[學(xué)生用書P29]
一、薩頓的假說
1．內(nèi)容：基因(遺傳因子)是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因在染色體上。
2．依據(jù)：基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。
3．研究方法：類比推理法。
4．基因和染色體行為比較
二、基因位于染色體上的實驗證據(jù)
1．實驗者：美國生物學(xué)家摩爾根。
2．實驗科學(xué)方法：假說—演繹法。
3．實驗材料：果蠅。
4．實驗過程
(1)實驗現(xiàn)象
(2)實驗假說
①內(nèi)容：控制白眼的基因(用w表示)在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。
②遺傳圖解
(3)實驗驗證：通過測交的方法進(jìn)行驗證。
(4)實驗結(jié)論：控制白眼性狀的基因只位于X染色體上，即基因在染色體上。
5．基因與染色體的關(guān)系
(1)數(shù)量關(guān)系：一條染色體上有許多個基因。
(2)位置關(guān)系：基因在染色體上呈線性排列。
三、孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋
(1)體細(xì)胞中基因成對存在，配子中只含一個基因。(×)
(2)性染色體上的基因都與性別決定有關(guān)。(×)
(3)白眼殘翅雌果蠅(bbXrXr)能形成bbXrXr類型的次級卵母細(xì)胞。(√)
(4)果蠅細(xì)胞內(nèi)的基因都位于染色體上。(×)
(5)在減數(shù)分裂中，等位基因彼此分離的同時，非等位基因自由組合。(×)
知識點一 基因位于染色體上的實驗證據(jù)[學(xué)生用書P30]
1．果蠅的染色體組成分析
2.果蠅測交實驗的分析
(1)實驗一：用白眼雄果蠅與雜合紅眼雌果蠅交配。
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的表現(xiàn)相同，故根據(jù)本實驗的結(jié)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(guān)系的純種紅眼雄果蠅交配。
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(xiàn)與性別相聯(lián)系，與基因位于常染色體的表現(xiàn)不同，由此可證明假說成立。
發(fā)展素養(yǎng)
1．摩爾根果蠅雜交實驗與孟德爾一對相對性狀的雜交實驗相比，有何異同？(科學(xué)思維)
提示：(1)相同點：都運用了假說—演繹法的科學(xué)研究方法；F2都出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象。
(2)不同點：果蠅的雜交遺傳中，眼色遺傳與性別有關(guān)。
2．假說—演繹法與類比推理法相比，依據(jù)的原理及得出的結(jié)論有何不同？(科學(xué)思維)
提示：類比推理法與假說—演繹法的區(qū)別
1．(2020·福建泉州高一期中)摩爾根研究控制果蠅白眼的基因在染色體上的位置時經(jīng)歷了若干過程，下列敘述依次為( )
①白眼性狀是如何遺傳的，為何與性別有關(guān)
②控制白眼的基因僅位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因
③對F1紅眼雌果蠅進(jìn)行測交
A．①為假說，②為推論，③為實驗驗證
B．①為觀察，②為假說，③為推論
C．①為問題，②為假說，③為實驗驗證
D．①為推論，②為假說，③為實驗驗證
解析：選C。摩爾根研究控制果蠅白眼的基因在染色體上的位置時采用的方法是假說—演繹法。根據(jù)實驗現(xiàn)象提出的問題是白眼性狀是如何遺傳的，為何與性別有關(guān)；作出的假設(shè)是控制白眼的基因僅位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因；利用F1紅眼雌果蠅進(jìn)行測交實驗，驗證假說。
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(xiàn)用大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進(jìn)行交配，再讓F1雌雄個體相互交配，實驗結(jié)果如下表所示：
下列分析不正確的是( )
A．果蠅翅形大翅對小翅為顯性
B．根據(jù)實驗結(jié)果判斷果蠅的翅形遺傳遵循基因分離定律
C．根據(jù)實驗結(jié)果可證明控制翅形的基因位于X染色體上
D．F2中雌果蠅的基因型相同，雄果蠅有兩種基因型
解析：選D。大翅雌果蠅和小翅雄果蠅進(jìn)行交配，F(xiàn)1全是大翅果蠅，所以大翅對小翅為顯性。根據(jù)題中“F2：大翅雌果蠅2 159只，大翅雄果蠅1 011只，小翅雄果蠅982只”可知，大翅∶小翅≈3∶1，符合基因分離定律，又因為小翅果蠅只出現(xiàn)在雄性中，由此可推知，控制翅形的基因位于X染色體上。遺傳圖解如下：
可見，F(xiàn)2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(guī)律的現(xiàn)代解釋[學(xué)生用書P31]
1．基因分離定律的細(xì)胞學(xué)解釋
(1)圖解
(2)分離定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：等位基因隨同源染色體的分開而分離。
2．基因自由組合定律的細(xì)胞學(xué)解釋
(1)圖解
(2)自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)：等位基因隨同源染色體的分開而分離的同時，位于非同源染色體上的非等位基因自由組合。
發(fā)展素養(yǎng)
1．生物中的所有基因都遵循孟德爾遺傳規(guī)律嗎？(科學(xué)思維)
提示：(1)并不是所有生物中的基因都遵循孟德爾遺傳規(guī)律，如原核生物細(xì)胞中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾遺傳規(guī)律，如葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。
2．生物的所有基因都遵循自由組合定律嗎？(科學(xué)思維)
提示：并不是所有的非等位基因都遵循自由組合定律，只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。
1．下列關(guān)于孟德爾遺傳規(guī)律的敘述，錯誤的是( )
A．同源染色體分離導(dǎo)致等位基因分離
B．一對遺傳因子就是位于一對同源染色體上的等位基因
C．同源染色體上的非等位基因自由組合
D．非同源染色體上的非等位基因自由組合
解析：選C。在減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離導(dǎo)致其上的等位基因分離，非同源染色體自由組合，位于非同源染色體上的非等位基因也進(jìn)行自由組合。
2．(2020·廣東廣州高一期末)根據(jù)下圖所示基因在染色體上的分布情況判斷，下列選項不遵循基因的自由組合定律的是( )
解析：選A。A、a與D、d位于一對同源染色體上，不遵循基因的自由組合定律，A錯誤；A、a與B、B位于兩對同源染色體上，在遺傳過程中遵循基因的自由組合定律，B正確；A、a與C、c位于兩對同源染色體上，在遺傳過程中遵循基因的自由組合定律，C正確；C、c與D、d位于兩對同源染色體上，在遺傳過程中遵循基因的自由組合定律，D正確。
等位基因與非等位基因的辨析
[隨堂檢測][學(xué)生用書P32]
1．(2020·廣東江門高一月考)1903年，美國遺傳學(xué)家薩頓關(guān)于“基因位于染色體上”的假說是( )
A．運用類比推理提出的
B．運用假說—演繹法提出的
C．通過做實驗研究得出的結(jié)論
D．運用系統(tǒng)分析法提出的
解析：選A。薩頓關(guān)于“基因位于染色體上”的假說運用的是類比推理法，他將看不見的基因與看得見的染色體的行為進(jìn)行類比，根據(jù)其驚人的一致性，提出“基因位于染色體上”的假說。薩頓沒有做實驗進(jìn)行研究，故A正確。
2．下圖為雄果蠅染色體圖，下列敘述錯誤的是( )
A．其配子的染色體組成是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
B．白眼雄果蠅的白眼基因位于X染色體上，Y染色體上無等位基因
C．減數(shù)分裂Ⅱ中期有4條染色體，且形態(tài)各不相同
D．白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，后代全部表現(xiàn)為紅眼
解析：選D。減數(shù)分裂形成配子時，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，所以該個體所形成的配子中的染色體組成是X、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ或Y、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，A正確；白眼雄果蠅的白眼基因位于X染色體的非同源區(qū)段上，Y染色體上沒有其等位基因，B正確；減數(shù)分裂Ⅱ中期，細(xì)胞中只有4條染色體，且形態(tài)各不相同，C正確；白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，后代雌果蠅全部表現(xiàn)為紅眼，雄果蠅全部表現(xiàn)為白眼，D錯誤。
3．繼孟德爾之后，摩爾根也運用了假說—演繹法進(jìn)行科學(xué)探究，其果蠅雜交實驗成為“基因在染色體上的實驗證據(jù)”的經(jīng)典。下列實驗可以成功驗證摩爾根的演繹推理的是( )
A．白眼雌×紅眼雄→紅眼雌∶白眼雄＝1∶1
B．紅眼雌×白眼雄→紅眼雌∶紅眼雄＝1∶1
C．紅眼雌×白眼雄→紅眼雌∶白眼雄∶紅眼雄∶白眼雌＝1∶1∶1∶1
D．A、B、C三項都不是
解析：選A。摩爾根用測交實驗及其結(jié)果成功地驗證了自己的演繹推理；摩爾根的測交實驗是讓子一代果蠅與隱性純合子雜交，因此摩爾根所做的測交實驗包括白眼雌果蠅(XwXw)×紅眼雄果蠅(XWY)→紅眼雌果蠅(XWXw)∶白眼雄果蠅(XwY)＝1∶1。
4．果蠅的紅眼(W)對白眼(w)為顯性，長翅(T)對殘翅(t)為顯性，其中W、w位于X染色體上，T、t位于常染色體上?，F(xiàn)有一只紅眼長翅雄果蠅與一只紅眼長翅雌果蠅交配，若子代的紅眼長翅雄果蠅占3/16，則子代中( )
A．紅眼長翅果蠅占9/16
B．白眼長翅雄果蠅占3/8
C．紅眼殘翅果蠅占3/8
D．白眼殘翅雌果蠅占1/16
解析：選A。紅眼長翅雄果蠅與紅眼長翅雌果蠅交配，子代的紅眼長翅雄果蠅占3/16＝(1/4)×(3/4)，可推知雙親的基因型為TtXWXw和TtXWY，子代中紅眼長翅果蠅占(3/4)×(3/4)＝9/16，A正確；白眼長翅雄果蠅占(1/4)×(3/4)＝3/16，B錯誤；紅眼殘翅果蠅占(3/4)×(1/4)＝3/16，C錯誤；白眼殘翅雌果蠅占0×(1/4)＝0，D錯誤。
5．(2020·江西南昌高一期中)孟德爾發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律對下列哪種生物不適用( )
A．玉米B．顫藍(lán)細(xì)菌
C．果蠅D．人類
解析：選B。孟德爾的遺傳規(guī)律的實質(zhì)是在減數(shù)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，所以只有能進(jìn)行減數(shù)分裂的真核生物，其細(xì)胞核遺傳才遵循孟德爾遺傳規(guī)律。玉米、果蠅、人類都屬于真核生物，能進(jìn)行減數(shù)分裂，所以適用孟德爾遺傳規(guī)律；顫藍(lán)細(xì)菌屬于原核生物，不進(jìn)行減數(shù)分裂，所以不適用孟德爾遺傳規(guī)律。
6．下列關(guān)于人類基因與染色體關(guān)系的敘述，錯誤的是( )
A．人體細(xì)胞內(nèi)的基因都存在于染色體上
B．同源染色體相同位置不一定是等位基因
C．Y染色體上的部分基因在X染色體上也存在
D．基因在染色體上都呈線性排列
解析：選A。人體細(xì)胞內(nèi)的基因主要存在于染色體上，少數(shù)存在于細(xì)胞質(zhì)的線粒體中，A錯誤；同源染色體相同位置不一定是等位基因，也可能是相同的基因，如純合子AA，B正確；Y染色體上有能與X染色體配對的同源區(qū)段，Y染色體同源區(qū)段上的部分基因在X染色體上也存在，C正確；基因在染色體上都呈線性排列，D正確。
7．據(jù)遺傳的基本知識，回答下列問題：
(1)薩頓發(fā)現(xiàn)，一對遺傳因子即等位基因的分離，與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。由此，他提出的假說是_________________________________。
(2)摩爾根懷疑孟德爾的遺傳理論及薩頓假說。為此，他以果蠅為材料進(jìn)行了著名的遺傳學(xué)實驗，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)果蠅控制眼色遺傳的基因與X染色體的關(guān)系是________的，這恰好證明了薩頓假說。
(3)1909年摩爾根用純合紅眼雌蠅與白眼雄蠅雜交，得到的F1均為紅眼，F(xiàn)1雌雄個體雜交，F(xiàn)2雌蠅均為紅眼，雄蠅中紅眼與白眼各占1/2。摩爾根假設(shè)控制果蠅眼色的基因只位于X染色體上(用XA和Xa表示)，并對上述雜交實驗進(jìn)行了解釋。
①依據(jù)摩爾根的假設(shè)，寫出上述雜交實驗得到的F2的相應(yīng)基因型：
紅眼雄蠅：______________；白眼雄蠅：______________；
紅眼雌蠅：____________________。
②為了驗證上述設(shè)想的正確性，摩爾根等人選取________眼雌蠅與________眼雄蠅進(jìn)行了一次雜交實驗，所得子代的表型及比例為____________________，即證明摩爾根的設(shè)想是正確的。
解析：(1)薩頓提出的假說內(nèi)容是基因位于染色體上。(2)摩爾根發(fā)現(xiàn)基因與染色體存在明顯的平行關(guān)系。(3)親本的基因型為XAXA×XaY，則得到的F1均為紅眼，基因型為XAXa、XAY，F(xiàn)1雌雄個體雜交，得到的F2的表型和基因型為紅眼雄果蠅XAY、白眼雄果蠅XaY、紅眼雌果蠅XAXA、XAXa。為了驗證設(shè)想的正確，摩爾根等人選取了紅眼雄果蠅和白眼雌果蠅進(jìn)行交配，若紅眼、白眼基因在X染色體上，則后代白眼雄蠅∶紅眼雌蠅＝1∶1。
答案：(1)基因位于染色體上 (2)平行 (3)①XAY XaY XAXA、XAXa ②白 紅 白眼雄蠅∶紅眼雌蠅＝1∶1
[課時作業(yè)][學(xué)生用書P109(單獨成冊)]
【A級 合格性考試】
1．薩頓依據(jù)“基因和染色體的行為存在明顯的平行關(guān)系”，而提出“基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代”的假說，以下哪項不屬于他所依據(jù)的“平行”關(guān)系( )
A．基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對存在，在配子中都只有成對中的一個
B．非同源染色體上的非等位基因在形成配子時自由組合，非同源染色體在減數(shù)分裂中也有自由組合
C．作為遺傳物質(zhì)的DNA是雙鏈結(jié)構(gòu)
D．基因在雜交過程中保持完整性和獨立性；染色體在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)
解析：選C。薩頓提出假說的依據(jù)包括基因和染色體在體細(xì)胞中都是成對存在的，在配子中都只有成對中的一個；非同源染色體上的非等位基因在形成配子時自由組合，非同源染色體在減數(shù)分裂中也有自由組合；基因在雜交過程中保持完整性和獨立性，染色體在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)；薩頓提出假說的依據(jù)沒有“作為遺傳物質(zhì)的DNA是雙鏈結(jié)構(gòu)”這一觀點。
2．(2020·寧夏高一期中)下列有關(guān)性染色體的敘述，正確的是( )
A．多數(shù)雌雄異體的動物有成對的性染色體
B．性染色體只存在于性腺細(xì)胞中
C．哺乳動物體細(xì)胞中沒有性染色體
D．所有生物的性染色體類型都是XY型
解析：選A。多數(shù)雌雄異體的動物有成對的性染色體，A正確；性染色體也可以存在于體細(xì)胞中，B錯誤；哺乳動物多為雌雄異體，體細(xì)胞中有性染色體，C錯誤；XY型只是性別決定方式的一種，除此之外，還有ZW型等，D錯誤。
3．羊的下列各組細(xì)胞中，肯定有Y染色體的是( )
A．受精卵和次級精母細(xì)胞
B．受精卵和初級精母細(xì)胞
C．初級精母細(xì)胞和公羊的神經(jīng)元
D．精子和公羊的小腸上皮細(xì)胞
解析：選C。公羊的初級精母細(xì)胞和體細(xì)胞中一定含Y染色體，次級精母細(xì)胞和精子中可能不含Y染色體，含X染色體的精子和含X染色體的卵細(xì)胞受精形成的受精卵中不含Y染色體。
4．果蠅體細(xì)胞中的染色體組成可表示為( )
A．3條＋X或3條＋Y
B．6條＋X或6條＋Y
C．6條＋XX或6條＋YY
D．6條＋XX或6條＋XY
解析：選D。果蠅的體細(xì)胞中有4對共8條染色體，其中有3對為常染色體，1對是性染色體，雌性果蠅的性染色體組成是XX，雄性果蠅的性染色體組成為XY。
5．果蠅中，正常翅(A)對短翅(a)為顯性，此對等位基因位于常染色體上； 紅眼(B)對白眼(b)為顯性，此對等位基因位于X染色體上?，F(xiàn)有一只純合紅眼短翅的雌果蠅和一只純合白眼正常翅的雄果蠅雜交得到F1，F(xiàn)1中雌雄果蠅雜交得F2。你認(rèn)為雜交結(jié)果正確的是( )
A．F1中無論雌雄都有紅眼正常翅和紅眼短翅
B．F2雄果蠅的紅眼基因來自F1中的雌果蠅
C．F2雌果蠅中純合體與雜合體的比例相等
D．F2雌果蠅中正常翅個體與短翅個體的數(shù)目相等
解析：選B。純合紅眼短翅的雌果蠅的基因型為aaXBXB，純合白眼正常翅的雄果蠅的基因型為AAXbY，F(xiàn)1中雌性個體的基因型為AaXBXb，雄性個體的基因型為AaXBY，均表現(xiàn)為紅眼正常翅，A錯誤；讓F1雌雄個體交配，F(xiàn)2雄果蠅的紅眼基因來源于F1中的雌果蠅，B正確；F2雌果蠅中純合體(1/8aaXBXB和1/8AAXBXB)占1/4，雜合體占3/4，兩者的比例不相等，C錯誤；翅型的遺傳與性別無關(guān)，F(xiàn)2中正常翅個體所占的比例為3/4，短翅占1/4，D錯誤。
6．摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實驗過程如下圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A．摩爾根等人以果蠅為研究材料，通過統(tǒng)計后代雌雄個體眼色性狀的分離比，認(rèn)同了基因位于染色體上的理論
B．果蠅的眼色遺傳遵循基因的自由組合定律
C．摩爾根的實驗運用了假說—演繹法
D．摩爾根所作的假設(shè)是控制白眼的基因位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因
解析：選B。摩爾根等人以果蠅為研究材料，通過統(tǒng)計后代雌雄個體眼色性狀的分離比，認(rèn)同了基因位于染色體上的理論，A正確；果蠅紅眼與白眼受一對等位基因控制，其遺傳遵循基因的分離定律，B錯誤；摩爾根果蠅眼色遺傳的研究過程用到了假說—演繹法，C正確；根據(jù)題圖分析可知，控制果蠅紅眼和白眼的基因位于X染色體上，說明摩爾根所作的假設(shè)是控制白眼的基因只位于X染色體上，Y染色體上不含它的等位基因，D正確。
7．紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配，子代雌、雄果蠅都表現(xiàn)紅眼，這些雌、雄果蠅交配產(chǎn)生的后代中，紅眼雄果蠅占1/4，白眼雄果蠅占1/4，紅眼雌果蠅占1/2。下列敘述錯誤的是( )
A．紅眼對白眼是顯性
B．眼色遺傳符合分離定律
C．眼色和性別表現(xiàn)為自由組合
D．紅眼和白眼基因位于X染色體上
解析：選C。由紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅交配，子代全部表現(xiàn)為紅眼推知，紅眼對白眼是顯性，A正確；由后代紅眼果蠅和白眼果蠅的比例(3∶1)推知，眼色遺傳符合分離定律，B正確；眼色和性別不是自由組合，只有非同源染色體上的非等位基因控制的生物性狀才表現(xiàn)為自由組合，C錯誤；子代雌、雄果蠅交配產(chǎn)生的后代，性狀與性別有關(guān)，判斷控制眼色的基因位于X染色體上，D正確。
8．果蠅的灰身與黑身是一對相對性狀，紅眼與白眼為另一對相對性狀?，F(xiàn)有兩只親代果蠅雜交，子代表型及比例如下圖所示。請據(jù)圖分析，控制灰身與黑身的基因(A、a)位于什么染色體上，哪種性狀為顯性性狀，控制紅眼與白眼的基因(B、b)位于什么染色體上，哪種性狀為隱性性狀( )
A．常、灰身，X、白眼 B．X、灰身，常、白眼
C．常、黑身，X、紅眼 D．X、黑身，常、紅眼
解析：選A。由題圖中數(shù)據(jù)可知，后代中灰身∶黑身＝3∶1，且雌雄比例相同，故灰身為顯性性狀，控制灰身與黑身的基因位于常染色體上。紅眼∶白眼＝3∶1，但白眼性狀僅出現(xiàn)于雄性個體中，故紅眼為顯性性狀，控制紅眼與白眼的基因位于X染色體上。
9．摩爾根通過實驗證明了基因位于染色體上，他還認(rèn)為( )
A．基因在染色體上呈線性排列
B．染色體是基因的主要載體
C．染色體由蛋白質(zhì)和DNA組成
D．一條染色體上只有一個基因
解析：選A。摩爾根以果蠅為實驗材料，通過實驗證明了基因位于染色體上，并且認(rèn)為基因在染色體上呈線性排列。染色體是基因的主要載體，染色體由蛋白質(zhì)和DNA組成，一條染色體上不只有一個基因，這些都不是摩爾根的研究成果。
10．下列關(guān)于孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋的說法，錯誤的是( )
A．等位基因位于一對同源染色體上，總是成對存在的
B．受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的，結(jié)合機(jī)會相等
C．非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的
D．非同源染色體上的非等位基因彼此分離的同時，同源染色體上的等位基因自由組合
解析：選D。等位基因位于一對同源染色體上，總是成對存在，這是孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋之一，A正確；受精時，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的，具有不同基因的雌雄配子結(jié)合的機(jī)會相等，是孟德爾遺傳規(guī)律的條件之一，B正確；非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的，C正確；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的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，D錯誤。
11．薩頓運用類比推理法提出“控制生物性狀的基因位于染色體上”的假說。摩爾根起初對此假說持懷疑態(tài)度。他和其他同事設(shè)計果蠅雜交實驗對此進(jìn)行研究。雜交實驗圖解如下：
請回答下列問題：
(1)上述果蠅雜交實驗現(xiàn)象________(填“支持”或“不支持”)薩頓的假說。根據(jù)同時期其他生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)果蠅體細(xì)胞中有4對染色體(3對常染色體，1對性染色體)的事實，摩爾根等人提出以下假設(shè)：______________________________，從而使上述遺傳現(xiàn)象得到合理的解釋(不考慮眼色基因位于Y染色體上的情況)。
(2)摩爾根等人通過測交等方法力圖驗證他們提出的假設(shè)。以下實驗圖解是他們完成的測交實驗之一：
P 紅眼(F1雌)×白眼(雄)
↓
測交子代 紅眼(雌) 紅眼(雄) 白眼(雌) 白眼(雄)
1/4 1/4 1/4 1/4
說明：測交親本中的紅眼雌果蠅來自雜交實驗的F1。
①上述測交實驗現(xiàn)象并不能充分驗證其假設(shè)，其原因是______________
______________________________________________________________。
②為充分驗證其假設(shè)，需在上述測交實驗的基礎(chǔ)上再補(bǔ)充設(shè)計一個實驗方案。寫出該實驗中親本的基因型：________________________。預(yù)期子代的基因型：雌性為________，雄性為________。(控制眼色的等位基因為W、w，親本從上述測交子代中選取)
解析：(1)在摩爾根的實驗中，F(xiàn)2中只有雄性果蠅出現(xiàn)了白眼性狀，這說明該對相對性狀的遺傳是與性別有關(guān)的，將控制眼色的基因定位于X染色體上可以圓滿地解釋相應(yīng)的現(xiàn)象，這說明該實驗是支持薩頓假說的。(2)利用F1中的雌果蠅進(jìn)行測交實驗時，無論基因在X染色體上還是在常染色體上，后代均會出現(xiàn)1∶1∶1∶1的性狀分離比。根據(jù)性染色體傳遞的規(guī)律，可以選用顯性的雄果蠅和隱性的雌果蠅雜交，如果控制眼色的基因在X染色體上，后代中的雄性與親本中的雌性具有相同的性狀，而后代中的雌性與親本中的雄性的性狀相同，與基因在常染色體上的情況是不同的。
答案：(1)支持 控制果蠅眼色的基因位于X染色體上
(2)①控制眼色的基因無論位于常染色體上還是位于X染色體上，測交實驗結(jié)果皆相同 ②XwXw、XWY XWXw XwY
【B級 等級性考試】
12．(2020·寧夏高一期中)果蠅的紅眼對白眼為顯性性狀，且控制該性狀的一對基因位于X染色體上，下列雜交組合中，通過眼色就可以直接判斷果蠅性別的是( )
A．雜合紅眼(♀)×紅眼()
B．白眼(♀)×白眼()
C．雜合紅眼(♀)×白眼()
D．白眼(♀)×紅眼()
解析：選D。欲通過眼色直接判斷果蠅性別，可以采用隱性雌性個體與顯性雄性個體雜交的方法，即XbXb(白眼，♀)×XBY(紅眼，)，子代中雄性全為白眼，雌性全為紅眼。
13．下列有關(guān)基因型為FfXDY的果蠅產(chǎn)生精子的敘述，正確的是( )
A．X、Y染色體因大小不同而不發(fā)生聯(lián)會
B．XD與XD、Y與Y的分離一般發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期
C．該果蠅產(chǎn)生XD精子的概率為1/4
D．F與f、XD與Y的分離一般發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期
解析：選D。X、Y染色體雖然大小不同，但也是同源染色體，在減數(shù)分裂過程中也能發(fā)生聯(lián)會，A錯誤；XD與XD、Y與Y是由復(fù)制形成的，因此XD與XD、Y與Y的分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期，B錯誤；基因型為XDY的果蠅產(chǎn)生XD精子的概率為1/2，C錯誤；F與f是等位基因，XD與Y是同源染色體，它們的分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ后期，D正確。
14．某雌雄異株植物，其葉形有闊葉和窄葉兩種類型，由一對等位基因控制?，F(xiàn)有三組雜交實驗，結(jié)果如下表所示。下列有關(guān)表格數(shù)據(jù)的分析，錯誤的是( )
A.僅根據(jù)第2組實驗，無法判斷兩種葉形的顯隱性關(guān)系
B．根據(jù)第1組或第3組實驗可以確定葉形基因位于X染色體上
C．用第1組子代的闊葉雌株和窄葉雄株雜交，后代中窄葉植株占1/4
D．用第2組子代的闊葉雌株和闊葉雄株雜交，后代中窄葉植株占1/2
解析：選D。分析表格可知，第2組的窄葉父本與闊葉母本雜交，子代無論是雌株還是雄株，闊葉∶窄葉都約為1∶1，因此僅根據(jù)第2組實驗無法判斷兩種葉形的顯隱性關(guān)系，A正確。第1組的兩個闊葉親本雜交，子代有窄葉植株，說明闊葉對窄葉為顯性，又因為子代雌株均為闊葉，雄株的闊葉∶窄葉約為1∶1，說明葉形的遺傳與性別相關(guān)聯(lián)；第3組的闊葉父本與窄葉母本雜交，子代雌株均為闊葉，雄株均為窄葉，說明葉形的遺傳與性別相關(guān)聯(lián)，因此，根據(jù)第1組或第3組實驗可以確定葉形基因位于X染色體上，B正確。若控制葉形的基因用B、b表示，則第1組闊葉母本的基因型為XBXb，闊葉父本的基因型為XBY，子代闊葉雌株的基因型為1/2XBXB、1/2XBXb，子代窄葉雄株的基因型為XbY，二者雜交，后代中窄葉植株占(1/2)×(1/4XbY＋1/4XbXb)＝1/4，C正確。第2組窄葉父本與闊葉母本的基因型分別為XbY、XBXb，子代的闊葉雌株與闊葉雄株的基因型分別為XBXb、XBY，二者雜交，后代中窄葉植株(XbY)占1/4，D錯誤。
15．下圖表示果蠅的一個細(xì)胞，其中數(shù)字表示染色體，字母表示基因(大寫字母表示顯性基因，小寫字母表示隱性基因)，下列敘述正確的是( )
A．只考慮性染色體，該果蠅只能形成一種配子
B．e基因控制的性狀在雌雄個體中出現(xiàn)的概率相等
C．形成配子時基因A、a與B、b之間自由組合
D．只考慮3、4與7、8兩對染色體時，該個體能形成四種配子，并且配子數(shù)量相等
解析：選D。由題圖可知，該果蠅為雄性個體，圖中7為X染色體，8為Y染色體，因此，只考慮性染色體，它能形成X、Y兩種配子，A錯誤。e基因位于X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因，所以e基因控制的性狀在雄性個體中出現(xiàn)的概率高于在雌性個體中出現(xiàn)的概率，B錯誤。A、a與B、b位于一對同源染色體上，減數(shù)分裂時不能自由組合，C錯誤。只考慮3、4與7、8兩對同源染色體時，該果蠅的基因型可寫成DdXeY，可產(chǎn)生DXe、dXe、DY、dY四種配子，且四種配子數(shù)量相等，即各占1/4，D正確。
16．已知果蠅中，灰身與黑身為一對相對性狀(顯性基因用B表示，隱性基因用b表示)，直毛與分叉毛為一對相對性狀(顯性基因用F表示，隱性基因用f表示)。兩只親代果蠅雜交得到以下子代表型和比例：
請回答下列問題：
(1)控制灰身與黑身的基因位于________上，控制直毛與分叉毛的基因位于________上。
(2)親代果蠅的表型：雌果蠅為________；雄果蠅為________。
(3)親代雌、雄果蠅的基因型分別為________、________。
(4)子代表型為灰身直毛的雌果蠅中，純合體與雜合體的比例為________。
(5)子代雄果蠅中，灰身分叉毛的基因型為________、________，黑身直毛的基因型為________。
解析：由題意可知，雜交后代的雌果蠅和雄果蠅中灰身∶黑身＝3∶1，故控制這對相對性狀的基因位于常染色體上，且灰身是顯性性狀。雜交后代的雄果蠅中直毛∶分叉毛＝1∶1，而雌果蠅全為直毛，故控制這對相對性狀的基因位于X染色體上，且直毛為顯性性狀。由雜交后代的表型及比例可推知，親代的基因型分別為BbXFXf和BbXFY，表型為灰身直毛(♀)、灰身直毛(♂)。子代雌果蠅中灰身直毛的基因型及比例為1/8BBXFXF、1/4BbXFXF、1/8BBXFXf、1/4BbXFXf，其中只有BBXFXF是純合體，其余為雜合體。子代雄果蠅中，灰身分叉毛的基因型為BBXfY或BbXfY，黑身直毛的基因型為bbXFY。
答案：(1)常染色體 X染色體 (2)灰身直毛 灰身直毛 (3)BbXFXf BbXFY (4)1∶5 (5)BBXfY BbXfY bbXFY課標(biāo)要求
核心素養(yǎng)
1.嘗試運用類比推理和假說—演繹的方法解釋基因位于染色體上。
2．說出孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)。
1.科學(xué)探究：嘗試運用假說—演繹法證明基因在染色體上的過程。
2.社會責(zé)任：認(rèn)同科學(xué)研究需要大膽質(zhì)疑和勤奮實踐的精神。
項目
基因
染色體
生殖過程中
在雜交過程中保持完整性和獨立性
在配子形成和受精過程中，有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)
存在
體細(xì)胞
成對
成對
配子
單個
單條
體細(xì)胞中來源
一個來自父方，一個來自母方
一條來自父方，一條來自母方
形成配子時
非等位基因自由組合
非同源染色體自由組合
現(xiàn)象
分析
P 紅眼(♀)×白眼()
↓
F1 紅眼(♀、)
↓雌雄交配
F2 紅眼(♀、)∶白眼()
比例 3∶1
①紅眼為顯性性狀；②果蠅眼色的遺傳符合基因分離定律；
③F2中白眼果蠅只有雄性
性別
雌性
雄性
圖示
同源染色體
4對
4對
常染色體
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
性染色體
X、X
X、Y
染色體組成
6＋XX(同型)
6＋XY(異型)
基因在性染色體上
基因在常染色體上
基因在性染色體上
基因在常染色體上
雌果蠅
雄果蠅
F1
大翅620
大翅617
F2
大翅2 159
大翅1 011、小翅982
項目
等位基因
非等位基因
位置
同源染色體的同一位置
同源染色體的不同位置、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
隨同源染色體的分開而分離
非同源染色體上的非等位基因，隨非同源染色體的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
核心知識小結(jié)
[要點回眸]
[規(guī)范答題]
1.基因和染色體的行為存在著明顯的平行關(guān)系。
2.基因在染色體上呈線性排列，一條染色體上有許多個基因。
3.基因分離定律的實質(zhì)是等位基因隨同源染色體的分開而分離。
4.基因自由組合定律的實質(zhì)是等位基因隨同源染色體的分開而分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
5.薩頓的“基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系”的假說是運用了類比推理法。
6.摩爾根的果蠅雜交實驗利用了假說—演繹法。
雜交組合
親代表型
子代表型及株數(shù)
父本
母本
雌株
雄株
1
闊葉
闊葉
闊葉243
闊葉119、窄葉122
2
窄葉
闊葉
闊葉83、窄葉78
闊葉79、窄葉80
3
闊葉
窄葉
闊葉131
窄葉127
灰身直毛
灰身分叉毛
黑身直毛
黑身分叉毛
雌果蠅
3/4
0
1/4
0
雄果蠅
3/8
3/8
1/8
1/8

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第2節(jié) 基因在染色體上

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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