1、第2节 基因在染色体上【典例导悟】【典例1】已知果蝇中灰身与黑身是一对相对性状（B、b），红眼与白眼是一对相对性状（R、r）。现有两只亲代果蝇杂交得到以下子代类型和比例：（1）控制黑身与灰身的基因位于_；控制红眼与白眼的基因位于_。（2）雌性亲本的基因型及表现型为_，雄性亲本的基因型及表现型为_。（3）子代表现型为灰身红眼的雌果蝇中，纯合子与杂合子的比例为_。（4）子代雄蝇中，灰身白眼的基因型为_，黑身红眼的基因型为_。【规范解答】此题主要考查果蝇两对相对性状的杂交实验，控制两对相对性状的两对等位基因分别位于两对同源染色体上，具体分析如下：答案：（1）常染色体 X染色体（2）BbXRXr、灰身
2、红眼 BbXRY、灰身红眼（3）15 （4）BBXrY或BbXrY bbXRY【互动探究】（1）此题涉及的果蝇的两对性状是否符合自由组合定律？（2）若有纯合的红、白眼雌雄果蝇各1只，简要说明能否通过一代杂交实验确定控制红、白眼的基因位于常染色体上还是X染色体上？提示：（1）是。因为子代中四种表现型比例为9331。（2）能。取红眼雌雄果蝇与白眼雌雄果蝇进行正交和反交（即红眼雌果蝇白眼雄果蝇，红眼雄果蝇白眼雌果蝇），若正反交后代性状一致，则该等位基因位于常染色体上；若正反交结果后代性状表现不一致，则该等位基因位于X染色体上。【典例2】某种昆虫长翅（A）对残翅（a）为显性，直翅（B）对弯翅（b）为显
3、性，有刺刚毛（D）对无刺刚毛（d）为显性，控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫，个体基因型如图所示，请回答下列问题。（1）长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律，并说明理由。_。（2）该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为_。（3）该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有_。（4）该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有_。（5）为验证基因自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是_。【思路点拨】此题考查对孟德尔遗传规律实质的理解，解答此题，应注意以下两点：【自主解答】 (1)应用自由组合定律的条件是至少两对等
4、位基因位于两对同源染色体上，而控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以不遵循基因自由组合定律。(2)Ab与ab分离，D与d分离。因为是一个初级精母细胞，若Ab与D结合，则ab一定与d结合；若Ab与d结合，则ab一定与D结合。(3)有丝分裂后期，细胞两极的染色体相同，都含有本物种体细胞内的全部染色体。(4)细胞分裂中复制形成的两个D基因，分别位于一对姐妹染色单体上，随姐妹染色单体的分离而分离。姐妹染色单体的分离发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。(5)只要验证AabbDd能产生四种类型的配子，就说明符合基因的自由组合定律。aabbdd与aaBBdd 都只能产生
5、一种类型的配子，只要AabbDdaabbdd或AabbDdaaBBdd，后代有四种表现型，且比例为1111，就说明AabbDd产生了四种类型的配子。若AabbDdAabbDd或AabbDdAaBBDd，后代有四种表现型且比例为9331，也能说明AabbDd产生了四种类型的配子。答案：（1）不遵循，控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上（2）AbD、abd或Abd、abD（3）A、a、b、b、D、d（4）有丝分裂后期和减数第二次分裂后期（5）aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd 【学业达标训练】1.大量事实表明，孟德尔发现的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此做出如下
6、推测，哪一项是没有说服力的（ ）A.基因在染色体上B.同源染色体分离导致等位基因分离C.每条染色体上都有许多基因D.非同源染色体自由组合使非等位基因重组【解析】选C。萨顿用蝗虫细胞作材料研究了精子和卵细胞的形成过程，并提出了如下推论：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，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。而摩尔根则是通过果蝇的杂交实验、测交实验等对基因位于染色体上提供了充足的实验证据。但是选项C“每条染色体上都有许多基因”的结论不是上述实验证明的，而且通过基因行为与染色体行为的平行关系也得不出这一结论。2.能证明基因与染色体之间存在平行关系的实验是（
7、）A.摩尔根的果蝇杂交实验B.孟德尔的具有一对相对性状的豌豆杂交实验C.孟德尔的具有两对相对性状的豌豆杂交实验D.细胞全能性的实验【解析】选A。孟德尔的实验证明的是分离定律和自由组合定律。细胞全能性实验证明细胞中含有全套的遗传物质。摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上。3.下列关于果蝇的叙述，错误的是（ ）A.体细胞中有4对同源染色体，3对常染色体，1对性染色体B.白眼雄果蝇的白眼基因位于X染色体上，Y染色体上无等位基因C.白眼雄果蝇产生的配子中一半含有白眼基因，一半不含白眼基因D.白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交，后代全部表现为红眼果蝇【解析】选D。白眼雌果蝇（XwXw）产生的配子只有Xw一
8、种，红眼雄果蝇（XWY）产生的配子有XW和Y两种，雌雄配子随机结合，产生XWXw的果蝇全为红眼雌性，XwY的果蝇全为白眼雄性。4.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.红眼和白眼基因位于X染色体上【解析】选C。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，性状与性别有关，判断控制眼色的基因位于X染色体上；眼色和性别不是自由组合，只有非同源染色体上
9、的非等位基因控制的性状才能自由组合。5.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【解析】选D。先写出亲代基因型。红眼雌果蝇：XWXW或XWXw，红眼雄果蝇：XWY。若XWXWXWYXWXW（红眼雌果蝇）、XWY(红眼雄果蝇)；若XWXwXWYXWXW(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。6.A和a为控制果蝇体色的一对等位基因，只存在于X染色体上。在细胞分裂过程中，
10、发生该等位基因分离的细胞是（ ）A.初级精母细胞 B.精原细胞C.初级卵母细胞 D.卵细胞【解析】选C。A和a只存在于X染色体上，Y染色体上不含有对应的基因，则雄果蝇不含有等位基因，无所谓等位基因分离的问题，排除A、B。等位基因是随着同源染色体的分开而分离，发生在减数第一次分裂的后期，故选C。7.下图是果蝇体细胞染色体图解，请据图回答：（1）此果蝇的性染色体为_，这是_性果蝇。（2）此果蝇体细胞中，有_对常染色体，_对等位基因，1和3是_染色体，A和a是_基因，A和B是_基因。（3）果蝇产生的配子中，含ABCD基因的配子所占的比例为_。（4）图中A与a基因在遗传中应遵循基因的_定律；A、a与B
11、、b两对等位基因同时遗传时应遵循基因的_定律；D与d基因在遗传中除了遵循基因的_定律，还与_有关；D、d与B、b基因在遗传时遵循基因的_定律，这是因为_。（5）与该果蝇进行测交实验时，选用的果蝇的基因型可表示为_。【解析】此题考查果蝇的染色体组成及对基因分离定律和自由组合定律实质的理解。图中果蝇的性染色体不一致，即一条X，一条Y，为雄性果蝇，每对染色体上都有一对等位基因分布，若与该果蝇进行测交实验，应选择一只雌性隐性纯合个体。答案：（1）5和6 雄（2）3 4 非同源 等位 非等位（3）1/16（4）分离 自由组合 分离 性别 自由组合 两对等位基因分别位于两对同源染色体上（5）aabbccX
12、dXd【素能综合检测】一、选择题（本题包括7小题，每小题3分，共21分）1.（2010盐城高一检测）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（ ）1866年孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传定律1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”1910年摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上A.假说演绎法 假说演绎法 类比推理法B.假说演绎法 类比推理法 类比推理法C.假说演绎法 类比推理法 假说演绎法D.类比推理法 假说演绎法 类比推理法【解析】选C。孟德尔根据豌豆杂交实验，提出遗传定律采用的是“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
13、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.下列关于减数分裂过程中基因和染色体的叙述，不正确的是（ ）A.在间期，染色体的复制使细胞核中的基因数目加倍B.在减数第一次分裂后期，染色单体分开，染色体数目加倍C.在减数分裂结束时，子细胞的细胞核中，染色体数目减半D.染色体的行为变化决定了基因的行为变化【解析】选B。在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，染色体数目不变，在减数第二次分裂后期时，着丝点才发生分裂，染色单体分开。3.（2010杭州高一检测）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
14、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.XRXRXrY B.XrXrXRYC.XRXrXrY D.XRXrXRY【解析】选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子，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XrXrXRY。4.（思维拓展题）果蝇中，直翅（A）对弯翅(a）为显性，此对等位基因位于常染色体上；红眼（B）对白眼（b）为显性，此对等位基因位于X染色体上。现有一只纯合直翅白眼雌果蝇和一只纯合弯
15、翅红眼雄果蝇杂交，下列叙述错误的是（ ）A.F1全是直翅，雌性全是红眼，雄性全是白眼B.F2中的雌雄果蝇各有一半是白眼C.F2中的雌雄果蝇各有一半是纯合子D.F2雄果蝇中的红眼基因和白眼基因均来自F1中的母方5.（2010潍坊高一检测）下图能正确表示基因分离定律实质的是（ ）【解析】选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离而分离，独立地进入不同的配子中。6.在细胞正常分裂的情况下，雄性果蝇精巢中一定含有两个Y染色体的细胞是（ ）A.减数第一次分裂的初级精母细胞B.有丝分裂中期的精原细胞C.减数第二次分裂的次级精母细胞D.有丝分裂后期的精原细胞【解析】选D。减数
16、分裂过程中初级精母细胞中含1条Y染色体，次级精母细胞中有1/2的细胞含有X染色体，有1/2的细胞含有Y染色体；进行有丝分裂的精原细胞一定含有Y染色体，分裂后期的精原细胞因Y染色体的两条染色单体分开而成为两条Y染色体。7.（2010南通高一检测）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（多选）（ ）A.从染色体情况上看，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D、d之间自由组合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，并且配子数量相等【解析】选C、D。由图可知，该果蝇为雄性个体，图中7为X染
17、色体，8为Y染色体，因此，从染色体情况上看，它能形成X、Y两种配子。e基因位于X染色体上，Y染色体上没有它的等位基因，所以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D、d位于两对同源染色体上，减数分裂时，A、a与D、d之间能够自由组合。只考虑3、4与7、8两对同源染色体时，该果蝇基因型可写成DdXeY，产生DXe、dXe、DY、dY四种配子且数量相等，即各占1/4。二、非选择题（本题包括2小题，共29分）8.（14分）如图是科学家根据果蝇的遗传实验，绘制出的果蝇某一条染色体上的某些基因的位置图，请回答：（1）基因和染色体行为存在着明显的_关系。（2）绘出果蝇的
18、基因在染色体上位置图的第一位学者是_。（3）染色体的主要成分是_和_。（4）图中染色体上的朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因吗？为什么？【解析】基因与染色体行为存在平行关系。染色体的主要成分是DNA和蛋白质。朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上，不是等位基因。答案：（1）平行（2）摩尔根（3）DNA 蛋白质（4）不是；等位基因应位于一对同源染色体的同一位置上，而图中朱红眼基因和深红眼基因位于同一条染色体上。实验探究9.（15分）实验室中现有一批未交配过的纯种长翅灰体和残翅黑檀体的果蝇。已知长翅和残翅这对相对性状受一对位于号同源染色体上的等位基因控制。现欲利用以上两种果蝇研究有关果蝇灰体与
19、黑檀体性状的遗传特点（说明：控制果蝇灰体和黑檀体的基因在常染色体上，所有果蝇均能正常繁殖存活）。请设计一套杂交方案，同时研究以下两个问题：问题一，研究果蝇灰体、黑檀体是否由一对等位基因控制，并作出判断。问题二，研究控制灰体、黑檀体的等位基因是否也位于第号同源染色体上，并作出判断。（1）杂交方案：选取_和_两亲本杂交得F1；F1_得F2；分析判断。（2）对问题一的推断及结论：若F2出现性状分离，且灰体与黑檀体果蝇数目之比为_，说明控制该对性状的是一对等位基因；反之，则不是由一对等位基因控制。（3）对问题二的推断及结论：如果F2出现_种性状，且性状分离比为_，说明性状的遗传符合自由组合定律，因此控
20、制灰体、黑檀体的这对等位基因不是位于号同源染色体上。反之，则可能位于号同源染色体上。【解析】本题是对基因的分离定律与自由组合定律发生条件的考查。如果果蝇灰体、黑檀体是由一对等位基因控制的，则该对性状的遗传符合基因的分离定律，F2的性状分离比表现为31，否则就不是由一对等位基因控制；如果控制灰体、黑檀体的等位基因不位于号同源染色体上，则体色和翅形这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律，F2的性状分离比是9331，否则控制果蝇体色的基因就可能位于号同源染色体上。答案：（1）长翅灰体 残翅黑檀体黑檀体雌雄蝇杂交（2）13或31 （3）四 9331【精品题库】1.下列关于基因和染色体平行关系的叙述
21、，不正确的是（ ）A.在杂交过程中，基因保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中有相对稳定的形态结构B.在体细胞中基因成对存在于同一条染色体上C.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第一次分裂后期也是如此【解析】选B。在体细胞中，成对的等位基因存在于成对的同源染色体上。2.已知白眼为隐性性状，一只白眼雄果蝇基因型的正确写法为（ ）A.XwYw B.XWYC.XwY D.XYw【解析】选C。在书写基因型时，常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上，性染色体上的基因需将性染色体及其上的基因一同写出，如XwY。
22、A项错在Y上应没有相应的基因，B项错在隐性性状应由隐性基因控制，D项错在白眼基因在X上而不在Y上。3.下列不属于基因和染色体行为存在平行关系证据的是（ ）A.基因有完整性和独立性，但染色体的结构会发生变化，从染色体转变成染色质B.在体细胞中，基因和染色体都是成对存在的C.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D.在减数分裂过程中，非等位基因与非同源染色体都会发生自由组合【解析】选A。染色体和染色质的关系是同一物质在不同细胞时期的不同形式，都具有完整性和独立性。4.根据孟德尔遗传规律推断，下列结构中可能含有等位基因的是（ ）四分体姐妹染色单体一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链非同源染
23、色体A. B. C. D.【解析】选B。等位基因是指位于同源染色体的同一位置上控制相对性状的基因。一般情况下，在一个个体的细胞中，同源染色体的同一位置上最多含有一对等位基因。如果含有同源染色体，那么就有可能存在等位基因。四分体是由一对同源染色体构成的，所以可能含有等位基因。其他选项中不含有同源染色体，均不会出现含有等位基因的情况。5.基因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的分开而分离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】选D。非等位基
24、因包括两种情况，一种是位于非同源染色体上的非等位基因，另一种是位于同源染色体上的非等位基因。基因自由组合定律的实质就是减数分裂产生配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。6.已知果蝇红眼对白眼为显性，其基因位于X染色体上，用A或a表示。如图表示果蝇的减数分裂过程。请回答：（1）图的细胞叫_。每个细胞内有_对同源染色体，染色单体数目为_条。（2）图中、连续的分裂过程是否为一个细胞周期？_。为什么？_。（3）若图示的果蝇与白眼果蝇杂交，后代中出现了红眼，请在图中标出眼色基因。该果蝇基因型为_。（4）如果图示的果蝇为红眼，图中的a与一只红眼果蝇的卵细胞结合产生了一只白眼果蝇，该白眼果蝇的性别是_
25、。若b与同一只红眼果蝇再次产生的卵细胞结合，则发育成的果蝇表现型为_。（5）请用遗传图解表示出（4）的过程。【解析】（1）从图可以看出，细胞内的性染色体为异型的，判断此果蝇为雄性，经减数第一次分裂后产生的细胞名称是次级精母细胞，不再存在同源染色体，在减数第二次分裂前期、中期有染色单体8条，到后期、末期不存在染色单体。（2）细胞周期是对连续分裂的细胞而言，减数分裂形成的配子中染色体数目减半，不再进行分裂。（3）因为已知此果蝇为雄性，且控制性状的基因A或a位于X染色体上，所以与它杂交的另一只果蝇为雌性且表现为隐性性状，其基因型为XaXa,又因为它们的后代出现了红眼果蝇，因此图示果蝇基因型为XAY。(4)因为图示果蝇为雄性且为红眼，所以其基因型为XAY，所以另一只为雌性，又因为它们产生的后代中出现隐性性状，所以推知雌性为XAXa，由此知子代隐性性状个体基因型XaY为雄性。b与a类型完全一致，含Y染色体，该红眼雌果蝇再次产生的卵细胞为XA或Xa，所以后代为XAY或XaY。答案：(1)次级精母细胞 0 8或0（2）不是 因为减数分裂不能周而复始地进行（3）如图所示。 XAY（4）雄性 红眼雄果蝇或白眼雄果蝇（5）如图所示。