2.2 基因在染色体上（限时集训）-【黄金15分钟】2024-2025学年高一生物下学期同步提升限时检测（人教版2019必修2）

2.2 基因在染色体上（限时集训15分钟） 1．科学的研究方法是取得成功的关键之一，假说—演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法，人类在探索基因神秘踪迹的历程中，进行了如下研究:①孟德尔通过豌豆杂交实验，提出了基因的分离定律和自由组合定律；②萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程，提出基因在染色体上的假说；③摩尔根进行果蝇杂交实验，找到基因在染色体上的实验证据。他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为（　　） A．①假说—演绎法　②假说—演绎法　③类比推理 B．①假说—演绎法　②类比推理　③类比推理 C．①假说—演绎法　②类比推理　③假说—演绎法 D．①类比推理　②假说—演绎法　③类比推理 2．果蝇的X、Y染色体有X和Y染色体的同源区段，也有非同源区段（包括X染色体非同源区段和Y染色体非同源区段）。下列关于萨顿的假说和摩尔根的实验的叙述，正确的是（　　） A．萨顿通过基因和染色体的平行关系证明了基因位于染色体上 B．若基因位于果蝇X和Y染色体的同源区段，则遗传与性别无关 C．摩尔根的实验揭示了白眼基因位于X和Y染色体的同源区段 D．利用白眼的雌果蝇和红眼的雄果蝇进行杂交可以验证摩尔根的设想 3．摩尔根在果蝇杂交实验中发现了控制白眼的基因位于X染色体上。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，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为1：1 B．F1雌雄个体之间相互交配后代出现性状分离红：白=3：1且白眼全部是雄性 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 4．下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述正确的是（    ） A．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因 B．在减数第一次分裂中期，X染色体和常染色体的着丝粒都排列在赤道板上 C．“果蝇的白眼基因位于X染色体上”是摩尔根通过测交等方法验证的 D．基因en、cl、v、w只有在有丝分裂后期才可能出现在细胞的同一极 5．如图为通过分子生物学技术将基因定位在染色体上的示意图，图中为一个四分体，黑点表示荧光标记的基因，下列相关叙述错误的是（    ） A．该图表明基因在染色体上呈线性排列 B．该图中没有被黑点标记的区域可能含有基因 C．图中的两条染色体在有丝分裂过程中会分离 D．图中的染色体已经完成复制，①与③代表的基因可能不同 6．关于孟德尔遗传规律的现代解释及其适用范围，下列叙述正确的是（　　） A．位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性 B．真核生物生殖时，细胞核内基因的遗传遵循孟德尔的遗传规律 C．等位基因随同源染色体的分开而分离发生在减数分裂Ⅱ的后期 D．非同源染色体上的非等位基因自由组合时，雌雄配子随机结合 7．如图为摩尔根等人研究并绘出的果蝇X染色体上一些基因的位置示意图，由图分析，正确的是（    ） A．控制果蝇白眼和朱红眼的基因是一对等位基因 B．摩尔根用假说演绎法证明了基因在染色体上呈线性排列 C．若减数分裂过程发生了互换，则某些等位基因可能会随着姐妹染色单体的分开而分离 D．位于该染色体上的基因，在Y染色体上都存在等位基因 8．图1为某高等动物（基因组成为AaXBXᵇ）体内某一器官中细胞分裂的三个示意图。图2为该动物体内正常细胞分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系图。下列说法正确的是（    ） A．甲细胞所处时期体现了孟德尔遗传规律的细胞学基础 B．丙细胞所处时期是减数分裂Ⅱ后期，其名称是次级精母细胞或极体 C．图2中Ⅲ所代表的细胞可发生非同源染色体的自由组合 D．若该动物产生一个配子的基因组成为aaXᵇ，则分裂异常发生的时期为减数分裂Ⅰ 9．果蝇具有繁殖快、易饲养、相对性状明显、细胞中染色体数目少等特点，常用作遗传研究的实验材料。如图表示果蝇正常体细胞中的染色体组成，基因A、a分别控制果蝇的长翅、残翅，基因B、b分别控制果蝇的红眼、白眼。请分析回答下列问题： (1)该图表示的是 （填“雌”或“雄”）性果蝇体细胞的染色体组成。图示果蝇的表现型是长翅 （填“红”或“白”）眼。 (2)美国生物学家摩尔根等人通过果蝇的眼色遗传实验，得到了“基因在 上”的结论。 (3)同时考虑基因A和a、基因B和b，图示果蝇最多能产生 种类型的配子，这是减数分裂过程中，同源染色体上的 分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果。 10．摩尔根通过研究果蝇的实验证明了萨顿假说，之后果蝇也作为“模式生物”进入科学家的视野。果蝇的眼色有红眼和白眼，受一对等位基因B、b控制。两只红眼果蝇交配，F1表型如下图所示。请分析回答下列问题： (1)摩尔根运用果蝇进行杂交实验，果蝇为什么是适合进行遗传学研究的实验材料？ （答出两点即可） (2)控制果蝇眼色的基因位于 （X/常）染色体上。 (3)亲本果蝇的基因型是 和 ，F1雌果蝇中纯合子所占比例为 。 (4)图表示的是 性果蝇体细胞的染色体组成。 (5)果蝇的眼色遗传遵循基因的 定律，摩尔根和孟德尔一样，都采用了 法。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.2 基因在染色体上（限时集训15分钟） 1．科学的研究方法是取得成功的关键之一，假说—演绎法和类比推理是科学研究中常用的方法，人类在探索基因神秘踪迹的历程中，进行了如下研究:①孟德尔通过豌豆杂交实验，提出了基因的分离定律和自由组合定律；②萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程，提出基因在染色体上的假说；③摩尔根进行果蝇杂交实验，找到基因在染色体上的实验证据。他们在研究的过程中所使用的科学研究方法依次为（　　） A．①假说—演绎法　②假说—演绎法　③类比推理 B．①假说—演绎法　②类比推理　③类比推理 C．①假说—演绎法　②类比推理　③假说—演绎法 D．①类比推理　②假说—演绎法　③类比推理 【答案】C 【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。 2、“基因在染色体上”的发现历程：萨顿通过类比基因和染色体的行为，提出基因在染色体上的假说；之后，摩尔根以果蝇为实验材料，采用假说-演绎法证明基因在染色体上。 【详解】①孟德尔提出遗传定律时采用了假说-演绎法；②萨顿研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程，结合孟德尔的遗传定律中遗传因子的行为变化采用类比推理法提出了“基因在染色体上”的假说；③摩尔根采用假说-演绎法证明了基因位于染色体上，即C正确。 故选C。 2．果蝇的X、Y染色体有X和Y染色体的同源区段，也有非同源区段（包括X染色体非同源区段和Y染色体非同源区段）。下列关于萨顿的假说和摩尔根的实验的叙述，正确的是（　　） A．萨顿通过基因和染色体的平行关系证明了基因位于染色体上 B．若基因位于果蝇X和Y染色体的同源区段，则遗传与性别无关 C．摩尔根的实验揭示了白眼基因位于X和Y染色体的同源区段 D．利用白眼的雌果蝇和红眼的雄果蝇进行杂交可以验证摩尔根的设想 【答案】D 【分析】摩尔根运用假说-演绎法通过果蝇杂交实验证明了萨顿假说。假说-演绎法包括“提出问题→作出假设→演绎推理→实验检验→得出结论”五个基本环节。 【详解】A、萨顿通过分析蝗虫基因与染色体的平行关系提出了“基因位于染色体上”的假说，但未通过实验证明，A错误； B、若基因位于果蝇X和Y染色体的同源区段，则遗传与性别也可能有关，如XbXb与XbYB杂交，后代中雌果蝇都表现为隐性，雄果蝇都是显性，B错误； C、摩尔根及同事设想，亲代白眼果蝇控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含有它的等位基因，C错误； D、设相关基因是A/a，选择白眼雌果蝇（XaXa）和野生型红眼雄（XAY）果蝇杂交，F1基因型为XAXa、XaY，表现型是雄果蝇均为白眼，雌果蝇均为红眼，因此利用白眼的雌果蝇和红眼的雄果蝇进行杂交可以验证摩尔根的设想，D正确。 故选D。 3．摩尔根在果蝇杂交实验中发现了控制白眼的基因位于X染色体上。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，F1全部表现为野生型，雌、雄比例为1：1 B．F1雌雄个体之间相互交配后代出现性状分离红：白=3：1且白眼全部是雄性 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 【分析】1、伴性遗传是指基因位于性染色体上，所以遗传上总是和性别相关联；2、美国生物学家摩尔根通过果蝇眼色的杂交实验，证明了基因位于染色体上。 【详解】A、A、白眼突变体与野生型个体杂交，F1全部表现为野生型，则白眼基因为隐性，可能位于常染色体上，也可能位于X染色体上，则不能判断是否位于X染色体上，A错误； B、摩尔根的果蝇杂交实验中，F1均表现为野生型，F1自由交配，后代白眼全部是雄性，则满足伴性遗传的特点，可以判断白眼基因位于X染色体上，B正确； C、F1雌性果蝇的基因型为杂合子，与白眼雄性杂交，后代雌雄中的表现型及其比例相同，则不能判断是否位于X染色体上，C错误； 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，属于摩尔根果蝇实验中的验证实验，并不是最早判断白眼基因位于X染色体上，D错误。 故选B。 4．下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述正确的是（    ） A．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因 B．在减数第一次分裂中期，X染色体和常染色体的着丝粒都排列在赤道板上 C．“果蝇的白眼基因位于X染色体上”是摩尔根通过测交等方法验证的 D．基因en、cl、v、w只有在有丝分裂后期才可能出现在细胞的同一极 【答案】C 【分析】题图分析：据图可知，常染色体上有朱红眼基因（cn）和暗栗色眼基因（cl）两种基因；X染色体上有辰砂眼基因（v）和白眼基因（w）两种基因；等位基因是指位于一对同源染色体的相同位置的基因，图示中的朱红眼基因和暗栗色眼基因位于同一条染色体不同位点上，不属于等位基因，同理辰砂眼基因和白眼基因也不是等位基因。 【详解】A、控制相对性状的基因，叫作等位基因，等位基因位于同源染色体的相同位点上。据图可知，朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于常染色体的不同位点，它们不是一对等位基因，A错误； B、在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝粒都排列在赤道板上，减数第一次分裂中期，同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，B错误； C、在果蝇眼色杂交实验中，摩尔根及其同事设想，控制白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因，并在后来又通过测交等方法，进一步验证了这些设想，C正确； D、在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，则图中的常染色体和X染色体可能移向同一极，进入同一个细胞中。产生的子细胞进行减数第二次分裂，在后期着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，被星射线拉向细胞的两极，此时，基因cn、cl、v、w 也出现在细胞的同一极。因此，当含图示两条染色体的细胞处于减数第一次分裂后期、减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w 也可出现在细胞的同一极，D错误。 故选C。 5．如图为通过分子生物学技术将基因定位在染色体上的示意图，图中为一个四分体，黑点表示荧光标记的基因，下列相关叙述错误的是（    ） A．该图表明基因在染色体上呈线性排列 B．该图中没有被黑点标记的区域可能含有基因 C．图中的两条染色体在有丝分裂过程中会分离 D．图中的染色体已经完成复制，①与③代表的基因可能不同 【答案】C 【分析】四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。 【详解】A、该图可以说明基因在染色体上呈线性排列，是证明基因在染色体上的最直接的证据，A正确； B、由题干可知，黑点表示荧光标记的基因，该图中没有被黑点标记的区域可能含有基因，只是没有被荧光标记，B正确； C、图中的两条染色体为同源染色体，在有丝分裂过程中不会分离，C错误； D、图中为一个四分体，图中的染色体已经完成复制，同源染色体的非姐妹染色单体上可能是等位基因也可能是相同基因，故①与③代表的基因可能不同，D正确。 故选C。 6．关于孟德尔遗传规律的现代解释及其适用范围，下列叙述正确的是（　　） A．位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性 B．真核生物生殖时，细胞核内基因的遗传遵循孟德尔的遗传规律 C．等位基因随同源染色体的分开而分离发生在减数分裂Ⅱ的后期 D．非同源染色体上的非等位基因自由组合时，雌雄配子随机结合 【答案】A 【分析】孟德尔的遗传定律包括分离定律和自由组合定律，都发生在减数分裂过程中，等位基因随同源染色体的分开而分离，非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体自由组合而自由组合，只有真核生物染色体上的基因才满足孟德尔遗传规律。 【详解】A、位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性，在减数分裂过程中分离后独立遗传给后代，A正确； B、真核生物进行有性生殖时， 细胞核内基因的遗传遵循孟德尔的遗传规律，真核生物也能进行无性生殖，但细胞核内基因的遗传不遵循孟德尔的遗传规律，B错误； C、等位基因随同源染色体的分开而分离发生在减数分裂Ⅰ的后期，C错误； D、非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数分裂Ⅰ的后期，而雌雄配子的随机结合发生在受精作用时，D错误。 故选A。 7．如图为摩尔根等人研究并绘出的果蝇X染色体上一些基因的位置示意图，由图分析，正确的是（    ） A．控制果蝇白眼和朱红眼的基因是一对等位基因 B．摩尔根用假说演绎法证明了基因在染色体上呈线性排列 C．若减数分裂过程发生了互换，则某些等位基因可能会随着姐妹染色单体的分开而分离 D．位于该染色体上的基因，在Y染色体上都存在等位基因 【答案】C 【分析】分析题图：图示表示果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，上述基因在一条染色体上，互为非等位基因，体现基因在染色体上呈线性排列。 【详解】A、等位基因是位于同源染色体相同位置控制相对性状的基因，而控制果蝇白眼和朱红眼的基因位于一条染色体上，是非等位基因，A错误； B、摩尔根以果蝇为实验材料，采用假说—演绎法证明了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上，但证明了基因在染色体上呈线性排列是用的时其它科学方法，B错误； C、若减数分裂过程发生了互换， 则某些等位基因可能会随着姐妹染色单体的分开而分离，例如若减数第一次分裂前期黄身基因与棒眼基因所在片段发生交叉互换， 则姐妹染色单体上的黄身基因与棒眼基因可能会随着姐妹染色单体的分开而分离，C正确； D、X和Y染色体存在非同源区段，故位于该染色体上的基因，在Y染色体上不一定存在等位基因，D错误。 故选C。 8．图1为某高等动物（基因组成为AaXBXᵇ）体内某一器官中细胞分裂的三个示意图。图2为该动物体内正常细胞分裂过程中不同时期细胞内染色体、染色单体和核DNA含量的关系图。下列说法正确的是（    ） A．甲细胞所处时期体现了孟德尔遗传规律的细胞学基础 B．丙细胞所处时期是减数分裂Ⅱ后期，其名称是次级精母细胞或极体 C．图2中Ⅲ所代表的细胞可发生非同源染色体的自由组合 D．若该动物产生一个配子的基因组成为aaXᵇ，则分裂异常发生的时期为减数分裂Ⅰ 【答案】A 【分析】1、分析图1：甲细胞处于减数第一次分裂后期，乙细胞处于有丝分裂中期，丙细胞处于减数第二次分裂后期。 2、分析图2：染色单体只在某些时期出现，因此b表示染色单体，染色体与核 DNA 的数量关系为1：1或1：2，因此a表示染色体、c表示核DNA。 【详解】A、孟德尔遗传规律的细胞学基础是同源染色体分离，非同源染色体自由组合，对应细胞甲，A 正确； B、丙细胞没有同源染色体，且着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，故丙细胞处于减数第二次分裂后期，根据图1中甲细胞细胞质不均等分裂可知，该动物为雌性，且丙细胞细胞质均等分裂，故丙细胞的名称为（第一）极体，B错误； C、非同源染色体的自由组合发生在减数第一次分裂后期，对应图1中的甲细胞，该细胞内含2对同源染色体，染色体、染色单体与核DNA的数量关系为1：2：2，且染色体数与体细胞相等，可用图2中的Ⅱ来表示，C错误； D、若该高等动物卵原细胞的基因组成为 AaXBXb，经复制后基因组成为AAaaXBXBXbXb，若产生的一个配子细胞的基因组成为aaXb，说明在减数第一次分裂时A 与a分离，XB与Xb分离，但在减数第二次分裂时aa未分离，故分裂异常发生在减数分裂Ⅱ过程中，D 错误。 故选A。 9．果蝇具有繁殖快、易饲养、相对性状明显、细胞中染色体数目少等特点，常用作遗传研究的实验材料。如图表示果蝇正常体细胞中的染色体组成，基因A、a分别控制果蝇的长翅、残翅，基因B、b分别控制果蝇的红眼、白眼。请分析回答下列问题： (1)该图表示的是 （填“雌”或“雄”）性果蝇体细胞的染色体组成。图示果蝇的表现型是长翅 （填“红”或“白”）眼。 (2)美国生物学家摩尔根等人通过果蝇的眼色遗传实验，得到了“基因在 上”的结论。 (3)同时考虑基因A和a、基因B和b，图示果蝇最多能产生 种类型的配子，这是减数分裂过程中，同源染色体上的 分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合的结果。 【答案】(1) 雌 红 (2)染色体 (3) 4 等位基因 【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 【详解】（1）依据图示信息可知，图中果蝇的性染色体为XX，即该图表示的是雌性果蝇体细胞的染色体组成；根据基因在染色体上的位置，可知，该知该果蝇的基因型为AaXBXb，表现型为长翅红眼。 （2）摩尔根等人通过果蝇的眼色遗传实验，得到了“基因在染色体上”的结论。 （3）该果蝇的基因型为AaXBXb，两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上，所以，图示果蝇最多产生中类型的配子，分别是AXB、AXb、aXB、aXb，这是由于减数分裂过程中，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的结果。 10．摩尔根通过研究果蝇的实验证明了萨顿假说，之后果蝇也作为“模式生物”进入科学家的视野。果蝇的眼色有红眼和白眼，受一对等位基因B、b控制。两只红眼果蝇交配，F1表型如下图所示。请分析回答下列问题： (1)摩尔根运用果蝇进行杂交实验，果蝇为什么是适合进行遗传学研究的实验材料？ （答出两点即可） (2)控制果蝇眼色的基因位于 （X/常）染色体上。 (3)亲本果蝇的基因型是 和 ，F1雌果蝇中纯合子所占比例为 。 (4)图表示的是 性果蝇体细胞的染色体组成。 (5)果蝇的眼色遗传遵循基因的 定律，摩尔根和孟德尔一样，都采用了 法。 【答案】(1)易饲喂、繁殖快、染色体少、生长周期短等 (2)X (3) XBXb XBY 1/2/50% (4)雌 (5) 分离 假说-演绎 【分析】1、果蝇易饲养，繁殖周期短，后代数量大，体细胞中染色体数较少，相对性状多且区分明显，所以常作为研究遗传学的材料。 2、果蝇的眼色受一对等位基因控制，遵循基因的分离定律。 【详解】（1）果蝇之所以广泛地被作为遗传学研究的实验材料的原因有：易饲养，繁殖周期短，后代数量大，体细胞中染色体数较少，相对性状多且区分明显等。 （2）分析题意，两种红眼果蝇交配，后代中雌性全为红眼，雄性有红眼和白眼，且比例为1：1，眼色性状有性别差异，说明控制眼色的基因位于X染色体上。 （3）根据两只红眼交配后代出现了白眼，说明红眼为显性，且雌性全为红眼，雄性红眼：白眼=1：1，说明亲本的基因型是XBXb、XBY，后代雌果蝇的基因型是XBXB：XBXb=1：1，F1雌果蝇中纯合子所占比例为1/2。 （4）果蝇的性别决定是XY型，其中同型的属于雌性，图中果蝇的性染色体组成为XX，则该果蝇为雌性。 （5）果蝇的眼色受一对等位基因控制，遵循基因的分离定律；摩尔根和孟德尔在研究遗传定律过程中都采用了假说-演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论。 学科网（北京）股份有限公司 $$