学年高中生物 第2章 第2节 基因在染色体上课时作业 新人教版必修2.docx

学年高中生物 第2章 第2节 基因在染色体上课时作业 新人教版必修2.docx

《学年高中生物 第2章 第2节 基因在染色体上课时作业 新人教版必修2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年高中生物 第2章 第2节 基因在染色体上课时作业 新人教版必修2.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学年高中生物第2章第2节基因在染色体上课时作业新人教版必修2

基因在染色体上

【目标导航】　1.通过比较基因和染色体的平行关系，理解萨顿推测基因在染色体上的“类比推理法”。

2.通过分析摩尔根的实验过程，理解“基因在染色体上”的假说验证过程。

3.运用有关基因和染色体的知识，阐明孟德尔遗传规律的细胞学基础和实质。

一、萨顿假说及基因位于染色体上的实验证据（阅读P27－28）

1．萨顿的假说

（1）研究方法：

类比推理法。

（2）萨顿将基因与染色体的行为进行类比（填表）

基因行为

染色体行为

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

分配

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自由组合

推出结论：

基因和染色体行为存在着明显的平行关系，基因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．基因位于染色体上的实验证据

（1）实验现象

P　红眼（♀）×白眼（♂）

　　　↓

F1　　　　红眼（♀、♂）

F2　红眼（♂、♀）　白眼（♂）

①显性性状为红眼。

②F2的性状分离比为红眼∶白眼＝3∶1，符合分离定律。

③F2中雌性个体的性状为红眼，雄性个体的性状分离比红眼∶白眼＝1∶1，说明性状表现与性别有关。

（2）实验现象的解释

①假说核心内容；

控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因。

②实验解释：

F2

♂

♀　　

XW

Y

XW

XWXW（红眼雌性）

XWY（红眼雄性）

Xw

XWXw（红眼雌性）

XwY（白眼雄性）

（3）验证方法：

测交。

（4）结论

实验证明了基因在染色体上。

（5）摩尔根新发现

观察图示，得出以下结论：

①一条染色体上有许多个基因。

②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（阅读P30）

1．基因的分离定律的实质

（1）杂合子的体细胞中，一对等位基因位于一对同源染色体上，具有一定的独立性。

（2）等位基因的分离发生于减数分裂过程中，随着同源染色体的分离而分离，分别进入两个配子中，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离或组合是互不干扰的。

（2）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。

　判断正误：

（1）萨顿用类比推理的方法为基因在染色体找到了实验证据。

（　　）

（2）基因和染色体行为存在着明显的平行关系。

（　　）

（3）基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上有许多基因。

（　　）

（4）基因分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离。

（　　）

（5）虽然摩尔根和孟德尔所用的实验材料不同，但都采用了“假说—演绎”的科学研究方法。

（　　）

（6）由于控制果蝇眼色的基因只存在于X染色体上，所以该基因在遗传过程中不遵循基因的分离定律。

（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）√　（6）×

一、基因位于染色体上的实验证据

1．果蝇的染色体组成

性别

雌性

雄性

图示

同源染色体

4对

4对

常染色体

Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ

Ⅱ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ

性染色体

XX

XY

染色体组成

6＋XX（同型）

6＋XY（异型）

2.果蝇杂交实验分析

（1）实验现象

（2）相关说明

①果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。

②F1全为红眼，则红眼是显性性状。

③F2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白眼全为雄性其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：

性别

基因型

眼色

雌蝇

XWXW　XWXw　XwXw

红眼　红眼　白眼

雄蝇

XWY　XwY

红眼　白眼

（3）验证：

测交实验。

①过程：

②测交结果：

后代中红眼∶白眼＝1∶1，符合分离定律。

③结论：

决定果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上，从而证明了基因在染色体上。

3．两种遗传研究方法归纳

（1）类比推理法。

萨顿根据蝗虫细胞中染色体与基因的平行关系，由可见的染色体的行为推测看不见的基因的行为，但这种方法得出的结论不一定是正确的，是一种思维的产物。

（2）假说—演绎法。

无论是孟德尔还是摩尔根，都利用该方法，先通过杂交实验发现问题，并提出解释问题的假说，然后再设计测交实验进行验证，在测交实验出现结果以前，先运用自己的假说预测实验结果即演绎。

1．萨顿和摩尔根分别采用了什么方法推测基因位于染色体上？

答案　萨顿采用的是类比推理的方法，摩尔根采用的是假说—演绎法。

2．果蝇细胞内的基因都位于染色体上吗？

答案　不是，细胞质内的基因不位于染色体上，只有核基因位于染色体上。

3．位于性染色体上的等位基因在遗传时是否遵循分离定律？

答案　遵循

1．用纯合子果蝇作为亲本研究两对相对性状的遗传实验，结果如表所示。

下列说法不正确的是（　　）

P

F1

①♀灰身红眼×♂黑身白眼

♀灰身红眼、♂灰身红眼

②♀黑身白眼×♂灰身红眼

♀灰身红眼、♂灰身白眼

A．果蝇的灰身、红眼是显性性状

B．由组合②可判断控制眼色的基因位于X染色体上

C．若组合①的F1随机交配，则F2雌蝇中纯合的灰身红眼占

D．若组合②的F1随机交配，则F2雄蝇中黑身白眼占

【问题导析】　

（1）在果蝇的灰身和黑身中，灰身属于显性性状；在果蝇的红眼和白眼中，通过第①组合可判断红眼属于显性性状。

（2）亲本中无论黑身作为母本或灰身作为母本，结果相同，说明果蝇体色的遗传与性别无关。

（3）亲本中红眼作为母本和白眼作为母本，结果不同，说明果蝇眼色的遗传与性别有关。

（4）确定亲本的基因型时，要根据基因的分离定律一对对地进行分析，然后综合写出某个体的基因型。

答案　C

【一题多变】

请推算第①组合的F2基因型的种类数，并计算纯合黑身红眼雌果蝇所占的比例。

答案　12种，

。

解析　亲本的基因型为HHXWXW和hhXwY，所以F1∶Hh×Hh→F2三种基因型，其中HH占

、Hh占

、hh占

；F1∶XWXw×XWY→F2四种基因型，其中XWXw占

、XWXW占

、XWY占

、XwY占

，F2中基因型的种类数为3×4＝12种。

纯合黑身红眼雌果蝇的基因型是hhXwXw，所占的比例＝

×

＝

。

二、基因分离定律和自由组合定律的比较及其细胞学基础

1．分离定律和自由组合定律的实质

定律

比较项目　　　

分离定律

自由组合定律

描述对象

一对同源染色体上的等位基因

分别位于两对或两对以上同源染色体上的两对或两对以上非等位基因

行为特点

分离具一定的独立性

分离或组合同时进行

发生时间

同时进行，均发生在减数第一次分裂的后期

结果

随同源染色体分开，等位基因分离

非同源染色体上的非等位基因自由组合

2.分离定律和自由组合定律的细胞学基础

3．孟德尔遗传规律的适用范围

（1）适合于真核生物，因为真核生物具有染色体，基因的分离或自由组合是随着染色体分离或自由组合而进行的。

（2）适合于能进行有性生殖的生物。

因为孟德尔遗传规律的细胞学基础是减数分裂，只有能进行有性生殖的生物才能进行减数分裂。

（3）自由组合定律发生在非同源染色体上的非等位基因之间。

基因分离定律和自由组合定律的细胞学基础分别是什么？

答案　基因分离定律的细胞学基础是同源染色体分离，等位基因分离；基因自由组合定律的细胞学基础是非同源染色体上的非等位基因自由组合。

2．据下图，下列选项中不遵循基因自由组合定律的是（　　）

【问题导析】　

（1）本题图中等位基因有四对，其中位于同一对同源染色体上的等位基因是A、a和D、d以及B、b和C、c。

（2）在减数第一次分裂后期，两对同源染色体要彼此分离，同时非同源染色体自由组合。

只有位于非同源染色体上的非等位基因才会发生自由组合。

答案　A

【一题多变】

1．本题图中的细胞若为精原细胞，请写出经过减数分裂后形成的精细胞的基因型（不考虑交叉互换）。

答案　形成四个精细胞，基因型有两种：

ABCD和abcd或AbcD和aBCd。

2．写出下图中等位基因、相同基因与非等位基因。

答案　等位基因：

A和a、D和d、E和e。

相同基因：

B和B、C和C。

非等位基因：

图中的五对基因互为非等位基因。

1.

下列关于染色体与基因关系的叙述，正确的是（　　）

A．染色体是由基因组成的

B．一条染色体相当于一个基因

C．基因的载体只能是染色体

D．染色体上的基因呈线性排列

答案　D

解析　染色体由DNA分子和蛋白质组成；一条染色体上有很多基因；基因的载体有染色体、线粒体和叶绿体等。

2.

摩尔根的重要贡献是（　　）

A．提出基因在染色体上的假说

B．预言了减数分裂的过程

C．用实验证明基因位于染色体上

D．首先提出了“基因”一词

答案　C

3.

如图表示一对同源染色体及其上的等位基因，下列说法错误的是（　　）

A．1的染色单体与2的染色单体之间发生了交叉互换

B．B与b的分离发生在减数第一次分裂

C．A与a的分离仅发生在减数第一次分裂

D．A与a的分离发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂

答案　C

解析　由图示可看出，发生交叉互换后，等位基因A与a在同源染色体上、姐妹染色单体上均有分布，故A与a的分离发生在减数第一次分裂同源染色体分开和减数第二次分裂姐妹染色单体分开时。

4.

关于性染色体及其基因遗传方式的叙述中，不正确的是（　　）

A．性染色体上基因的遗传与性别相联系

B．XY型生物的体细胞内一定含有两条异型的性染色体

C．体细胞内的两条性染色体是一对同源染色体

D．XY染色体上也可存在成对的等位基因

答案　B

解析　基因在性染色体上的性状遗传总是与性别相关，属于伴性遗传；XY型生物中只有雄性个体的体细胞内含有两条异型的性染色体，雌性生物的体细胞内是两条同型的性染色体；在XY染色体的同源区段上存在成对的等位基因。

【基础巩固】

1．下图能正确表示基因分离定律实质的是（　　）

答案　C

解析　分离定律是指在减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，并分别进入两个配子中。

A、B项中不存在等位基因，D项中未体现分离。

2．已知果蝇的体细胞中有4对同源染色体，根据萨顿的假说，关于该昆虫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于父方，也可以同时来自于母方

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，所以其中的基因均不成对，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．关于右图中细胞的叙述，正确的是（　　）

A．含2对同源染色体

B．含1对同源染色体

C．含2对等位基因

D．含1个四分体

答案　A

解析　图中细胞含2对同源染色体，1对等位基因，不含四分体。

4．基因自由组合定律的实质是（　　）

A．子二代性状的分离比为9∶3∶3∶1

B．子二代出现与亲本性状不同的新类型

C．在等位基因分离的同时，所有的非等位基因自由组合

D．在进行减数分裂形成配子时，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

答案　D

解析　非等位基因的位置有两种，一种是位于非同源染色体上，另一种是位于同源染色体的不同位置，基因自由组合定律的实质是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。

5．决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色性状，w基因控制白色性状。

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

答案　D

解析　先写出亲代基因型。

红眼雌果蝇：

XWXW或XWXw；红眼雄果蝇：

XWY。

若XWXW×XWY→XWXW（红眼雌果蝇）、XWY（红眼雄果蝇）；若XWXw×XWY→XWXW（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，后代中不可能有白眼雌果蝇。

本题还可以采用直选法将D项选出，因为亲代红眼雄果蝇的基因型为XWY，其中的XW肯定要传给子代雌果蝇，而子代雌果蝇中只要存在一个W基因，就肯定表现为红眼。

6．某种蜗牛形成的上下相互叠压的群体中，位于下方的个体通常发育成雌性，而位于上方的个体则通常发育为雄性。

这一事实不能表明环境因素会影响（　　）

A．雌雄性别分化B．性染色体组成

C．遗传信息执行D．细胞分化方向

答案　B

解析　据题干知，环境能影响细胞分化，从而出现雌雄性别的分化，故A、D正确；细胞分化的实质是不同细胞中遗传信息执行情况不同，C正确；从题中不能得出环境能影响性染色体的组成，B错误。

7．关于基因和染色体关系的叙述错误的是（　　）

A．等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上

B．基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上都有许多个基因

C．萨顿使用类比推理的方法提出基因在染色体上的假说

D．摩尔根等人首次通过实验证明基因在染色体上

答案　A

解析　在杂种体内，同源染色体上同一位置上控制着相对性状的一对基因叫做等位基因，A错误。

【巩固提升】

8．萨顿依据“基因和染色体的行为存在明显的平行关系”，而提出“基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代”的假说，以下不属于他所依据的“平行”关系的是（　　）

A．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

B．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过程中也自由组合

C．作为遗传物质的DNA，是由两条脱氧核苷酸长链构成的

D．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

答案　C

解析　基因与染色体的平行关系表现在：

基因、染色体在杂交过程中的完整性、独立性；体细胞中的基因、染色体成对存在，配子中二者都是单一存在；成对的基因、染色体都是一个来自母方，一个来自父方；非等位基因、非同源染色体自由组合。

9．如下图所示，为了鉴定男孩8与本家族的亲缘关系，需采用特殊的鉴定方案。

下列方案可行的是（　　）

A．比较8与2的线粒体DNA序列

B．比较8与3的线粒体DNA序列

C．比较8与5的Y染色体DNA序列

D．比较8与2的X染色体DNA序列

答案　C

解析　8与5的Y染色体间接或直接来自1号，可以进行比较。

10．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×XrYB．XrXr×XRY

C．XRXr×XrYD．XRXr×XRY

答案　B

解析　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。

11．萨顿运用类比推理方法提出“控制生物性状的基因位于染色体上”的假说。

摩尔根起初对此假说持怀疑态度。

他和其他同事设计果蝇杂交实验对此进行研究。

杂交实验图解如下：

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）

请回答下列问题：

（1）上述果蝇杂交实验现象____________（填“支持”或“不支持”）萨顿的假说。

根据同时期其他生物学家发现果蝇体细胞中有4对染色体（3对常染色体，1对性染色体）的事实，摩尔根等人提出假设“__________________________________”，从而使上述遗传现象得到合理的解释。

（不考虑眼色基因位于Y染色体上的情况）

（2）摩尔根等人通过测交等方法力图验证他们提出的假设。

以下的实验图解是他们完成的测交实验之一：

P　　红眼（F1雌）　×　白眼（雄）

　　　　　　　↓

测交子代　红眼（雌）　红眼（雄）　白眼（雌）　白眼（雄）

（说明：

测交亲本中的红眼雌蝇来自于杂交实验的F1）

①上述测交实验现象并不能充分验证其假设，其原因是______________________。

②为充分验证其假设，请在上述测交实验的基础上再补充设计一个实验方案。

（控制眼色的等位基因为B、b。

提示：

亲本从上述测交子代中选取）

写出实验亲本的基因型：

____________，预期子代的基因型：

____________。

答案　

（1）支持　控制眼色的基因只位于X染色体上

（2）①控制眼色的基因无论位于常染色体还是只位于X染色体上，测交实验结果皆相同　②XbXb、XBY　XBXb、XbY

解析　

（1）摩尔根的杂交实验说明果蝇红眼和白眼的遗传符合分离定律，又由于白眼性状始终与性别相联系，由此摩尔根推测控制果蝇红白眼的基因位于性染色体X上。

（2）①由于测交实验子代性状与性别无关，控制眼色的基因无论位于常染色体还是位于X染色体上，测交结果都相同，因此不能充分验证假设。

②要验证假设，选用的杂交组合要求子代性状与性别有关，常选用隐性雌和显性雄个体杂交。

12．右图是果蝇体细胞染色体图解，请据图回答：

（1）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。

（2）果蝇产生的配子中，含ABCD基因的配子所占的比例为__________。

（3）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____________________________。

（4）与该果蝇进行测交实验时，选用的果蝇的基因型可表示为________________。

答案　

（1）3　4　非同源　等位　非等位　

（2）

（3）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　（4）aabbccXdXd

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。

13．豌豆豆荚的颜色绿色（A）对黄色（a）为显性，豆荚的形状饱满（B）对不饱满（b）为显性，如图1所示甲、乙、丙、丁分别表示四株豌豆体细胞中染色体和基因的组成。

据图回答。

（1）图1乙中的等位基因是________；若豌豆基因型如图1甲所示，则其能产生________种类型的花粉。

（2）图1__________两种豌豆杂交后代的分离比是3∶1；图1甲豌豆和其余三种豌豆中的________豌豆杂交后代的分离比是1∶1。

（3）图1中的两种豌豆杂交，其后代表现型的比例如图2所示，这两种豌豆分别是图1中的____________（从“甲、乙、丙、丁”选择），它们的杂交后代中，表现型与双亲不同的个体所占比例是________，与双亲表现型不同的个体中能稳定遗传的个体所占比例是________。

答案　

（1）B和b　4　

（2）甲和乙　丙　

（3）甲和丁　

解析　

（1）图1乙中Bb为等位基因，图1甲可产生22＝4种类型的配子（花粉）。

（2）图1中甲与乙杂交时，其子代为（Aa×AA）×（Bb×Bb）组合后分离比为3∶1，甲与丙杂交其子代类型为2种（1×2），比例为1∶1。

（3）由图2知，子代中豆荚绿色∶黄色＝75∶25＝3∶1，豆荚饱满∶不饱满＝50∶50＝1∶1，则图1中甲、丁杂交符合该分离比，其杂交后代中表现型不同于双亲的比例为1－

＝

，与双亲表现型不同的个体中能稳定遗传的个体（纯合子）所占比例为

。

【走进高考】

14．（2012·天津卷）果蝇的红眼基因（R）对白眼基因（r）为显性，位于X染色体上；长翅基因（B）对残翅基因（b）为显性，位于常染色体上。

现用一只红眼长翅果蝇与一只白眼长翅果蝇交配，F1的雄果蝇中约有

为白眼残翅。

下列叙述错误的是（　　）

A．亲本雌果蝇的基因型是BbXRXr

B．亲本产生的配子中含Xr的配子占

C．F1出现长翅雄果蝇的概率为

D．白眼残翅雌果蝇能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞

答案　C

解析　结合题干信息可知，双亲均为长翅，F1中有残翅，则双亲基因型为Bb和Bb，F1中长翅∶残翅＝3∶1，已知F1的雄果蝇中约有

为白眼残翅，因为残翅占

，可推知白眼占

，得出亲本雌果蝇为红眼长翅果蝇，基因型是BbXRXr，亲本雄果蝇基因型为BbXrY。

亲本雌果蝇的卵细胞中Xr占

，亲本雄果蝇的精子中Xr占

，亲本产生的配子中含Xr的配子占

，A和B正确；F1出现长翅的概率为

，出现长翅雄果蝇的概率为

×

＝

，C错误；白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr，其初级卵母细胞基因型为bbbbXrXrXrXr，经减数第一次分裂后，次级卵母细胞的基因型为bbXrXr，D正确。

15．（江苏卷，15）对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。

下列有关推测合理的是（　　）

A．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点

B．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点

C．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点

D．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点

答案　B

解析　由于染色体经过复制，基因也随之加倍，使每个四分体上的同名基因含有4个，即2个A和2个a或2个B和2个b，若2对等位基因位于一对同源染色体上，则1个四分体中将出现4个黄色和4个绿色荧光点，若2对等位基因位于2对同源染色体上，则每个四分体中将出现4个黄色或4个绿色荧光点。