浙科版高中生物学必修2遗传与进化第二章染色体与遗传课时学案

第二节　基因伴随染色体传递

1.基因位于染色体上

(1)遗传的染色体学说

 基因分离和自由组合的行为与减数分裂中染色体的行为之间存在着平行的关系,具体如下:

(2)分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验

①贡献:摩尔根是首位利用实验的方法获得基因在染色体上相关证据的科学家。

②以果蝇为实验材料的原因:

果蝇个体小、繁殖快、生育力强、容易饲养。

③杂交操作

④结论

果蝇的白眼性状遗传确实与性别有关,而且控制该性状的基因确实位于性染色体上。

2.遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律

概念一　基因位于染色体上

[概念情境]

某同学以一对同源染色体及一对等位基因为例,绘制了两幅简图,分析了两者在遗传过程中的共性。

请思考并完成以下问题。

(1)同源染色体和等位基因在分裂过程中的共性是什么?

提示:在体细胞中存在同源染色体和等位基因,在配子中两者均不存在。

(2)从两者变化的相似性分析,为什么提出基因可能位于染色体上,而不是染色体位于基因上?

提示:染色体由DNA、蛋白质和少量RNA构成,其组成范围相对基因较大,因此提出基因位于染色体上的假说。

(3)从基因与染色体的关系分析,你认为借助了生物学上的何种思维?试举例分析。

提示:主要借助了结构与功能的统一思维。比如细胞膜成分研究过程中,脂质容易穿过细胞膜,因此提出细胞膜可能由脂质构成,最终证实细胞膜的结构基础是磷脂双分子层等。

遗传的染色体学说分析

[典例1] 下列关于遗传的染色体学说的叙述,错误的是(　D　)

A.基因和染色体都可作为独立的遗传单位

B.基因和染色体在体细胞中都是成对存在的

C.科学家发现,基因的行为和染色体行为存在平行的关系

D.在减数分裂产生配子时,等位基因分离,非等位基因自由组合

解析:基因和染色体都可作为独立的遗传单位;基因和染色体在体细胞中都是成对存在的;科学家发现,基因的行为和染色体行为存在平行的关系;在减数分裂产生配子时,等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合。

[概念误区] 遗传的染色体学说虽说明了基因与染色体的平行关系,但是该学说是基于减数分裂过程中染色体行为变化与孟德尔遗传定律中基因变化的相似性得出的,未通过实验证实。

摩尔根的果蝇眼色遗传实验

[典例2] 果蝇的红眼基因(W)对白眼基因(w)为显性,位于X染色体上。在摩尔根的果蝇杂交实验中,下列叙述正确的是(　C　)

A.亲本雌果蝇的基因型为XWXw

B.F2白眼果蝇中既有雄性,又有雌性

C.F1全为红眼果蝇,F2出现性状分离

D.控制果蝇眼色的基因和性染色体遵循自由组合定律

解析:在摩尔根的果蝇杂交实验中,亲本雌果蝇的基因型为XWXW;F2白眼果蝇中只有雄性,雌性全为红眼;亲本的基因型为XWXW、XwY,F1全为红眼果蝇,F2出现性状分离;由于控制果蝇眼色的基因位于X染色体上,故不遵循自由组合定律。

[拓展延伸] 摩尔根的果蝇眼色遗传实验,基于假说-演绎思维,通过分析亲子代的遗传关系,最终证明基因位于染色体上。

概念二　遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律

[概念情境]

下图为4种高等哺乳动物的精原细胞,若不发生变异,试分析A～D细胞所代表的生物产生的配子类型。

提示:A生物产生的配子类型为AB、ab;B生物产生的配子类型为Ab、aB、AB、ab;C生物产生的配子类型为aBc、AbC;D生物产生的配子类型为ABC、abc、ABc、abC。

遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律

[典例1] 某种昆虫长翅A对残翅a为显性,直翅B对弯翅b为显性,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。现有这种昆虫一个体细胞的基因型如图所示。下列说法正确的是(　C　)

A.长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律

B.若无交叉互换,该昆虫一个初级精母细胞产生的精细胞基因型有4种

C.细胞有丝分裂后期,移向细胞同一极的基因有A、a、b、b、D、d

D.为验证基因的自由组合定律,必须用基因型为aabbdd的异性个体来与该昆虫进行交配

解析: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,故这两对相对性状的遗传不遵循自由组合定律;若无交叉互换,该昆虫一个初级精母细胞产生4个精细胞,基因型有2种;该昆虫细胞有丝分裂后期,着丝粒分裂后,染色单体形成染色体移向细胞两极,移向两极的基因都有A、a、b、b、D、d;为验证基因自由组合定律,可采用自交法或测交法,若采用测交法,则可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型为aabbdd,若采用自交法,则可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型为AabbDd。

[概念误区]基因与遗传定律的关系

(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律,只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。

(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔定律,叶绿体、线粒体中的基因都不遵循孟德尔定律。

(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔定律。

基因定位研究

[典例2] 某昆虫长翅(A)对残翅(a)、直翅(D)对弯翅(d)、有刚毛(B)对无刚毛(b)为显性,三对基因在染色体上的位置如图所示(图1～图4为四种不同基因型的昆虫),现进行同基因型昆虫相互交配,后代表型是长翅直翅有刚毛∶长翅弯翅有刚毛∶残翅直翅有刚毛=2∶1∶1,则进行交配的昆虫的类型是(　A　)

A.图1 B.图2 C.图3 D.图4

解析:后代表型是长翅直翅有刚毛∶长翅弯翅有刚毛∶残翅直翅有刚毛=2∶1∶1,分别统计结果为长翅∶残翅=3∶1,直翅∶弯翅=3∶1,子代全为有刚毛,因此可推断出长翅基因与弯翅基因连锁,残翅基因与直翅基因连锁。

[拓展延伸] 基因在染色体上的定位研究

(1)以基因型为AaBb的个体为例,若两对等位基因分别位于两对同源染色体上,则产生四种类型的配子。在此基础上进行测交或自交时会出现特定的性状分离比,如1∶1∶1∶1或9∶3∶3∶1(或9∶7等变式),也会出现致死背景下特殊的性状分离比,如4∶2∶2∶1、6∶3∶2∶1。在涉及两对等位基因遗传时,若出现上述性状分离比,可考虑基因位于两对同源染色体上。

(2)以基因型为AaBb的个体为例,若两对等位基因位于一对同源染色体上,不考虑交叉互换,则产生两种类型的配子,在此基础上进行自交或测交会出现两种表型。

细胞分裂过程中的基因变化

[典例3] 如图为兔的精原细胞(仅表示部分染色体),用3种不同颜色的荧光标记图中的3种基因,不考虑变异,下列可能出现的现象是(　B　)

A.减数分裂过程中,细胞内的X染色体数目是0条或1条或2条或4条

B.处于有丝分裂前期的细胞中有3种不同颜色的8个荧光点

C.精细胞中有1种颜色的2个荧光点

D.在后期Ⅰ,移向同一极的有2种颜色的2个荧光点

解析:不考虑变异,减数分裂过程中,细胞内的X染色体数目是0条或1条或2条;有丝分裂前期的细胞经过间期DNA的复制,其基因型为AAaaRRRR,因此含有3种不同颜色的8个荧光点;精细胞中应有2种颜色的2个荧光点;在后期Ⅰ的细胞中,同源染色体分离,而着丝粒没有分裂,所以移向同一极的有2种不同颜色的4个荧光点。

[方法技巧] 模型化分析细胞分裂过程中的基因变化

果蝇有4对染色体(Ⅰ～Ⅳ号,其中Ⅰ号为性染色体)。纯合体野生型果蝇表现为灰体、长翅、直刚毛,从该野生型群体中分别得到了甲、乙、丙三种单基因隐性突变的纯合体果蝇,其特点如表所示。

某小组用果蝇进行杂交实验,探究性状的遗传规律。回答下列问题。

(1)用乙果蝇与丙果蝇杂交,F1的表型是灰体长翅;F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表型分离比,其原因是黑体和残翅的基因都位于Ⅱ号染色体上。

(2)若只考虑体色,用甲果蝇与乙果蝇杂交,F1的基因型为EeBb、表型为灰体,F1雌雄交配得到的F2中果蝇体色性状会(填“会”或“不会”)发生分离。

(3)该小组又从乙果蝇种群中得到一只表型为焦刚毛、黑体的雄蝇,与一只直刚毛灰体雌蝇杂交后,子一代雌雄交配得到的子二代的表型及其比例为直刚毛灰体♀∶直刚毛黑体♀∶直刚毛灰体∶直刚毛黑体∶焦刚毛灰体∶焦刚毛黑体=6∶2∶3∶1∶3∶1,则雌雄亲本相关基因的基因型分别为BBXAXA、bbXaY(控制刚毛性状的基因用A/a表示)。

(4)取甲组黑檀体果蝇和灰体果蝇杂交得F1,F1自交得F2,若要证明F2中的某只灰体果蝇为杂合体,最好采取测交的方法,请写出该证明过程相关基因的遗传图解。

解析:(1)根据题干的信息,乙果蝇的基因型为EEbbVV,丙果蝇的基因型为EEBBvv。乙果蝇与丙果蝇杂交,F1的基因型为EEBbVv,所以F1的表型是灰体长翅;由于控制两对性状的基因均位于Ⅱ号染色体上,两对性状的遗传不符合基因自由组合定律。F1雌雄交配时,F1产生两种配子,雌雄配子有四种结合方式,得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表型分离比。

(2)若只考虑体色,甲果蝇的基因型是eeBB,乙果蝇的基因型是EEbb,甲果蝇与乙果蝇杂交,F1的基因型为EeBb,表型为灰体;控制该性状的基因分别位于Ⅱ号、Ⅲ号染色体上,遵循基因的自由组合定律。F1雌雄交配,即EeBb×EeBb→9E　B　(灰体)∶3E　bb(黑体)∶3eeB　(黑檀体)∶1eebb,所以得到的F2中果蝇体色性状会发生分离。 

(3)子一代雌雄交配后,子二代雄果蝇和雌果蝇中直刚毛与焦刚毛的比值分别为雄性中直刚毛∶焦刚毛=(3+1)∶(3+1)=1∶1;雌性中只有直刚毛;两者后代分离比不同,性状的遗传与性别相关联,说明A、a位于X染色体上。由于伴性遗传具有交叉遗传的特点,子二代雌果蝇全是直刚毛,说明直刚毛为显性性状,所以子一代雄果蝇的基因型为XAY,子二代雄果蝇直刚毛∶焦刚毛=1∶1,说明子一代雌果蝇是杂合子XAXa。子二代雄果蝇和雌果蝇中灰体与黑体的比值为雄性中灰体∶黑体=(3+3)∶(1+1)=3∶1;雌性中灰体∶黑体=6∶2=3∶1;两者后代的分离比相同,说明B、b位于常染色体上,所以子一代的雌雄果蝇基因型均为Bb。综上所述,子一代的基因型为BbXAXa×BbXAY,因为亲本均为纯合子,bbXaY×BBXAXA→1BbXAXa∶1BbXAY,所以亲本的基因型为bbXaY×BBXAXA。

(4)甲组黑檀体果蝇的基因型是ee,灰体果蝇基因型是EE,两者杂交得F1的基因型为Ee,F1自交得F2性状分离比为3E　∶1ee。F2中的灰体果蝇有纯合也有杂合,若要证明某只灰体果蝇为杂合体,最好采取测交的方法,若测交后代出现黑檀体或黑檀体∶灰体=1∶1,则灰体为杂合子,其遗传图解如下: 

1.下列关于遗传的染色体学说的叙述中,错误的是(　A　)

A.该学说的提出基于染色体的成分分析

B.该学说的要点是染色体可能是基因载体

C.该学说能圆满解释孟德尔遗传定律

D.摩尔根对果蝇的遗传学研究完善了该学说

解析: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;该学说的要点是染色体可能是基因载体;遗传的染色体学说能圆满解释孟德尔遗传定律即减数分裂时,等位基因随着同染源色体的分开而分离,非同源染色体上非等位基因自由组合;摩尔根对果蝇的遗传学研究完善了该学说,即证明基因位于染色体上。

2.M、m和N、n分别表示某动物的两对同源染色体,A、a和B、b分别表示等位基因,基因与染色体的位置如图所示,下面对该动物精巢中部分细胞的分裂情况分析合理的是(　B　)

A.正常情况下,若某细胞的基因型为AABB,此时该细胞的名称为初级精母细胞

B.正常情况下,若某细胞含有MMmmNNnn这8条染色体,则此细胞处于有丝分裂后期

C.在形成次级精母细胞过程中,图中的染色体发生复制、联会、着丝粒分裂等变化

D.M和N染色体上的基因可能会发生交叉互换

解析:该生物的基因型为AaBb,在减数分裂前的间期,由于染色体的复制,减数第一次分裂过程的细胞的基因型为AAaaBBbb,在后期Ⅰ,由于同源染色体分离,非同源染色体自由组合,所以在精巢中形成的次级精母细胞的基因型为AABB、aabb或AAbb、aaBB,因此某细胞的基因型为AABB,则该细胞的名称为次级精母细胞;正常情况下,若细胞含有MMmmNNnn这8条染色体,则此细胞处于有丝分裂后期;形成次级精母细胞过程即为减数第一次分裂过程,该过程中染色体发生复制、联会等变化,但着丝粒分裂发生在后期Ⅱ;M和N是非同源染色体,非同源染色体之间不能发生交叉互换。

3.如图是科学家对果蝇某条染色体上的基因测定结果。下列有关叙述中正确的是(　D　)

A.白眼和棒眼是一对相对性状

B.朱红眼基因与深红眼基因是等位基因

C.该染色体上的基因在细胞中都能得到表达

D.朱红眼基因和深红眼基因的碱基对排列顺序不同

解析:白眼和棒眼不是一对相对性状;朱红眼基因与深红眼基因是同一条染色体上的基因,不是等位基因;该染色体上的基因若控制的性状为隐性性状,则在后代中不一定能表达出来;朱红眼基因和深红眼基因是不同基因,不同基因的碱基对排列顺序不同。

4.科学家将抗冻蛋白基因导入烟草,筛选出抗冻蛋白基因成功整合到染色体上的烟草(假定抗冻蛋白基因都能正常表达)。某些烟草的体细胞含两个抗冻蛋白基因,这两个基因在染色体上的整合情况有图示的三种类型(黑点表示抗冻蛋白基因的整合位点);让这些含两个抗冻蛋白基因的烟草自交,后代抗冻烟草和普通烟草(不含抗冻蛋白基因)的比值分别是(　A　)

A.1∶0;3∶1;15∶1 

B.3∶1;3∶1;9∶6∶1

C.1∶0;1∶1;9∶6∶1 

D.1∶1;3∶1;15∶1

解析:甲图中在一对同源染色体上都有抗冻蛋白基因,可看作是纯合子(用AA表示),自交后代全都含抗冻蛋白基因,即后代抗冻烟草∶普通烟草=1∶0;乙图可以看作是杂合子(用Aa表示),自交后代有3/4的个体含有抗冻蛋白基因,因此后代抗冻烟草∶普通烟草=3∶1;丙图在两对同源染色体上各有一条含有抗冻蛋白基因,相当于双杂合子(用AaBb表示),并且遵循基因的自由组合定律,因此自交后代不含抗冻蛋白基因(aabb)的占1/16,即后代抗冻烟草∶普通烟草=15∶1。

5.水稻抗瘟特性受3对等位基因控制(分别用字母A/a、B/b、C/c表示),只要含有抗瘟基因即表现抗病(即对稻瘟病菌M有抗性)。品系甲、乙、丙是三种纯合品系,且乙和丙均和甲存在一对基因的差异,其中品系甲不具有抗瘟特性,品系乙和丙都对稻瘟病菌M有抗性。现有谷农13和天谷B两种抗稻瘟病菌M纯合品系,让其分别与品系甲、乙、丙进行杂交,结果如表所示。

请回答下列问题。

(1)水稻的抗稻瘟病菌M特性是由　　　(填“显性”或“隐性”)基因控制的,具有抗瘟特性的水稻基因型有　　种,其中品系甲的基因型可表示为　　　　　　。 

(2)表中品系乙与品系丙的抗性基因位于　　对同源染色体上,该抗病性状的遗传遵循　　　　　定律;谷农13与品系丙杂交得到F1,然后F1通过　　     　得到F2,F2抗病个体中,其中杂合子所占比例为　　　　。 

解析:(1)由题意分析可知,水稻抗稻瘟病菌M特性是由显性基因控制,三对等位基因位于三对同源染色体上,遵循基因的自由组合定律,品系甲是隐性纯合子,基因型为aabbcc,具有抗瘟特性的水稻基因型有3×3×3-1=26(种)。

(2)品系乙、丙与甲只存在一对基因差异的纯合品系,其中品系甲不具有抗瘟特性,基因型为aabbcc,品系乙和丙都对稻瘟病菌M有抗性,可推知,品系乙有一对抗病基因,品系乙与谷农13杂交,F1抗病,F2表型及比例为抗病∶感病=436∶29≈15∶1,符合基因的自由组合定律,故谷农13也应有1对抗病基因,且谷农13与品系乙的抗性基因位于2对同源染色体上,同理,谷农13与品系丙杂交,F1抗病自交,F2表型及比例为抗病∶感病=508∶34≈15∶1,说明谷农13与品系丙的抗性基因也位于2对同源染色体上,故品系乙与品系丙的抗性基因位于2对同源染色体上,F2抗病个体共15份,其中纯合子只有3份,所占比例为1/5,杂合子占4/5。

答案:(1)显性　26　aabbcc

(2)2　自由组合　自交　4/5

概念理解练

1.对摩尔根等人得出“果蝇的白眼基因位于X染色体上”这一结论没有影响的是(　A　)

A.DNA双螺旋结构的确定

B.孟德尔的遗传定律

C.摩尔根的精巧实验设计

D.萨顿提出的遗传的染色体假说

解析:DNA双螺旋结构的确定是研究DNA的分子结构及本质,与摩尔根的基因定位分析不存在关联。

2.下列关于遗传的染色体学说的叙述中,正确的是(　B　)

A.该学说是孟德尔遗传定律的实质

B.该学说有助于解释孟德尔遗传定律

C.该学说的内容是基因和染色体行为的一致性

D.该学说证明了基因在染色体上

解析:减数分裂时同源染色体分离,同源染色体上的等位基因也随之分离;非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合,所以该学说有助于解释孟德尔遗传定律,而不是孟德尔遗传定律的实质;该学说的内容是基因和染色体的行为存在明显的平行关系;该学说没有证明基因在染色体上。

3.科学家发现孟德尔定律中的遗传因子(即基因)的行为和减数分裂过程中的染色体行为有着平行的关系,从而建立了遗传的染色体学说。下列关于其依据的叙述,错误的是(　D　)

A.都保持其独立性和完整性

B.等位基因和同源染色体都会彼此分离

C.在体细胞中都成对存在

D.配子中只有一个基因或一条染色体

解析:基因和染色体都保持其独立性和完整性;等位基因和同源染色体都会彼此分离;基因和染色体在体细胞中都成对存在;配子中只有成对的基因中的一个或成对的染色体中的一条。

4.果蝇的灰身和黑身由一对等位基因(A、a)控制,灰身对黑身为显性,让一只纯合的灰身雌果蝇与一只黑身雄果蝇交配得到子一代,子一代的雌雄个体交配得到子二代。为了确定A、a是位于常染色体上,还是位于X染色体上,下列指标中能达到目的的是(　D　)

①统计子二代中雄性个体的性状分离比

②统计子二代中灰身果蝇与黑身果蝇的比例

③统计子二代中黑身果蝇的性别比例

④统计子二代中雌性个体的性状分离比

A.①②③   B.①②③④   C.②③④   D.①③④

解析:若基因位于X染色体上,则子一代的基因型是XAXa、XAY,那么子二代的表型及其比例为灰身雌果蝇∶灰身雄果蝇∶黑身雄果蝇=2∶1∶1,即雌果蝇全是灰身,雄果蝇中灰身∶黑身=1∶1;若基因位于常染色体上,则子一代基因型都是Aa,子二代表型及其比例为灰身雌性∶灰身雄性∶黑身雌性∶黑身雄性=3∶3∶1∶1,不同性别的性状表现一样,不同性状的性别比例也一样。

5.以抗螟非糯性水稻(GGHH)与不抗螟糯性水稻(gghh)为亲本杂交得F1,F1自交得F2,F2的性状分离比为9∶3∶3∶1。则F1中两对基因在染色体上的位置关系是(　C　)

解析:根据F2的性状分离比为9∶3∶3∶1可知,控制这两种性状的两对基因位于两对同源染色体中,且每对等位基因位于一对同源染色

体中。

6.下列有关遗传的染色体学说的叙述中,不正确的是(　A　)

A.染色体是真核细胞中全部基因的载体

B.基因和染色体在多数生物的体细胞中都是成对存在

C.该学说使人们进一步认识到孟德尔定律的重要意义

D.等位基因和同源染色体在形成配子时都发生分离

解析:染色体是真核细胞中基因的主要载体,还有少量基因位于线粒体和叶绿体中;基因和染色体在多数生物的体细胞中都是成对存在的;遗传的染色体学说可以圆满地解释孟德尔定律,使人们进一步认识到孟德尔定律的重要意义;在形成配子的过程中,等位基因随同源染色体的分离而分离。

7.某植株及其相关基因控制的性状、显隐性及其在染色体上的分布。下列叙述错误的是(　C　)

A.甲、乙、丙、丁都可以作为验证基因分离定律的材料

B.图丁个体自交后代中表型及比例为黄皱∶绿皱=3∶1

C.图甲、乙所表示个体进行减数分裂时,可以揭示基因的自由组合定律的实质

D.图丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1

解析:基因分离定律的实质是位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离,甲、乙、丙、丁都可以作为验证基因分离定律的材料;对于植株的粒色、粒形来说,丁的基因型是Yyrr,且遵循分离定律,自交后代的基因型及比例是Y　rr∶yyrr=3∶1,前者表现为黄色皱粒,后者表现为绿色皱粒;图甲基因型是Yyrr、图乙基因型是YYRr,不论是否遵循自由组合定律,都产生比例是1∶1的两种类型的配子,因此不能揭示基因的自由组合定律的实质;图丙中虽然存在3种基因,但是dd纯合,故图丙个体自交,子代表型比例为9∶3∶3∶1。 

8.如图表示某种二倍体生物一对同源染色体上的部分基因,以下说法正确的是(　B　)

A.图中共存在4对等位基因

B.图中粒形的遗传遵循分离定律

C.图中茎高和花色这两对相对性状的遗传遵循自由组合定律

D.在该生物体内,甲染色体上所有的基因控制的性状一定能被观察到

解析:等位基因是位于同源染色体同一位置上控制相对性状的基因,图中共存在除花顶生—花顶生之外的3对等位基因;由于控制粒形这对相对性状的基因位于一对同源染色体上,故其遗传遵循分离定律;由于控制茎高与花色这两对相对性状的基因位于同一对同源染色体上,故其遗传不遵循自由组合定律;在该生物体内,甲染色体上有些基因控制的性状可能为隐性性状,将不能被观察到,故A、C、D所述均不正确。

9.如图①②③④表示的是四株豌豆体细胞中的两对基因及其在染色体上的位置(不考虑基因间的相互作用),下列分析错误的是(　D　)

A.①②杂交后代的性状分离之比是9∶3∶3∶1

B.①③杂交后代的基因型之比是1∶1∶1∶1

C.四株豌豆自交都能产生基因型为AAbb的后代

D.①株中基因A与a的分开发生在减数第二次分裂时期

解析:①(AaBb)×②(AaBb)杂交,后代的性状分离之比是9∶3∶3∶1;①(AaBb)×③(AAbb),后代的基因型为AABb、AAbb、AaBb、Aabb,且比例为1∶1∶1∶1;四株豌豆细胞中都含Ab基因,都能产生含Ab的配子,所以自交都能产生基因型为AAbb的后代;A与a是等位基因,随着同源染色体的分开而分离,而同源染色体上的等位基因的分离发生在减数第一次分裂后期。

10.柿子椒是雌雄同株的植物,开两性花。已知每对相对性状均由一对基因控制,且为完全显性,其中果实圆锥形(A)对灯笼形(a)为显性,红色(B)对黄色(b)为显性,辣味(D)对甜味(d)为显性。三对基因在染色体上的位置情况如图所示。现利用3个纯合亲本做杂交实验,甲为灯笼形红色辣味,乙为灯笼形黄色辣味,丙为圆锥形黄色甜味。若不考虑基因突变和交叉互换,请回答下列问题。

(1)A、a与B、b基因　　　　(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律,原因是　 　　　　　                          　　。  

(2)用甲、乙、丙两两分别杂交,F2中灯笼形黄色甜味果实植株所占比例最高的亲本组合是　　　 　　,这对组合产生的F2表型及比例为

　 　                                                 。 

(3)用某甜味植株与乙杂交,F1中圆锥形红色辣味∶圆锥形黄色辣

味=1∶1,则该甜味植株的基因型是　                         。

(4)若基因型为如图所示的个体与某一基因型未知的植株杂交,产生的后代为AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶aabbdd=1∶1∶1∶1,则该植株的基因型是　　　　　　　。 

解析:(1)由题图可知,A、a和B、b位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律。

(2)根据题意中的显隐性可知,3个纯合亲本中甲(灯笼形红色辣味)的基因型为aaBBDD,乙(灯笼形黄色辣味)的基因型为aabbDD,丙(圆锥形黄色甜味)的基因型为AAbbdd。甲和乙杂交,F1为aaBbDD,则F2中灯笼形黄色甜味果实植株(aabbdd)为0;根据题图可知,A、a和B、b位于一对同源染色体上,即亲本甲中a和B连锁,亲本丙中A和b连锁,不考虑交叉互换,则甲和丙杂交的F1(AaBbDd)产生的配子类型和比例为AbD∶Abd∶aBD∶aBd=1∶1∶1∶1,则F2中灯笼形黄色甜味果实植株(aabbdd)为0;乙和丙杂交,F1为AabbDd,则F2中灯笼形黄色甜味果实植株(aabbdd)为1/4×1×1/4=1/16,所以用甲、乙、丙两两分别杂交,F2中灯笼形黄色甜味果实植株所占比例最高的亲本组合是乙和丙。这对组合产生的F2表型及比例为圆锥形黄色辣味(A　bbD　)∶圆锥形黄色甜味(A　bbdd)∶灯笼形黄色辣味(aabbD　)∶灯笼形黄色甜味(aabbdd)=9∶3∶3∶1。 

(3)用某甜味植株(　 　 　 　dd)与乙(aabbDD)杂交,F1中圆锥形红色辣味(A　B　D　)∶圆锥形黄色辣味(A　bbD　)=1∶1,即控制果实形状和果实味道的基因在后代都没有出现性状分离,而控制颜色的基因在后代出现了性状分离,所以该甜味植株的基因型是AABbdd。 

(4)若基因型为如题图所示的个体与某一基因型未知的植株杂交,由于如题图所示的个体产生的配子类型和比例为ABD∶ABd∶abD∶abd=1∶1∶1∶1,而杂交产生的后代为AaBbDd∶AaBbdd∶aabbDd∶aabbdd=1∶1∶1∶1,说明未知基因型的个体只能产生abd一种配子,所以该植株的基因型是aabbdd。

答案:(1)不遵循　A、a和B、b位于一对同源染色体上

(2)乙和丙　圆锥形黄色辣味∶圆锥形黄色甜味∶灯笼形黄色辣味∶灯笼形黄色甜味=9∶3∶3∶1

(3)AABbdd

(4)aabbdd

素养提升练

11.下图是科学家对果蝇一条染色体上的基因测定结果,下列有关该图说法正确的是(　D　)

A.控制朱红眼与深红眼的基因是等位基因

B.控制白眼和朱红眼的基因在遗传时遵循着基因的分离定律

C.在后代中能表现出该染色体上所有基因控制的性状

D.该染色体上的基因不遵循基因的自由组合定律

解析:控制朱红眼与深红眼的基因在同一条染色体上,不属于等位基因;控制白眼与朱红眼的基因在同一条染色体上,遗传时不分离,所以不遵循基因的分离定律;由于基因的选择性表达,该染色体上的基因在后代中不一定都表达;该染色体上的基因遗传时不遵循基因的自由组合定律,遵循连锁与交换定律。

12.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(　C　)

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,基因和染色体都有一定的独立性和完

整性

解析: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,这属于基因与染色体的平行关系;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,这属于基因与染色体的平行关系;作为遗传物质的DNA,主要分布在染色体上,这不属于基因与染色体的平行关系;在配子形成和受精过程中,基因和染色体都有一定的独立性和完整性,这属于基因与染色体的平行关系。

13.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(　C　)

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与d之间自由组合

D.可以用AaBb基因型的个体研究自由组合定律

解析:从染色体情况上看,该果蝇能形成2种配子,即3+X和3+Y;e基因位于X染色体上,因此其控制的性状在雌、雄个体中出现的概率不相等;基因a与d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;基因a与b位于同一对同源染色体上,它们的遗传不遵循自由组合定律,因此不能用AaBb基因型的个体研究自由组合定律。

14.在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞,等位基因A、a被分别标记为红、黄色,等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。①③细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换,下列有关推测合理的是(　C　)

A.①时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点,各

2个

B.③时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点,各

1个

C.②时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点,各2个

D.图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或第二次分裂过程异常

解析:分析题图可知①是有丝分裂后期的细胞,着丝粒分裂,向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点,各1个;分析题图可知③是后期Ⅱ的细胞,由于第一次分裂时等位基因已经发生了分离,因此向每一极移动的荧光点红、黄色不能同时出现,蓝、绿色也不能同时出现;②为初级精母细胞,染色体发生了复制,基因加倍,此时同源染色体没有分离,因此该细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点,各2个;分析题图可知,图中的精细胞存在等位基因B和b,可能是减数第一次分裂时B与b所在的同源染色体没有发生分离所致。

15.摩尔根利用果蝇进行遗传实验研究,证明了基因在染色体上。请回答下列相关问题。

(1)摩尔根在一群红眼果蝇中,发现了一只白眼雄果蝇,并让它与正常的红眼雌果蝇交配,结果F1全是红眼果蝇,这表明　　   　　是显性性状。 

(2)摩尔根让F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配,结果F2中,红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3∶1,这说明果蝇眼色的遗传符合　　　　　　　定律。 

(3)F2红眼果蝇中有雌雄个体,而白眼果蝇全是雄性,可推测控制眼色的基因位于性染色体上。现有纯种的红眼雌、雄果蝇和白眼的雌、雄果蝇,请从中选择亲本,只做一次杂交实验,以确定果蝇的眼色基因与X、Y染色体的关系。

杂交实验:选择　          交配。 

结果预期:

若子代中　　　　　　　　　　　,说明在X、Y染色体上都存在控制果蝇眼色的基因。若子代中　　　　　　　　　　　　　　,说明控制果蝇眼色的基因只在X染色体上。 

解析:(1)白眼雄果蝇与正常的红眼雌果蝇交配,结果F1全是红眼果蝇,这表明红眼是显性性状。

(2)F1中的红眼雌、雄果蝇相互交配,F2中红眼果蝇与白眼果蝇的数量比为3∶1,这一比例符合孟德尔一对相对性状杂交实验的性状分离比,这说明果蝇眼色的遗传符合基因的分离定律。

(3)杂交实验中选择(纯种的)红眼雄果蝇与白眼雌果蝇交配。

结果预期:如果X、Y染色体上都存在控制果蝇眼色的基因(设控制眼色的基因为B、b),即亲本基因型为XbXb、XBYB,则子代基因型为XBXb、XbYB,即子代中(雌、雄果蝇)全为红眼;如果控制果蝇眼色的基因只在X染色体上,则亲本基因型为XbXb、XBY,则子代基因型为XBXb、XbY,即子代中雌果蝇全为红眼,雄果蝇全为白眼。

答案:(1)红眼　 (2)基因的分离

(3)(纯种的)红眼雄果蝇与白眼雌果蝇

(雌、雄果蝇)全为红眼

雌果蝇全为红眼,雄果蝇全为白眼