2024-2025学年新教材高中生物第2章基因和染色体的关系第2节基因在染色体上教案新人教版必修第二册

PAGEPAGE14第2节基因在染色体上一、萨顿的假说1．假说内容：基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。2．依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。项目基因染色体独立性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，具有相对稳定的形态结构存在方式在体细胞中基因成对存在，在配子中只有成对的基因中的一个在体细胞中染色体成对存在，在配子中只有成对的染色体中的一条来源体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方体细胞中成对的染色体(即同源染色体)一条来自父方，一条来自母方安排非等位基因在形成配子时自由组合非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期自由组合(1)萨顿利用假说—演绎法，推想基因位于染色体上，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()答案(1)×(2)×(3)√二、基因位于染色体上的试验证据1．试验者：摩尔根。2．试验材料——果蝇(1)果蝇作为试验材料的优点：①有很多易于区分的相对性状；②培育周期短；③成本低；④易饲养；⑤染色体数目少，便于视察。(2)果蝇体细胞内染色体的组成：果蝇体细胞中共有4对染色体，其中3对是常染色体，1对是性染色体。雌果蝇的性染色体是XX，雄果蝇的性染色体是XY。3．视察现象P红眼(♀)×白眼(♂)↓F1红眼(♀、♂)↓F1雌雄交配F2eq\f(3,4)红眼(♂、♀)、eq\f(1,4)白眼(♂)(1)果蝇的红眼和白眼是一对相对性状。(2)F1全为红眼，红眼是显性性状。(3)F2中红眼∶白眼＝3∶1，符合分别定律，红眼和白眼受一对等位基因限制。(4)F2中只有雄果蝇出现白眼性状，说明果蝇眼色的表现与性别相关联。4．提出问题：白眼性状的表现为何总与性别相关联？5．作出假设，说明现象(1)假设：白眼基因(用w表示)、红眼基因(用W表示)位于X染色体上，Y染色体上无相应的等位基因。(2)说明F2♂♀eq\f(1,2)XWeq\f(1,2)Yeq\f(1,2)XWeq\f(1,4)XWXW(红眼雌性)eq\f(1,4)XWY(红眼雄性)eq\f(1,2)Xweq\f(1,4)XWXw(红眼雌性)eq\f(1,4)XwY(白眼雄性)6.验证方法——测交7．试验结论：确定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，从而证明白基因在染色体上。8．基因和染色体关系摩尔根进一步证明白：一条染色体上有很多个基因；基因在染色体上呈线性排列。(1)基因在染色体上的提出者是萨顿，证明者是摩尔根()(2)X染色体上的基因限制的性状遗传不遵循孟德尔遗传规律()(3)一对等位基因应位于一对同源染色体上()(4)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个基因()答案(1)√(2)×(3)√(4)√果蝇的红眼(W)对白眼(w)是显性，限制眼色的基因位于X染色体上。现用一对果蝇杂交，一方为白眼，另一方为红眼，杂交后F1中雄果蝇均为白眼，雌果蝇均为红眼，请回答：1．亲代果蝇的基因型是怎样的？提示XwXw和XWY。2．写出上述过程的遗传图解。提示如图所示3．若让F1中的雌雄果蝇交配，F2的表型和比例是怎样的？提示红眼雌果蝇∶白眼雌果蝇∶红眼雄果蝇∶白眼雄果蝇＝1∶1∶1∶1。三、孟德尔遗传规律的现代说明1．基因的分别定律的实质(1)在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有肯定的独立性。(2)在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会伴同源染色体的分开而分别，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。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别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别的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(1)基因的分别定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分别()(2)非等位基因肯定自由组合()(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()答案(1)×(2)×(3)√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，请回答：1．图中属于等位基因的有___________________________________________________。提示A与a、B与b、C与c。2．图中非等位基因有_______________________________________________________。提示A(或a)和C(或c)、B(或b)和C(或c)、A(或a)和B(或b)。3．上述非等位基因中，能自由组合的是哪些？提示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)。4．不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，该生物能产生________种配子，分别是____________________。提示4ABC、ABc、abC、abc。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答案D解析在生殖过程中基因和染色体的变异是随机发生的，没有必定的联系，不能体现二者间的平行关系，D符合题意。2．已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，依据萨顿的假说，关于该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．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，在配子中只有成对基因中的一个答案D解析由于精子中无同源染色体，所以不含成对基因，A错误；果蝇的体细胞中含同源染色体，所以基因都是成对的，且种类也很多，B错误；同源染色体只能一条来自母方，一条来自父方，不会同时来自母方或父方，C错误。3．(2024·河北定州中学高三上月考)摩尔根探讨果蝇的眼色遗传试验过程如图所示。下列相关叙述中，错误的是()P红眼(雌)×白眼(雄)↓F1红眼(雌、雄)↓F1雌雄交配F2红眼(雌、雄)白眼(雄)3/41/4A．果蝇的眼色遗传遵循基因的分别定律B．摩尔根的果蝇杂交试验和孟德尔的豌豆杂交试验一样，都采纳了“假说—演绎法”C．摩尔根所做的假设是限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XwYD．F2中的红眼雌果蝇的基因型只有XWXW答案D解析F2中的红眼雌果蝇的基因型有XWXW和XWXw，D错误。4．(2024·宁夏银川一中期中)果蝇的红眼对白眼为显性性状，且限制该性状的一对基因位于X染色体上，下列杂交组合中，通过眼色就可以干脆推断果蝇性别的是()A．杂合红眼(♀)和红眼(♂)B．白眼(♀)×白眼(♂)C．杂合红眼(♀)×白眼(♂)D．白眼(♀)×红眼(♂)答案D解析假设关于眼色的基因为W、w。欲通过眼色干脆推断果蝇性别，可以采纳隐性雌性个体与显性雄性个体杂交的方法，即XwXw(白眼，♀)×XWY(红眼，♂)，子代中雄性全为白眼，雌性全为红眼，D符合题意。5．下图中能正确表示基因的分别定律实质的是()答案C解析基因的分别定律的实质是：在减数分裂形成配子过程中，等位基因伴同源染色体的分开而分别，分别进入不同的配子中，独立地随配子遗传给后代。6.如图是科学家依据果蝇的遗传试验，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？________________________________________________________________________。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解析(1)基因与染色体行为存在着明显的平行关系。(2)摩尔根通过试验证明基因位于染色体上，并绘出果蝇的基因在染色体上位置图。(3)染色体的主要成分是DNA和蛋白质。(4)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。A组基础对点练题组一萨顿的假说1．(2024·黑龙江鹤岗一中月考)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．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D．减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分别，分别进入不同的配子答案C解析减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，C项错误。2．遗传的染色体学说提出的依据是基因和染色体的行为存在明显的“平行”关系。不属于所依据的“平行”关系的是()A．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B．在形成配子时，某些非等位基因之间、非同源染色体之间都能自由组合C．作为遗传物质的DNA，都分布在染色体上D．在配子形成和受精过程中，基因和染色体都有肯定的独立性和完整性答案C解析DNA不都分布在染色体上，细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有DNA，故不能体现基因与染色体的平行关系，C符合题意。题组二基因位于染色体上的试验证据3．(2024·四川成都七中期中)摩尔根用一只白眼突变体的雄性果蝇进行一系列杂交试验后，证明白基因位于染色体上。其杂交试验过程中，最快获得白眼雌果蝇的途径是()A．亲本白眼雄果蝇×亲本雌果蝇B．亲本白眼雄果蝇×F1雌果蝇C．F2白眼雄果蝇×F1雌果蝇D．F2白眼雄果蝇×F2雌果蝇答案B解析白眼为隐性性状，且限制该性状的基因位于X染色体上；雌果蝇要表现白眼性状，必需用白眼雄果蝇和带有白眼基因的雌果蝇杂交。A选项中亲本雌果蝇不携带白眼基因，不符合题意；B选项的F1雌果蝇携带白眼基因，与亲本白眼雄果蝇交配能得到白眼雌果蝇，符合题意；C、D选项所用时间较长，不符合题意。4．(2024·河北衡水中学周测)若红眼(R)雌果蝇和白眼(r)雄果蝇交配，F1全是红眼；F1的雌雄个体相交所得的F2中有红眼雌果蝇121只，红眼雄果蝇60只，白眼雌果蝇0只，白眼雄果蝇59只。则关于上述杂交试验，下列叙述不正确的是()A．亲代的雌果蝇肯定是纯合子B．F1雄果蝇体细胞中没有白眼基因rC．这对眼色基因只位于X染色体上D．这对眼色基因的遗传不遵循孟德尔遗传规律答案D解析亲代雌果蝇的基因型为XRXR，肯定是纯合子，A项正确；F1中红眼雄果蝇的基因型为XRY，没有白眼基因，B项正确；限制果蝇眼色的基因位于X染色体上，C项正确；位于性染色体上的基因遵循孟德尔遗传规律，D项错误。5．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；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项错误。6．下列关于基因在染色体上的说法，正确的是()A．萨顿证明白基因在染色体上B．萨顿通过果蝇的白眼和红眼这一相对性状的杂交试验，提出基因在染色体上的假说C．摩尔根利用假说—演绎法，通过试验提出基因在染色体上的假说D．摩尔根等绘出了果蝇各种基因在染色体上的相对位置图答案D解析萨顿提出了基因在染色体上，摩尔根利用假说—演绎法，通过果蝇的红眼和白眼这一相对性状的杂交试验证明白基因在染色体上，A、B、C项错误；摩尔根及其学生独创了测定基因位于染色体上的相对位置的方法，并绘出了相对位置图，D项正确。题组三孟德尔遗传规律的现代说明7．(2024·宁夏银川育才中学模考)下列关于孟德尔遗传规律的现代说明的叙述，错误的是()A．非同源染色体上的非等位基因的分别和组合是互不干扰的B．同源染色体上的等位基因具有肯定的独立性C．同源染色体上的等位基因分别，非等位基因自由组合D．基因分别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答案C解析基因自由组合定律的实质是：在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分别的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，C错误。8．(2024·山东济南一中月考)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B9．已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中表示错误的是()答案D解析减数分裂过程中等位基因随着同源染色体分开而分别，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。等位基因指位于一对同源染色体的相同位置上限制着相对性状的一对基因，由题图可知等位基因G、g和H、h分别位于两对同源染色体上。A项中两个细胞大小相等，每条染色体上有两条染色单体，两条染色体上有由DNA复制而来的两个相同的基因，为处于减数分裂Ⅱ前期的两个次级精母细胞，A项正确；B项中两个细胞大小相等，为处于减数分裂Ⅱ前期的两个次级精母细胞，与A项细胞不同的缘由是非同源染色体上的非等位基因自由组合的方式不同，产生了基因组成为ggHH、GGhh的两个次级精母细胞，B项正确；C项中4个细胞大小相同，为4个精细胞，两两相同，C正确；D项中虽然4个大小相同的精细胞也是两两相同，但是每个精细胞中不能出现同源染色体、等位基因，D项错误。10．1909年摩尔根用纯合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，得到F1均为红眼，F1雌雄个体杂交，F2雌果蝇均为红眼，雄果蝇中红眼与白眼各占eq\f(1,2)。摩尔根假设限制果蝇眼色的基因只位于X染色体上(用XA和Xa表示)，并对上述杂交试验进行了说明。请回答下列问题：(1)依据摩尔根的假设，写出上述杂交试验得到的F2的相应基因型：红眼雄果蝇________；白眼雄果蝇__________；红眼雌果蝇________。(2)为了验证上述假设的正确性，摩尔根等人选取______眼雌果蝇与________眼雄果蝇进行了一次杂交试验，所得子代的表型及比例为____________________，即证明假设是正确的。答案(1)XAYXaYXAXA或XAXa(2)白红白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇＝1∶1解析(1)据题干“纯合红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，得到F1均为红眼”可知，红眼为显性性状，则亲本的基因型为XAXA×XaY，则得到的F1基因型为XAXa、XAY，F1雌雄个体杂交，得到的F2表型及基因型为红眼雄果蝇XAY、白眼雄果蝇XaY、红眼雌果蝇XAXA或XAXa。(2)为了验证假设的正确性，摩尔根等人选取了红眼雄果蝇和白眼雌果蝇进行杂交，若限制眼色的基因在X染色体上，则后代白眼雄果蝇∶红眼雌果蝇＝1∶1。B组综合强化练1～6题为选择题，1～4题中只有一个选项符合题目要求，5、6题中有一个或多个选项符合题目要求。1．红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配，F1雌雄果蝇都表现为红眼，这些雌雄果蝇交配产生F2，F2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．眼色遗传符合基因分别定律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解析非同源染色体上的非等位基因自由组合，但眼色基因与性别确定基因都在性染色体上，因此眼色和性别不能表现为自由组合，C项错误。2．(2024·江西临川一中高三月考)果蝇的眼色由一对等位基因(A、a)限制，在纯种暗红眼(♀)和纯种朱红眼(♂)的正交试验中，F1只有暗红眼；在纯种暗红眼(♂)和纯种朱红眼(♀)的反交试验中，F1雌性全为暗红眼，雄性全为朱红眼。则下列说法错误的是()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、反交试验可以确定限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XAXaD．反交试验中，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答案D解析依据正交试验的结果可知，暗红眼为显性性状，结合反交试验的结果(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、反交试验的结果可确定限制果蝇眼色的基因是在性染色体上还是在常染色体上，假如正、反交试验的结果相同，说明该基因最可能位于常染色体上，若正、反交试验的结果不同，说明该基因最可能位于性染色体上，B项正确；依据前面的分析可知，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；让反交试验的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∶朱红眼＝1∶1，D项错误。3．萨顿和摩尔根都提出了“基因在染色体上”这一观点，对此相关叙述不正确的是()A．萨顿的结论不具逻辑必定性，摩尔根用事实证明白其结论B．萨顿和摩尔根都分析了染色体和基因在遗传过程中的行为C．萨顿和摩尔根在分析试验过程中都以孟德尔的结论为基础D．萨顿和摩尔根都是提出假说后再对新试验进行预料并验证答案D解析萨顿的结论不具逻辑必定性，摩尔根用事实证明白其结论，A正确；萨顿和摩尔根都分析了染色体和基因在遗传过程中的行为，B正确；萨顿和摩尔根在分析试验过程中都以孟德尔的结论为基础，C正确；摩尔根是提出假说后再对新试验进行预料(演绎—推理)并验证，而萨顿不是，D错误。4．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()答案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。5．某动物的基因型为AaBb，如图所示为该动物细胞分裂的几种示意图，下列相关说法正确的是()A．依据图③可以确定该动物为雄性动物B．图②细胞的形成可能与同源染色体非姐妹染色单体间的互换有关C．三个细胞所含染色体数目不同D．该动物两对等位基因的遗传不遵循基因自由组合定律答案BC解析图③为有丝分裂后期图像，依据图③无法确定该动物的性别，A项错误；若含有A和①细胞含有4条染色体，图②细胞含有4条染色体，图③细胞含有8条染色体，三个细胞所含染色体数目不同，C项正确；该动物的两对等位基因分别位于两对同源染色体上，它们的遗传遵循基因自由组合定律，D项错误。6．如图表示某生物细胞分裂过程，两对等位基因A、a和B、b分别位于两对同源染色体上，若不考虑同源染色体非姐妹染色单体间的互换，则下列叙述不正确的是()A．细胞Ⅱ可能是次级卵母细胞，无同源染色体B．细胞Ⅳ中有2个B基因和2个b基因C．细胞Ⅴ中可能含有2条染色体，1个b基因D．细胞Ⅲ中的染色体数目与核DNA数目的比例始终为1∶2答案ACD解析由细胞Ⅱ和Ⅳ不均等分裂可知，细胞Ⅰ是卵原细胞，细胞Ⅱ是初级卵母细胞，细胞Ⅲ是第一极体，细胞Ⅳ是次级卵母细胞，细胞Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ是其次极体，细胞Ⅷ是卵细胞。细胞Ⅱ中含有两对同源染色体，A项错误；细胞Ⅷ中含有B和b基因，说明减数分裂Ⅰ过程中含有B和b基因的同源染色体没有分开，因此，细胞Ⅳ中有2个B基因和2个b基因，细胞Ⅲ项正确，C项错误；细胞Ⅲ在减数分裂Ⅱ后期染色体数目与核DNA数目之比为1∶1，D项错误。7．如图为果蝇的原始生殖细胞示意图。图中1、1′，2、2′，3、3′，4、4′表示染色体；B、b，V、v，W、w分别表示限制不同性状的基因。据图回答下列问题：(1)此原始