第2節基因在染色體上核心素養能力培優知識點一基因位于染色體上的實驗證據1．薩頓的假說結合“薩頓的假說”，下列敘述錯誤的有①②。①薩頓利用假說—演繹法，推測基因位于染色體上②體細胞中基因成對存在，配子中只含一個基因③基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系④基因、染色體在生殖過程中均保持完整性和獨立性2．基因位于染色體上的實驗證據(1)實驗者：美國生物學家摩爾根。(2)實驗科學方法：假說—演繹法。(3)實驗材料：果蠅。(4)實驗過程：①實驗現象：②實驗假說。內容：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。遺傳圖解：③實驗驗證：通過測交的方法進行驗證。④結論：控制白眼性狀的基因只位于X染色體上，即基因位于染色體上。(5)基因與染色體的關系：①數量關系：一條染色體上有許多個基因。②位置關系：基因在染色體上呈線性排列。1．果蠅的染色體組成：性別雌性雄性圖示同源染色體4對4對常染色體Ⅱ、Ⅲ、ⅣⅡ、Ⅲ、Ⅳ性染色體XXXY染色體組成6＋XX(同型)6＋XY(異型)2.果蠅測交實驗分析：(1)實驗一：F2中白眼雄果蠅與F1中紅眼雌果蠅交配：基因在性染色體上基因在常染色體上說明：雜交子代中，雌雄果蠅中均有紅眼和白眼，與基因位于常染色體表現相同，故根據本實驗的結果無法驗證假說，但通過本實驗得到了白眼雌果蠅。(2)實驗二：利用“實驗一”得到的白眼雌果蠅與一個毫無血緣關系的純種紅眼雄果蠅交配：基因在性染色體上基因在常染色體上說明：雜交子代中，雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼，性狀表現與性別相聯系，與基因位于常染色體表現不同，由此可證明假說成立。★思考·討論1．摩爾根果蠅雜交實驗與孟德爾一對相對性狀雜交實驗相比，所用方法及實驗結果的異同點是什么？(科學思維)(1)相同點：都運用了假說—演繹法；F2都發生性狀分離。(2)不同點：果蠅雜交實驗中，眼色遺傳與性別有關。1．以下為某同學設計的兩種雜交方案：雜交1：純種果蠅中，朱紅眼♂×暗紅眼♀，F1只有暗紅眼；雜交2：純種果蠅中，暗紅眼♂×朱紅眼♀，F1雌性為暗紅眼，雄性為朱紅眼。設相關基因為A、a，下列敘述不正確的是(C)A．雜交1和雜交2可用于判斷有關基因所在位置B．實驗結果說明眼色基因不在常染色體上C．雜交2中的F1自由交配，后代表型比例為31D．兩種雜交實驗產生的F1中，雌性基因型都是XAXa解析：正、反交實驗可用來區分常染色體遺傳與伴性遺傳，A正確。若正、反交結果不同，且子代的表型與性別有關，說明控制性狀的基因位于性染色體上；若正、反交結果一致，說明控制性狀的基因位于常染色體上；題干中的實驗結果屬于第一種情況，說明控制眼色的基因位于性染色體上，B正確。雜交2中，純種朱紅眼♀(XaXa)×純種暗紅眼♂(XAY)，F1雌性為暗紅眼(XAXa)，雄性為朱紅眼(XaY)，F1中雌、雄果蠅自由交配，其后代基因型的比例為1(XAXa)1(XaXa)1(XAY)1(XaY)，則表型的比例為1111，C錯誤。雜交1中：純種暗紅眼♀(XAXA)×純種朱紅眼♂(XaY)得到的F1中，雌性的基因型為XAXa；雜交2中：純種朱紅眼♀(XaXa)×純種暗紅眼♂(XAY)得到的F1中，雌性的基因型為XAXa，D正確。★素養·探究——母題追問(1)上題雜交1中，若F1中的雌雄個體相互交配，請分析子代的表型及比例。(科學思維)提示：F1中果蠅基因型為XAXa、XAY，則子代中暗紅眼朱紅眼＝31。(2)某同學欲證明上題兩實驗中F1雌果蠅的基因型均為雜合子。請你幫他寫出簡要的實驗思路。(科學思維)提示：讓F1雌果蠅分別與暗紅眼雄果蠅雜交，觀察子代的表型。子代中出現朱紅眼雄果蠅，則該果蠅為雜合子。【方法規律】判斷基因位于常染色體或性染色體上的方法方法結果基因的位置統計調查根據子代某性狀在雌雄個體中的比例來推斷比例相同一般在常染色體上比例不同一般在X(或Y)染色體上設計遺傳雜交實驗若已知顯隱性：采用顯雄×隱雌若子代雌雄中各表型比例相同在常染色體上若子代雌顯雄隱＝11在X染色體上若不知顯隱性：采用正反交若兩組子代雌雄中各表型比例均相同在常染色體上若有一組后代表現為雌全與父本一致，雄全與母本一致在X染色體上2.果蠅的大翅和小翅是一對相對性狀，由一對等位基因A、a控制。現用大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進行交配，再讓F1雌雄個體相互交配，實驗結果如下：F1：大翅雌果蠅、雄果蠅共1237只；F2：大翅雌果蠅2159只，大翅雄果蠅1011只，小翅雄果蠅982只。下列分析不正確的是(D)A．果蠅翅形大翅對小翅為顯性B．根據實驗結果判斷果蠅的翅形遺傳遵循基因分離定律C．根據實驗結果可證明控制翅形的基因位于X染色體上D．F2中雌果蠅基因型相同，雄果蠅有兩種基因型解析：本題主要考查驗證基因在染色體上的實驗，正確解答應注意以下幾點：①明確研究的是一對等位基因和一對相對性狀。②注意每一代果蠅性狀與性別的聯系。③正確書寫遺傳圖解。大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進行交配，F1全是大翅果蠅，所以大翅對小翅為顯性。根據題中信息“F2：大翅雌果蠅2159只，大翅雄果蠅1011只，小翅雄果蠅982只”可知，大翅小翅≈31，符合基因分離定律，又因為大翅果蠅雌雄不等，可推知控制翅形的基因位于X染色體上。遺傳圖解如下：可見，F2中雌果蠅有兩種基因型，分別為XAXA和XAXa。知識點二孟德爾遺傳規律的現代解釋1．基因的分離定律與自由組合定律的比較2.請依據遺傳規律和減數分裂，判斷下列敘述的正誤：(1)一對遺傳因子就是位于一對同源染色體上的等位基因。(√)(2)雜合子形成配子時，等位基因隨同源染色體的分開而分離。(√)(3)減數分裂過程中，等位基因分離，非等位基因自由組合。(×)提示：減數分裂過程中，等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合。(4)基因的自由組合發生在受精作用過程中。(×)提示：基因的自由組合發生在減數分裂過程中，受精作用中的精子與卵細胞的隨機結合不屬于自由組合。1．等位基因與非等位基因的辨析：等位基因非等位基因位置同源染色體的同一位置同源染色體、非同源染色體特點控制一對相對性狀控制不同相對性狀行為隨同源染色體分開而分離非同源染色體上的非等位基因，隨非同源染色體自由組合而自由組合圖示(1)A和a、B和b、C和c為等位基因。(2)A和B、A和C、B和C、A和b等均為非等位基因，其中A和B位于一條染色體上，A和b位于同源染色體上，不能自由組合；A和C、B和C位于非同源染色體上，可自由組合2.分離定律和自由組合定律的細胞學基礎：3．孟德爾遺傳規律的適用范圍：(1)適合于真核生物，因為真核生物具有染色體，基因的分離或自由組合是隨著染色體分離或自由組合而進行的。(2)適合于能進行有性生殖的生物。因為孟德爾遺傳規律的細胞學基礎是減數分裂，只有能進行有性生殖的生物才能進行減數分裂。(3)自由組合定律發生在非同源染色體上的非等位基因之間。★思考·討論2．減數分裂是遺傳規律的細胞學基礎。其中在哪一時期可實現等位基因分離和非同源染色體上非等位基因的自由組合？(生命觀念)提示：減數分裂Ⅰ后期。3．位于性染色體上的等位基因在遺傳時是否遵循分離定律？控制兩對相對性狀的兩對等位基因一定遵循自由組合定律嗎？(科學思維)提示：位于性染色體上的等位基因在遺傳時遵循分離定律。不一定；控制兩對相對性狀的兩對等位基因若位于同一對同源染色體上，則不遵循基因自由組合定律。3．在完全顯性條件下(即雜合子與顯性純合子表型相同)，若下列所示基因狀況的生物自交，其子代性狀分離比例為9331的是(B)解析：子代性狀分離比例為9331，說明是具有分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因的個體自交的結果，只有位于兩對同源染色體上的兩對等位基因即雙雜合子自交時，其子代性狀分離比才會出現9331。圖中A為三雜合子，B為雙雜合子，C只含一對等位基因，D雖然含兩對等位基因，但這兩對等位基因均位于同一對染色體上。故選項B子代性狀分離比為9331。【誤區警示】基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規律(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由組合定律，只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾遺傳規律，如葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾遺傳規律。(3)并不是所有生物中的基因都遵循孟德爾遺傳規律，如原核生物細胞中的基因都不遵循孟德爾遺傳規律。★素養·探究——情境遷移某一年生草本植物種群的花色、莖的高矮和葉的寬窄分別受三對等位基因A、a，B、b和C、c控制，某個體中基因與染色體的位置關系如圖所示：(1)某同學提出“三對等位基因中的任意一對基因的遺傳都遵循分離定律，任意兩對基因的遺傳都遵循自由組合定律”，請你判斷該同學的說法是否合理？說出你的判斷依據。(科學思維)提示：不合理。三對等位基因中任意一對基因的遺傳均遵循分離定律，但其中等位基因A、a和B、b位于一對同源染色體上，其遺傳不遵循自由組合定律。(2)若用該個體與另一親本雜交來驗證自由組合定律，請寫出另一親本的基因型。(科學思維)提示：aaBBcc或AAbbcc。4．最能正確表示基因自由組合定律實質的是(D)解析：基因自由組合定律的實質是在減數分裂形成配子時，同源染色體上等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合，圖D與之相符合；圖A中只有一對等位基因，不能發生基因自由組合；圖B表示雙雜合子自交，符合基因的自由組合定律，但不能體現自由組合定律的實質；圖C中的兩對等位基因位于同一對同源染色體上，不符合基因的自由組合定律。課題調研：概念原理分類題目——基因在染色體上[典范例題]某種昆蟲長翅(A)對殘翅(a)為顯性，直翅(B)對彎翅(b)為顯性，有刺剛毛(D)對無刺剛毛(d)為顯性，控制這三對性狀的基因在染色體上的位置及某個體的基因型如圖所示，請回答：(1)長翅與殘翅、直翅與彎翅兩對相對性狀的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)基因自由組合定律，理由是______________。(2)該昆蟲一個初級精母細胞所產生的精細胞的基因型為________。(3)該昆蟲細胞有絲分裂后期，移向細胞同一極的基因有________。(4)該昆蟲細胞分裂中復制形成的兩個D基因發生分離的時期有________________________。[模板構建·思路導引]eq\a\vs4\al(讀題)通過題干文字信息和圖示信息，明確題目考查內容：基因與染色體的關系eq\a\vs4\al(找詞)題中出現的核心關鍵詞“基因在染色體上的位置”，利用染色體傳遞規律分析基因變化eq\a\vs4\al(分析)基因主要位于染色體上，減數分裂過程中基因隨染色體的變化而變化，等位基因隨同源染色體的分離而分離，非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而自由組合，由此合理地解釋了遺傳規律[規范答案·警示失誤](1)不遵循控制這兩對相對性狀的基因位于一對同源染色體上(2)AbD、abd或Abd、abD錯答：AbD、abd、Abd、abD錯因：①審題不清，將“一個初級精母細胞”誤以為是個體；②不能正確認識初級精母細胞所產生的精細胞的基因組成情況。(3)A、a、b、b、D、d錯答：AbD、abd或Abd、abD錯因：①對于有絲分裂過程的特點認識不到位，忽視了有絲分裂過程移向兩極的染色體來源相同，基因組成也相同；②沒有真正理解基因與染色體的關系，仍以基因層次分析問題。(4)有絲分裂后期和減數分裂Ⅱ后期[解題技巧]概念原理是生物學的基礎知識，解答這類問題時，要求理解基本原理的內涵和外延，能夠正確區分易混概念，理解有關生理過程的原理，同時要求能運用生物學基本原理解釋實際問題。這類題目的一般解題思路為：(1)“讀題”——認真閱讀題干要求，提取有效信息，明確題目所考查的內容。(2)“找詞”——明確題目所考查內容，找出“題眼”，即生物學概念或原理，這是正確解題的關鍵所在。(3)“分析”——回扣基本概念、基本原理，分析概念原理的內涵和外延，辨析易混概念在語言表述方面的區別點，避免因一字之差導致錯答。課堂對點素養達標一、選擇題1．大量事實表明，孟德爾發現的基因遺傳行為與染色體的行為是平行的。據此作出的如下推測，哪一項是沒有說服力的(C)A．基因在染色體上B．同源染色體分離導致等位基因分離C．每條染色體上有許多基因D．非同源染色體自由組合使非等位基因重組解析：基因遺傳行為與染色體的行為是平行的，這樣染色體的行為便會決定基因的行為，當染色體發生分離和自由組合，其上的基因也會發生分離和自由組合，但是，并不能看出染色體上基因的數量。2．下列關于基因在細胞中存在方式的敘述，正確的是(A)A．在體細胞中成對存在，在配子中成單存在B．在體細胞和配子中都成單存在C．在體細胞和配子中都成對存在D．在體細胞中成單存在，在配子中成對存在解析：基因在體細胞中以等位基因的形式成對存在于同源染色體上，在減數分裂時，同源染色體分離，成對的等位基因也分離。3．下列關于雌雄果蠅體細胞的染色體敘述，錯誤的是(D)A．果蠅體細胞中有4對染色體，3對是常染色體B．在雌果蠅中的性染色體是同型的C．在雄果蠅中的性染色體是異型的D．在果蠅體細胞中各對染色體都含有各自的等位基因解析：雄性個體的X、Y染色體存在非同源區段，在非同源區段無等位基因。4．下列敘述錯誤的是(C)A．在減數分裂過程中，同源染色體分開，其上的等位基因分離B．果蠅的紅眼(或白眼)基因只存在于X染色體上C．在減數分裂過程中，所有非等位基因都可以自由組合D．等位基因總是一個來自父方，一個來自母方解析：非等位基因的存在有兩種情況：一種是存在于非同源染色體上，另一種是存在于一對同源染色體上。前一種情況，細胞在減數分裂過程中，非等位基因會隨著非同源染色體的自由組合而組合，后一種情況屬于基因的連鎖，只有同源染色體之間發生了互換，才有可能使這兩對非等位基因組合。5．果蠅的灰身和黑身是由位于常染色體上的基因V和v控制的，紅眼和白眼是由位于X染色體上的基因W和w控制的，純合灰身紅眼雌果蠅與黑身白眼雄果蠅雜交產生F1全是灰身紅眼果蠅。下列分析錯誤的是(多選)(BCD)A．子一代雌果蠅產生配子時，W和w、V和v分離，W和V或v，w和V或v自由組合B．純合子灰身紅眼雌果蠅產生配子時，無同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合，只產生一種類型的配子即VXWC．子一代雄果蠅體細胞中含有一個灰身基因，一個黑身基因，一個紅眼基因，一個白眼基因D．親代雄果蠅產生一種類型的生殖細胞解析：由題干可知：W、w與V、v位于兩對同源染色體上，所以為自由組合。二、非選擇題6.如圖是科學家根據果蠅的遺傳實驗繪制出的果蠅某一條染色體上的某些基因的位置圖，請回答：(1)基因