2.2 基因在染色体上-【新课程能力培养】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化学习手册（人教版2019）

学 第 2章 基因和染色体的关系 B. 着丝点分裂只发生在 DE 、 NO 段 C. GH 段和 OP 段， 细胞中含有的染色体数 是相等的 D. MN 段相对于 AB 段发生了核 DNA 含量 的加倍 答案： D 解析 ： 具有染色单体的时期为 CD 、 GH 、 IJ 、 MN 段； 着丝点分裂发生于有丝分裂后 期和减数第二次分裂后期， 发生在 CD 、 IJ 、 NO 过程中； GH 段为减数第一次分裂， 为 正常体细胞染色体数， OP 段为有丝分裂后 期， 为正常体细胞染色体数的二倍； MN 段 包括间期、 前期和中期， 间期发生了 DNA 的复制， 复制后 DNA 数是 AB 段的 2 倍。 核 心 素 养 1. 理解萨顿是如何提出基因位于染色体上 的。 （科学思维） 2. 掌握摩尔根运用假说—演绎法证明基因在 染色体上的过程。 （科学探究） 3. 说出孟德尔遗传规律的实质。 （生命观念） 4. 认同科学研究需要大胆质疑和勤奋实践的 精神。 （社会责任） 知识点一 萨顿的假说 知 识 梳 理 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. 基因和染色体行为比较 教 材 拓 展 1. 萨顿是如何提出基因位于染色体上的？ 2. 萨顿提出的假说结论， 是否一定是正确的 呢？ 为什么？ 要 点 精 析 1. 基因在染色体上 例 1 下列关于基因和染色体平行关系的叙 述， 不正确的是 （ ） 第 2节 基因在染色体上 项目 基因 染色体 生殖过程中 在杂交过程中保 持 在配子形成和受 精过程中， 有相 对稳定的 存在 体细胞 成对 成对 配子 单个 单条 体细胞中来源 成对基因一个来 自 ， 一 个来自母方 同源染色体一 条来自父方， 一 条来自 形成配子时 自由 组合 自由 组合 项目 基因 染色体 续表 31 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 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 同源染色体在减数分裂 Ⅰ 后期也是如此 答案： B 解析： 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， A 正确； 在体细胞中基 因成对存在于一对同源染色体上， 而非同一 条染色体上， B 错误； 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， C 正确； 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 后 期也是如此， D 正确。 2. 基因与染色体的平行关系在减数分裂中的 体现 （ 1 ） F 1 形成配子时， 等位基因随同源染色体 的分开而分离； F 1 配子随机结合产生 F 2 ， 体现了基因和染色体的平行关系 （如 图所示）。 （ 2 ） 非同源染色体上的非等位基因自由组合 导致基因重组 （自由组合定律）。 在减数分裂 Ⅰ 后期， 可因同源染色体分 离， 非同源染色体自由组合而出现基因 重组， 如 A 与 B 或 A 与 b 组合。 （ 3 ） 同源染色体的非姐妹染色单体之间的互 换导致基因重组。 在减数第一次分裂四分体时期， 可因同 源染色体的非姐妹染色单体间互换而导 致基因重组， 例如原本 A 与 B 组合， a 与 b 组合， 经重组可导致 A 与 b 组合， a 与 B 组合。 知识点二 基因位于染色体上的实验证据 知 识 梳 理 1. 实验者： 美国生物学家 。 2. 实验科学方法： 。 3. 实验材料： 果蝇。 4. 实验过程 （ 1 ） 实验现象及分析 （ 2 ） 实验假说 ① 内容： 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 。 减数 分裂 高 茎 矮 茎 受 精 高 茎 减数 分裂 × 减数 分裂 配子 F 1 F 1 配子 P 高 茎 矮 茎 高 茎 高 茎 F 2 A B a b a b A B A B a b B a A b 或 现象 分析 P 红眼（ ♀ ） × 白眼（ ） F 1 红眼（ ♀ 、 ） F 2 红眼（ ♀ 、 ） ∶ 白眼 （ ） = a. 红眼为 性状； b. 果蝇眼色的遗传符合 定律； c. F 2 中白眼果蝇只有 雌雄交配 32 学 第 2章 基因和染色体的关系 ② 遗传图解 （ 3 ） 实验验证： 通过 等方法进行 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 。 要 点 精 析 1. 摩尔根实验拓展辨析 例 2 摩尔根在果蝇杂交实验中发现了伴性 遗传， 在果蝇野生型个体与白眼突变体杂交 实验中， 最早能够判断白眼基因位于 X 染 色体上的最关键实验结果是 （ ） A. 白眼突变体与野生型个体杂交， F 1 全部 表现为野生型， 雌、 雄比例为 1 ∶ 1 B. F 1 自由交配， 后代出现性状分离， 白眼 全部是雄性 C. F 1 雌性与白眼雄性杂交， 后代出现白眼， 且雌雄中比例均为 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 答案： B 解析： 白眼基因若位于 X 染色体上， 则白眼 性状应与性别有关， 其中 B 项是最早提出的 实验证据。 2. 染色体的分类 （ 1 ） 常染色体： 雌雄个体中相同且与性别无 关的染色体。 （ 2 ） 性染色体： 雌雄个体中有显著差异， 且 对生物的性别起决定作用的染色体。 如 雌果蝇的性染色体为 XX ， 雄果蝇的性 染色体为 XY 。 例 3 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 （ ） A. 从染色体组成来看， 该果蝇细胞只能形 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， 该果 蝇能形成四种配子， 并且数量相等 答案： D 解析： 由图可知， 该果蝇为雄性个体， 精原 细胞减数分裂形成 2 种配子， A 错误； e 基 因位于 X 染色体上， Y 染色体上没有它的等 位基因， e 是隐性基因， 其控制的性状在雄 性个体中出现的概率高于在雌性个体中出现 的概率， B 错误； A 、 a 与 B 、 b 位于一对同 源染色体上， 在减数分裂形成配子时， AB 进入一个配子， ab 进入另一个配子， 它们连 锁在一起， 因此， A 、 a 与 B 、 b 之间不能自 由组合， C 错误； 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 DdX e Y ， P X W X W （红眼、 ♀ ） × X w Y （白眼、 ） F 1 F 2 X W X w 配子 Y X W X w （红眼、 ♀ ） X W Y （红眼、 ） 配子 X W Y X W X w X W Y （红眼、 ♀ ） （红眼、 ♀ ） （白眼、 ）（红眼、 ） 1 2 3 4 5 6 7 8 A D B e a d b 33 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 可产生 DX e 、 dX e 、 DY 、 dY 四种配子， 且数 量相等， D 正确。 3. 辨析 X 、 Y 染色体同源区段与非同源区段 正确区分 X 、 Y 染色体同源区段基因的 遗传 （ 1 ） 在 X 、 Y 的同源区段， 基因是成对的， 存在等位基因， 而非同源区段则相互不 存在等位基因。 （ 2 ） X 、 Y 染色体同源区段基因的遗传与常 染色体上基因的遗传相似， 但也有差 别， 如： 例 4 请同学们利用下述的假说 1 和假说 2 ， 绘出 “白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配” 实验的遗传图解。 答案： 假说 1 ： 假说 2 ： 4. 真核细胞基因的 “位置” 判断 （ １ ） 主要位置： 细胞核染色体上。 （ ２ ） 其他位置 ： 细胞质 （线粒体 ， 叶绿 体中）。 （ ３ ） 实验法确认基因位置。 类型一： 探究基因位于常染色体上还是 X 染 色体上 ① 若已知性状的显隐性： ② 若未知性状的显隐性： 类型二： 探究基因位于 X 、 Y 染色体的同源 区段还是只位于 X 染色体上 ① 适用条件： 已知性状的显隐性和控制性状 的基因在性染色体上。 ② 基本思路一： 用 “纯合隐性雌 × 纯合显性 雄” 进行杂交， 观察分析 F 1 的性状。 即： 基本思路二： 用 “杂合显性雌 × 纯合显性雄” 进行杂交， 观察分析 F 1 的性状。 即： 类型三： 探究基因位于 X 、 Y 染色体的同源 ♀X a X a ×X a Y A X a Y A X a X a （ 全为显性） （ ♀ 全为隐性） ♀X a X a ×X A Y a X A X a X a Y a （ ♀ 全为显性） （ 全为隐性） Y 的非同源区段 X 的非同源区段 X 、 Y 的同源区段 假说 假说 1 ： 控制果蝇 眼色的基因位于 X 染色体的非同源区 段 ， X 染色体上 有 ， 而 Y 染色体 上没有 假说 2 ： 控制果蝇眼 色的基因位于 X 、 Y 染色体的同源区段， X 染色体和 Y 染色 体上都有 白眼雌果蝇 X w X w 红眼雄果蝇 X W Y× X W X w 红眼雌果蝇 X w Y 白眼雄果蝇 白眼雌果蝇 X w X w 红眼雄果蝇 X W Y W × X W X w 红眼雌果蝇 X w Y W 红眼雄果蝇 隐雌 × 显雄 若子代中雌性全为显性， 雄性全为隐性， 则相应基因在 X 染色体上 若子代中雌性有隐性， 雄性中有显性， 则 相应基因在常染色体上 圯 若正反交子代雌雄表型相同， 则相应基因 在常染色体上 若正反交子代雌雄表型不同， 则相应基因 在 X 染色体上 圯 正 反 交 实 验 圯 a. 若子代所有雄性均为显性性状 圯 位 于同源区段上 b. 若子代所有雄性均为隐性性状 圯 仅 位于 X 染色体上 上 % % % % $ % % % % & 隐性雌 纯合显性雄 × a. 若子代中雌雄个体全表现显性性状 圯 此等位基因位于 X 、 Y 染色体的 同源区段上 b. 若子代中雌性个体全表现显性性 状， 雄性个体中既有显性性状又有 隐性性状 圯 此等位基因仅位于 X 染色体上 上 % % % % % % % % % % 上 % % % % % % % % % % & 杂合显性雌 纯合显性雄 圯 × 34 学 第 2章 基因和染色体的关系 区段还是位于常染色体上 ① 设计思路： 隐性的纯合雌性个体与显性的 纯合雄性个体杂交， 获得的 F 1 全表现为 显性性状， 再选子代中的雌雄个体杂交获 得 F 2 ， 观察 F 2 表型情况。 即： ② 结果推断： 例 5 （不定项） 果蝇的直毛与截毛受一对 等位基因控制， 直毛雌蝇与直毛雄蝇单只交 配， 子代中直毛果蝇与截毛果蝇比为 68 ∶23 ， 已知这对等位基因不位于 Y 染色体上， 则 下列分析不正确的是 （ ） A. 无法确定亲代直毛雌蝇和直毛雄蝇均为 杂合体 B. 可确定控制直毛和截毛的基因位于 X 染 色体上 C. 当子代直毛果蝇中雌 ∶ 雄 =2 ∶ 1 时， 可以确 定这对基因位于 X 染色体上 D. 当子代截毛果蝇中雌 ∶ 雄 =1 ∶ 1 时， 可以确 定这对基因位于 X 染色体上 答案： BD 解析： 直毛雌蝇与直毛雄蝇单只交配， 子代 中直毛果蝇与截毛果蝇比为 68 ∶ 23 ， 这个比 例接近 3 ∶ 1 ， 即直毛为显性， 说明控制果蝇 的直毛与截毛这一对等位基因可能位于常染 色体上， 也可能位于 X 染色体上。 若位于常 染色体上， 则亲本中直毛雌蝇与直毛雄蝇均 为杂合体； 若位于 X 染色体上， 则亲本中直 毛雌蝇为杂合体， 直毛雄蝇为纯合体， 因此 无法确定亲代中直毛雌蝇和直毛雄蝇均为杂 合体， A 正确； 不能确定控制直毛和截毛的 基因位于 X 染色体上， B 错误； 若这对基因 位于 X 染色体上 ， 则子代直毛果蝇中雌 ∶ 雄 =2 ∶ 1 ， C 正确； 若这对基因位于常染色体 上， 则子代直毛果蝇中雌 ∶ 雄 =1 ∶1 ， D 错误。 知识点三 孟德尔遗传规律的现代解释 知 识 梳 理 1. 基因的分离定律的实质 （ 1 ） 在杂合子的细胞中， 位于一对同源染色 体上的 ， 具有一定的独立性。 （ 2 ） 在减数分裂形成配子的过程中， 会随同源染色体的分开而分离， 分别进 入 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 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 彼此分离的同时， 非同源染色 体上的 自由组合。 要 点 精 析 遗传规律的细胞学基础 １. 分离定律的细胞学基础 等位基因随同源染色体分开而分离， 如 若 F 2 雌雄个体中都有显 性性状和隐性性状出现 则 该 基 因 位 于 常 染 色 体上 若 F 2 中雄性个体全表现 为显性性状， 雌性个体 中既有显性性状又有隐 性性状 则该基因位于 X 、 Y 染 色体的同源区段上 隐性纯合雌 显性纯合雄 × 得 F 1 （均表现显性） F 1 ♀ F 1 F 2 × 35 学 高 中 生 物 必 修 2 （人教版） 下图： 2. 自由组合定律的细胞学基础 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， 如下图： 例 6 根据如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 （ ） 答案： A 解析： 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 错误； A 、 a 与 B 、 B 位于两对同源染色体上， 在遗 传过程中遵循基因的自由组合定律 ， B 正 确； A 、 a 与 C 、 c 位于两对同源染色体上， 在遗传过程中遵循基因的自由组合定律， C 正确； C 、 c 与 D 、 d 位于两对同源染色体 上， 在遗传过程中遵循基因的自由组合定 律， D 正确。 变式训练 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或 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. 基因的分离定律与基因的自由组合定律 体现在减数分裂过程中 D. 同源染色体上的等位基因分离， 非等位 基因自由组合 A a 间期复制 A a A a 同源染色体分开 等位基因分离 A A a a A a A a 染色单体分开 相同基因分离 减数分裂 Ⅰ 减数分裂 Ⅱ A A 性原细胞 复制 初级性母细胞 减数分裂 Ⅰ 次级性 母细胞 减数 分裂 Ⅱ 同源染色体分开 ， 等位基因分离 ，非 同源染色体自由组 合， 非同源染色体 上的非等位基因自 由组合 四分体 a a A A b b a a B B A A a a B B b b B B b b A a B b A B A B a b a b A b A b a B a B 或 4 个， 2 种， 1∶1 4 个， 2 种， 1∶1 或 A B C D a d c B A D a d 与 B A aB 与 A C a c 与 C D dc 与 A B C D 36 参考答案与解析 11. （ 1 ） AC BDE （ 2 ） 8 8 有丝分裂后 （ 3 ） ABCE （ 4 ） AD （ 5 ） AD （ 6 ） 体细胞 4 【解析】 （ 1 ） 由图分析可知， 图中 AC 属于有丝分 裂， BDE 属于减数分裂。 （ 2 ） A 细胞含有同源染色体， 且着丝点分裂， 处于有丝分裂后期， 含有 8 条染色体， 8 个 DNA 分子 。 （ 3 ） 图中 ABCE 细胞含有同源染色 体。 （ 4 ） 着丝点分裂会使染色体数目暂时加倍， 因此 图中 A 和 D 细胞中染色体暂时加倍。 （ 5 ） 染色单体从 间期复制后出现到着丝粒分裂后消失， 因此不具有姐妹 染色单体的细胞有 AD 。 （ 6 ） A 细胞含有 8 条染色体， 进行的是有丝分裂， 因此其分裂形成的子细胞是体细 胞， 含有 4 条染色体。 12. （ 1 ） （第一 ） 极体 0 3 （第二 ） 极体 （ 2 ） 8～9 Ⅲ Ⅱ 【解析】 （ 1 ） 图 A 细胞处于减数第二次分裂后期， 且细胞质均等分裂， 称为第一极体， 其分裂形成的子细 胞为第二极体； 该细胞不含同源染色体； 该细胞中所含 染色体数目与体细胞相同， 说明该生物体细胞含有 6 条 染色体， 即 3 对同源染色体。 （ 2 ） 图中 A 细胞处于减 数第二次分裂后期， 对应图 B 中的 8～9 时段； 图 B 的 6～8 时段表示减数第二次分裂前期和中期， 对应图 C 中 的 Ⅲ ； 若该动物的卵原细胞进行有丝分裂， 则中期染色 体数 ∶ 染色单体数 ∶DNA 分子数 ＝1 ∶ 2 ∶ 2 ， 且染色体数目 与体细胞中相同， 可用图 C 中的 Ⅱ 表示。 13. （ 1 ） 减数分裂 Ⅰ 前 2 （ ２ ） 3 或 4 （ ３ ） 0 1 、 3 和 2 、 4 或 1 、 4 和 2 、 3 （ ４ ） DNA 蛋白质 甲 紫溶液 【解析】 （ 1 ） 图示细胞正在进行同源染色体的联 会， 因此处于减数分裂 Ⅰ 前期 （四分体时期）； 四分体 是同源染色体两两配对形成的， 即一个四分体就是一对 联会的同源染色体， 因此该细胞含有 2 个四分体。 （ 2 ） 减数分裂过程中， 非同源染色体可以自由组合， 故 1 可 以与 3 自由组合， 也可以与 4 自由组合。 （ 3 ） 减数分 裂 Ⅰ 后期同源染色体分离， 因此该细胞分裂形成的子细 胞中不含同源染色体。 根据自由组合定律， 同源染色体 分离， 非同源染色体自由组合， 则子细胞的染色体组合 为 1 、 3 和 2 、 4 或 1 、 4 和 2 、 3 。 （ 4 ） 染色体主要是由 DNA 和蛋白质组成的。 染色体可以被碱性染料染成深 色， 如甲紫溶液， 染色之后可以在显微镜下观察到。 14. （ 1 ） 有丝分裂 减数分裂 减数分裂和受精作 用 （ 2 ） 染色体复制 受精作用 （ 3 ） 染色体复制， 每条染色体由两条姐妹染色单体构成 同源染色体联 会， 形成四分体， 同源染色体在赤道板位置成对排列， 同源染色体分离， 分别移向细胞两极 （ 4 ） 分裂过程 中有联会行为并出现四分体 【解析】 （ 1 ） 图甲分裂前后 DNA 含量不变， 表示 有丝分裂； 图乙 DNA 复制一次、 连续分裂两次， 最后 DNA 含量减半， 表示减数分裂； 图丙前段和图乙一样 表示减数分裂， 后段 DNA 含量恢复到体细胞 DNA 含 量， 表示受精作用。 （ 2 ） b~c 段 DNA 的含量加倍是由 于染色体复制； h~i 恢复到体细胞数目是由于受精作用。 （ 3 ） 图甲的 b~c 段， 染色进行了复制， 每条染色体由两 条姐妹染色单体构成， 图乙的 c~e 段是减数第一次分裂 的过程， 同源染色体联会， 形成四分体， 同源染色体在 赤道板位置成对排列， 同源染色体分离， 分别移向细胞两 极。 （ 4 ） 与图甲中的 cd 段表示有丝分裂前期、 中期和 后期， 而图乙中的 cd 段表示减数第一次分裂， 后者细胞 分裂的显著特点是分裂过程中有联会行为且出现四分体。 15. （ 1 ） 减数分裂 受精作用 保证了每种生物前 后代染色体数目的恒定， 维持了生物遗传的稳定性， 对 于生物的遗传和变异是十分重要的 （ 2 ） ②④ ①③ （ 3 ） 1 ∶ 2 ∶ 2 （ 4 ） 极体或次级精母细胞 （ 5 ） ①② ③ 4 、 2 、 2 【解析】 （ 1 ） 产生精子和卵细胞的过程属于减数分 裂， 精子和卵细胞结合形成受精卵属于受精作用。 （ 2 ） ① 细胞中姐妹染色单体分离， 每一极都有同源染色体， 属于有丝分裂后期； ② 细胞中联会的同源染色体排列在 赤道板两侧， 属于减数分裂 Ⅰ 中期； ③ 细胞中有同源染 色体但不联会， 着丝粒排列在赤道板上， 属于有丝分裂 中期； ④ 细胞中没有同源染色体， 着丝粒分裂， 属于减 数分裂 Ⅱ 后期。 （ 4 ） ④ 细胞处于减数分裂 Ⅱ 后期， 而 且细胞质均等分裂， 可能是次级精母细胞或极体。 第 2节 基因在染色体上 学习手册 知识点一 萨顿的假说 知识梳理 1. 染色体 基因在染色体上 2. 平行关系 3. 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 教材拓展 1. 提示： 萨顿通过观察蝗虫精子和卵细胞的形成， 发现孟德尔实验中的遗传因子的分离与减数分裂中同源 染色体的分离非常相似。 2. 提示： 不是， 萨顿提出的假说内容并未经过实验 的检验， 要判断假说是否正确必须经过实验的验证。 知识点二 基因位于染色体上的实验证据 知识梳理 1. 摩尔根 2. 假说—演绎法 4. （ 1 ） 3 ∶ 1 显性 基因分离 雄性 （ 2 ） ①X 等位基因 ②X W X w X W X W X W Y （ 3 ） 测交 （ 4 ） X 染色体上 5. （ 1 ） 许多 （ 2 ） 线性排列 知识点三 孟德尔遗传规律的现代解释 知识梳理 1. （ 1 ） 等位基因 （ 2 ） 等位基因 两个配子 53 （人教版）高 中 生 物 必 修 2 2. （ 1 ） 非同源染色体 （ 2 ） 等位基因 非等位基因 要点精析 变式训练 D 练习手册 基础练习 1. C 【解析】 萨顿提出了 “基因在染色体上” 的假 说， 该假说的提出在当时并没有科学的实验依据作为支撑。 2. C 3. B 【解析】 “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。 X A X a ×X A Y→ 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， A 错误； X a X a ×X A Y→ 雌性都是红眼， 雄性都是白眼， 可以直接判断 子代果蝇性别， B 正确； X A X a ×X a Y→ 后代雌雄各 1/2 红眼 和 1/2 白眼， 不能直接判断子代果蝇性别， C 错误； X a X a × X a Y→ 后代均为白眼， 无法判断子代性别， D 错误。 4. D 【解析】 摩尔根和孟德尔的研究方法都是 “假 说—演绎法”， A 正确； 摩尔根发现的问题是在 F 2 中红 眼有雌性和雄性， 白眼只有雄性， B 正确； 为了解释发 现的问题， 摩尔根作出的假设是控制白眼的基因在 X 染 色体上， 在 Y 染色体上不含有它的等位基因， C 正确； 摩尔根通过果蝇眼色杂交实验验证了基因位于染色体 上， 但并没揭示基因的位置及其本质， D 错误。 5. B 【解析】 白眼基因无论是位于常染色体上， 还 是位于 X 染色体上， 当白眼突变体与野生型个体杂交 时， F 1 全部表现为野生型， 雌雄个体比例均为 1 ∶ 1 ， A 错误； 由 A 可得 F 1 中雌性皆为显性杂合子， 其与隐性 雄果蝇杂交， 子代中必有白眼 （隐性）， 且白眼 （隐性） 果蝇在雌雄中比例均为 1 ∶ 1 ， C 错误； 白眼基因若位于 X 染色体上， 则白眼性状应与性别有关， 其中 B 是最早 提出的实验证据， D 不是最早提出的， 故 B 正确。 6. B 【解析】 白眼为隐性性状， 且控制该性状的基 因位于 X 染色体上； 雌果蝇要表现白眼性状， 必须用白 眼雄果蝇和带有白眼基因的雌果蝇杂交。 亲本雌果蝇不 携带白眼基因， A 不符合题意； F 1 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， B 符合题意； 选用 F 2 杂交花费时间较长， C 、 D 不符合题意。 7. C 【解析】 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。 8. A 【解析】 根据基因的自由组合定律可知， 一个 细胞中同源染色体上的等位基因彼此分离， 非同源染色 体上的非等位基因则自由组合， 故图中的 A 、 a 与 D 、 d 以及 B 、 b 与 C 、 c 不遵循基因的自由组合定律， A 正确。 9. B 【解析】 F 1 产生配子的比例为 1 ∶ 1 ， 说明减数分 裂过程中等位基因随同源染色体的分开而分离， 产生不 同配子的比例为 1 ∶ 1 ， 能直接说明基因分离定律的实质。 A 、 C 、 D 均不能直接说明基因分离定律的实质， B 正确。 10. A 【解析】 基因的自由组合定律发生于减数分裂 Ⅰ 过程中， 其实质是等位基因随着同源染色体的分开而分 离， 非同源染色体上的非等位基因则自由组合， A 正确。 11. D 【解析】 大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配， F 1 全是大翅果蝇， 因此大翅对小翅为显性。 根据题中信 息 “ F 2 ： 大翅雌果蝇 2159 只， 大翅雄果蝇 1011 只， 小 翅雄果蝇 982 只” 可知， 大翅 ∶ 小翅 ≈3 ∶ 1 ， 符合基因分 离定律， 又因为小翅果蝇只出现在雄性中， 可推知控制 翅形的基因位于 X 染色体上。 遗传图解如下： 可见， F 2 中雌果蝇有两种基因型， 分别为 X A X A 和 X A X a 。 提升练习 1. ABC 【解析】 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 F 2 的 性状进行了统计分析， B 正确； 两实验都运用了假说— 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。 2. B 【解析】 摩尔根将野生型红眼雌果蝇和突变型 白眼雄果蝇进行杂交， 无论基因位于常染色体还是位于 X 染色体， 子一代雌雄个体均为红眼果蝇， 所以该杂交 实验不能说明基因是位于常染色体上还是 X 染色体上， A 错误； 将 F 1 中的雌雄红眼果蝇进行相互交配， 后代中 雌蝇均为红眼， 而雄蝇中既有红眼又有白眼， 根据白眼 只出现在雄性个体中， 可说明该基因的遗传与性别有 关， 即基因位于 X 染色体上， B 正确； 摩尔根将 F 1 中 的雌果蝇和突变型雄果蝇进行杂交， 后代雌雄果蝇均表 现出既有红眼又有白眼， 无论基因位于常染色体还是位 于 X 染色体均可出现该现象， 所以该杂交实验不能说明 基因是在常染色体上还是位于 X 染色体上， C 错误； 将 F 1 中的雄果蝇和野生型雌果蝇进行杂交， 后代均为红眼 果蝇， 无论基因位于常染色体还是位于 X 染色体均可出 现该现象， 所以该杂交实验不能说明基因是在常染色体 上还是位于 X 染色体上， D 错误。 3. ABC 【解析】 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， D 错误。 4. （ 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 ②X b X b 、 X B Y X B X b 、 X b Y 【解析】 （ 1 ） 在摩尔根的实验中， F 2 中只有雄性的 果蝇出现了突变性状， 这说明该对相对性状的遗传是与 性别有关的， 将控制眼色的基因定位于性染色体上可以 圆满地解释相应的现象， 这说明该实验是支持萨顿假说 的。 （ 2 ） 利用 F 1 中的雌果蝇进行测交实验时， 无论基 X Ａ X Ａ × X a YP F 1 大翅（雌） 小翅（雄） X Ａ X a × X A Y 大翅（雌） 大翅（雄） F ２ X Ａ X Ａ X Ａ X a X a Y 大翅（雌） 大翅（雄） 小翅（雄） X A Y 54 参考答案与解析 因在性染色体上还是在常染色体上， 后代均会出现 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1 的性状分离比。 根据性染色体传递的规律， 可以选 用显性的雄性和隐性的雌性果蝇杂交， 如果控制眼色的 基因在 X 染色体上， 后代中的雄性与亲本中的雌性具有 相同的性状， 而后代中的雌性与亲本中的雄性的性状相 同， 与基因在常染色体上的情况是完全不同的。 5. （ 1 ） 雄性 4 假说—演绎 X （ 2 ） 3 4 （ 3 ） aaX b Y aX b 和 aY 基因的分离定律和自由组合定律 【解析】 （ 1 ） 题图中的果蝇性染色体组成为 XY ， 为雄果蝇， 该细胞中有 4 对同源染色体。 摩尔根以果蝇 为实验材料， 运用假说—演绎法将白眼基因与题图中 X 染色体联系起来， 证明了基因位于染色体上。 （ 2 ） 1 、 2 号染色体为同源染色体， 形成配子时分离， 若等位基 因 （ A 、 a ） 位于 1 、 2 号染色体上， 则这个群体中关于 该等位基因有 3 种基因型， 分别为 AA 、 Aa 、 aa ； 若一 对等位基因位于 X 、 Y 染色体的同源区段 Ⅱ 上， 设该等 位基因用 M 、 m 表示， 则这个群体中雄果蝇关于该等位 基 因 的 基 因 型 有 X M Y M 、 X M Y m 、 X m Y M 、 X m Y m 4 种 。 （ 3 ） 若 B 、 b 仅位于 X 染色体上， 分别控制果蝇眼睛的 红色和白色， A 、 a 分别控制果蝇翅的长翅和短翅， 则 短翅白眼雄果蝇是双隐性纯合子， 基因型为 aaX b Y ， 其 减数分裂产生的配子是 aX b 和 aY ， 在产生配子时， 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， 遵循的遗传规律是基因的分离定律和自 由组合定律。 6. （ 1 ） 易饲养、 繁殖快、 子代数日多、 具有易于区 分的相对性状 （写出两点即可） （ 2 ） 相对性状 等 位基因 （ 3 ） 假说—演绎 （ 4 ） 自由组合定律和分离 （ 5 ） BbX R X r BbX R Y 1/16 1/8 1/4 【解析】 由题意可知， 控制眼色的基因在性染色体 上， 控制体色的基因在常染色体上， 故两对相对性状符 合基因的自由组合定律 （ 1 ） 果蝇具有培养周期短， 易 饲养， 成本低； 染色体数少， 便于观察； 某些相对性状 区分明显等优点， 所以科学家选择果蝇作为遗传学实验 研究材料。 （ 2 ） 果蝇的灰体和黑檀体是有一对同源染 色上的一对等位基因 （ B/b ） 控制的一对相对性状 。 （ 3 ） 萨顿用类比推理法提出基因在染色体上的假说， 摩 尔根用假说—演绎法证明了基因在染色体上。 （ 4 ） 由 于体色和眼色两对相对性状由位于非同源染色体上的非 等位基因控制， 故该两对性状同时符合基因的分离定律 和自由组合定律。 （ 5 ） 由题意可知， 亲本灰体红眼雌 果蝇 B_X R X - 和灰体红眼雄果蝇 B_X R Y 杂交， F 1 出现黑 檀体白眼雄果蝇 bbX r Y ， 说明亲本雌果蝇基因型为 BbX R X r ， 雄果蝇基因型为 BbX R Y ； F 1 中黑檀体白眼雄果 蝇 bbX r Y 所占的比例为 1/4×1/2×1/2=1/16 ； 纯合灰体红 眼果蝇 BBX R X R 或 BBX R Y 所占的比例为 1/4× （ 1/2×1/2+ 1/2×1/2 ） =1/8 ； 雌果蝇 1/2X R X R 、 1/2X R X r 产生的含 Xr 卵 细胞占全部卵细胞的比例为 1/2×1/2=1/4 。 第 3节 伴性遗传 学习手册 知识点一 伴性遗传 知识梳理 1. 红绿色盲 抗维生素 D 佝偻病 性染色体 性别 2. 2A+XY 2A+ZZ A+X A+X 、 A+Y A+Z 知识点二 伴性遗传的类型及特点 知识梳理 一、 （一） X Y （二） 1. 性染色体 同 XX 异 XY Y X 2. 正常男性 正常女性 患病男性 患病女性 世 代数 各世代的个体 伴 X 隐性遗传 3. X B X B X B X b X b X b X B Y X b Y 4. 全部正常， 但有 1/2 的携带者 1/2 色盲， 1/2 携 带者 全部为携带者 全部为携带者 1/2 色盲， 1/2 正 常 1/2 色盲， 1/2 正常 全部正常 全部色盲 母亲 女儿 一定 一定 一定 5. （ 1 ） 多于 隔代 父亲和儿子 （ 2 ） 0.49 b 基因 （ X b X b ） 存在色盲基因 b 多于 二、 （一） 显性 （二） 1. X D X D 和 X D X d X d X d X D Y X d Y 2. 多于 母亲和女儿 三、 （一） Y 显、 隐性 （三） 1. 男 女 3. 连续性 知识点三 伴性遗传在实践中的应用 知识梳理 （二） 1. Z B W Z b Z b Z B Z b 芦花 Z b W 非芦花 要点精析 变式训练 1 C 变式训练 2 B 练习手册 基础练习 1. B 【解析】 男性的性染色体组成是 XY ， X 染色体 来自母系， Y 染色体来自父系， 而且 Y 染色体只能由男 性传给男性。 2. D 【解析】 豌豆是严格自花传粉、 闭花受粉的植 物， 没有性染色体， 也没有性别， A 错误； X 、 Y 染色 体是一对特殊同源染色体， 其形状、 大小不相同， B 错 误； 含 X 染色体的配子是雌配子或雄配子， 含 Y 染色 体的配子是雄配子， C 错误； 性染色体上的基因所控制 性状的遗传和性别有关， 表现为伴性遗传， D 正确。 3. B 【解析】 XY 型性别决定的生物， Y 染色体一般 比 X 染色体短小， 但是也有 Y 比 X 大的， 例如果蝇， A 正确； 水稻是雌雄同体的生物， 无性染色体， B 错误； XY 型性别决定的生物， 雌配子都是含有 X 染色体的配 子， 雄配子中含有 X 染色体的配子和含有 Y 染色体的 配子之比接近 1 ∶ 1 ， 因此含 X 染色体的配子不一定是雌 配子， C 正确； 在不发生基因突变的情况下， 双亲表现 55