型，雌性个体中有3(AA、Aa、aa)×3(XBXB、XBXb、XbXb)＝9(种)基因型，因此共有15种基因型。(3)若等位基因A与a位于X、Y染色体的同源区Ⅰ上，则雌性个体的基因型有XAXA、XAXa、XaXa 3种，雄性个体的基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa 4种。
[答案] (1)5 (2)15 (3)4 XAYA、XAYa、XaYA、XaYa
[等级过关练]
13．已知果蝇长翅和短翅、红眼和棕眼各为一对相对性状，分别受一对等位基因控制，且两对等位基因位于不同的染色体上。某同学让一只雌性长翅红眼果蝇与一只雄性长翅棕眼果蝇杂交，发现子一代中表现型及比例为长翅红眼∶长翅棕眼∶短翅红眼∶短翅棕眼＝3∶3∶1∶1。由上述材料可知( )
A．长翅为显性性状，但不能确定控制长翅的基因的位置
B．长翅为显性性状，控制长翅的基因位于常染色体上
C．红眼为隐性性状，控制红眼的基因位于X染色体上
D．红眼性状的显隐性未知，控制红眼的基因位于常染色体上
A [由子一代中表现型及比例可知，长翅∶短翅＝3∶1、红眼∶棕眼＝1∶1，这说明长翅为显性性状，但不能确定红眼和棕眼的显隐性；而且题中没有说明性状与性别的关系，所以不能确定这两对等位基因的位置。]
14．如图是一对夫妇和几个子女的简化DNA指纹，“”表示有标记基因，据此图判断，下列分析不正确的是( )
A．基因Ⅰ和基因Ⅱ可能位于同源染色体上
B．基因Ⅱ与基因Ⅳ可能位于同一条染色体上
C．基因Ⅲ可能位于X染色体上
D．基因Ⅴ可能位于Y染色体上
D [A项，母亲携带基因Ⅰ和基因Ⅱ，而子女中只有其一，可能是由于减数分裂时同源染色体分离，基因Ⅰ和基因Ⅱ随之分离。B项，母亲和女儿2都同时携带基因Ⅱ和基因Ⅳ，家庭其他成员不携带基因Ⅱ和基因Ⅳ，故基因Ⅱ和基因Ⅳ可能位于同一条染色体上。C项，父亲携带的基因Ⅲ通过含X染色体的精子可以遗传给两个女儿。D项，Y染色体上的基因只能传给儿子，不可能遗传给女儿，D项符合题意。]
15．(2019·全国卷Ⅰ)某实验室保存有野生型和一些突变型果蝇。果蝇的部分隐性突变基因及其在染色体上的位置如图所示，回答下列问题。
(1)同学甲用翅外展粗糙眼果蝇与野生型(正常翅正常眼)纯合子果蝇进行杂交，F2中翅外展正常眼个体出现的概率为________。图中所列基因中，不能与翅外展基因进行自由组合的是________。
(2)同学乙用焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇进行杂交(正交)，则子代雄蝇中焦刚毛个体出现的概率为________；若进行反交，子代中白眼个体出现的概率为________。
(3)为了验证遗传规律，同学丙让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交得到F1，F1相互交配得到F2。那么，在所得实验结果中，能够验证自由组合定律的F1表现型是________，F2表现型及其分离比是________；验证伴性遗传时应分析的相对性状是________，能够验证伴性遗传的F2表现型及其分离比是________。
[解析] (1)由图可知，翅外展基因与粗糙眼基因分别位于两对同源染色体上，二者能自由组合，两对相对性状的纯合子杂交，F2中翅外展正常眼(一隐一显)个体所占比例是3/16。紫眼基因与翅外展基因位于同一对染色体上，二者不能自由组合。(2)焦刚毛白眼雄蝇与野生型(直刚毛红眼)纯合子雌蝇杂交，后代雄蝇中不会出现焦刚毛个体；若反交，子代雄蝇全部为白眼，雌蝇全部为红眼，即子代中白眼个体出现的概率为1/2。(3)欲验证自由组合定律，可以用双杂合个体自交或测交。让白眼黑檀体雄果蝇与野生型(红眼灰体)纯合子雌果蝇进行杂交，所得F1的表现型为红眼灰体，F1相互交配所得F2的表现型及分离比是红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体＝9∶3∶3∶1，验证伴性遗传时，需要分析位于X染色体上的基因，所以要分析红眼/白眼这对性状，此时F2的表现型及比例是红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝2∶1∶1。
[答案] (1)3/16 紫眼基因 (2)0 1/2 3.红眼灰体 红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体＝9∶3∶3∶1 红眼/白眼 红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝2∶1∶1
