2023版高三一轮总复习生物浙科版-必修2-第4单元-第13讲-基因伴随染色体传递.doc

第13讲　基因伴随染色体传递

1．基因行为与染色体行为的平行关系(a)
2．孟德尔遗传定律的细胞学解释(b)

一、基因位于染色体上
1．萨顿提出遗传的染色体学说
(1)行为表现
基因的行为
染色体的行为
基因在杂交实验中始终保持其独立性和完整性
染色体在细胞分裂各时期中保持着一定的形态特征
基因(等位基因)在体细胞中是成对存在的，一个来自母方，另一个来自父方
染色体(同源染色体)在体细胞中也成对存在，一条来自母方，另一条来自父方
在形成配子时，等位基因互相分离，分别进入不同的配子中，结果每个配子中只含有成对基因中的一个
在减数分裂时，同源染色体的两条染色体彼此分离，分别进入不同的配子中，结果每个配子中只含有同源染色体中的一条染色体
在形成配子时，等位基因彼此分离，不成对基因(非等位基因)自由组合并进入配子
在形成配子时，不成对的染色体(非同源染色体)随机地进入配子中
(2)提出假说
根据基因的行为和染色体行为的一致性，萨顿提出了细胞核内的染色体可能是基因载体的假说，即遗传的染色体学说，说明基因在染色体上。
2．分析摩尔根的果蝇眼色遗传实验
(1)选用果蝇作为遗传实验的材料的原因
果蝇是一种昆虫，它们个体小、繁殖快、生育力强、容易饲养。
(2)摩尔根的发现及眼色遗传实验

(3)摩尔根的假说
①假说的依据
人们通过显微镜能够观察到果蝇细胞中有4对同源染色体，其中有1对同源染色体与果蝇的性别相关，称为性染色体。雌果蝇具有两条同型的性染色体，记为XX；雄果蝇具有两条异型的性染色体，记为XY。
②摩尔根提出假说
白眼基因(w)是隐性基因，它位于X染色体上，而Y染色体上没有它的等位基因。雌果蝇为XX型，必须在两条X染色体上都带有白眼基因(w)才会表现为白眼，而雄果蝇为XY型，只要这一X染色体上有白眼基因(w)即可表现为白眼。再用“＋”表示红眼显性基因，亲本中白眼雄果蝇的基因型为XwY，红眼雌果蝇的基因型为X＋X＋。根据这个假说，摩尔根成功地解释了F2中雌、雄果蝇的性状表现。
③摩尔根的果蝇杂交实验

(4)摩尔根实验证实的结论及意义
摩尔根的测交实验结果与他的理论预期结果完全相符，这表明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。摩尔根对果蝇伴性遗传的研究，又一次证实了孟德尔定律的正确性，同时他也是人类历史上第一个将一个特定基因——白眼基因(w)，定位在一条特定染色体——X染色体上的科学家。
二、遗传的染色体学说可以解释孟德尔定律
1．分离定律的细胞学解释
在减数分裂时，同源染色体分离，使位于同源染色体上的等位基因也发生分离。
2．自由组合定律的细胞学解释
在减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此处于非同源染色体上的非等位基因也自由组合，从而实现性状的自由组合。

考点1　基因与染色体的关系
假说与“假说—演绎”法的比较

假说
“假说—演绎”法
内容
科学家首先根据已有的知识和信息提出对某一生物学问题的一种解释，这种解释最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
在提出问题，做出假说的基础上对未知世界进行演绎推理，再与实际实验做比较以验证假说的正确性。
特点
是科学探究的一个重要环节。
是科学探究的完整程序。
实例
萨顿提出了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

1．下列关于“遗传的染色体学说”的叙述，错误的是 (　　)
A．该学说是孟德尔遗传定律的实质
B．该学说能圆满解释孟德尔遗传定律
C．该学说的内容是染色体可能是基因的载体
D．该学说的依据是基因和染色体行为的一致性
A　[该学说不是孟德尔遗传定律的实质，孟德尔遗传定律的实质是等位基因随同源染色体的分开而分离和非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，A错误；该学说圆满地解释了孟德尔遗传定律，B正确；该学说的内容是染色体可能是基因的载体，C正确；该学说的依据是基因和染色体行为的一致性，D正确。]
2．美国遗传学家萨顿依据“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”，提出基因在染色体上的假说，而后被摩尔根证实。下列叙述错误的是(　　)
A．在杂交过程中基因和染色体都能保持完整性
B．在体细胞中基因和染色体都成对存在，在配子中只有成对中的一个(条)
C．成对的基因和染色体中的一个(条)来自父方，一个(条)来自母方
D．在减数分裂过程中，所有的非同源染色体自由组合，所有的非等位基因也自由组合
D　[基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精作用过程中也具有相对稳定的形态结构，说明基因和染色体行为存在平行关系，A正确；在生物的体细胞中，基因和染色体都是成对存在的，在生殖细胞中，基因和染色体都是成单存在的，说明基因和染色体行为存在平行关系，B正确；体细胞中成对的基因、染色体都是一个(条)来自母方，一个(条)来自父方，能说明基因和染色体行为存在平行关系，C正确；非同源染色体自由组合，使非同源染色体上的非等位基因之间自由组合，而同源染色体上的非等位基因不能自由组合，D错误。]
考点2　摩尔根提出假说与演绎推理的拓展
1．提出假说，进行解释

假说
假说1：控制眼色的基因位于X染色体非同源区段，X染色体上有，而Y染色体上没有
假说2：控制眼色的基因位于X、Y染色体同源区段，X染色体和Y染色体上都有
实验一图解

实验二图解

结果
上述两种假说都能够解释实验一和实验二的实验现象
2．演绎推理，验证假说
摩尔根依次做了实验一和实验二之后提出假说1，从而合理地解释了实验一和回交实验二。为了验证假说，摩尔根设计了多个新的实验，其中有一组实验最为关键，即白眼雌果蝇与野生红眼雄果蝇交配，最后实验的真实结果和预期完全符合，假说1得到了证实。
假说
假说1：控制眼色的基因位于X染色体非同源区段，X染色体上有，而Y染色体上没有
假说2：控制眼色的基因位于X、Y染色体同源区段，X染色体和Y染色体上都有
图解

1．摩尔根在研究果蝇眼色遗传时运用了“假说—演绎”法，下列属于该研究验证实验的是(　　)
A．控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含等位基因
B．亲本红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1雌、雄果蝇都表现为红眼
C．F1雌、雄红眼果蝇随机交配，F2的表型及比例为红眼∶白眼＝3∶1
D．红眼雄果蝇与白眼雌果蝇交配，子代表型及比例为红眼∶白眼＝1∶1
D　[控制白眼的基因位于X染色体上，Y染色体上不含相关基因，这属于“假说—演绎”法中的假设，A错误；亲本红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1雌、雄果蝇都表现为红眼，属于“假说—演绎”法的观察并提出问题，B错误；亲本红眼雌果蝇与白眼雄果蝇杂交，F1雌、雄红眼果蝇随机交配，F2的表型及比例为红眼∶白眼＝3∶1，属于“假说—演绎”法的观察并提出问题，C错误；红眼雄果蝇与白眼雌果蝇交配，子代表型及比例为红眼∶白眼＝1∶1，可验证眼色基因位于X染色体上的假设，属于“假说—演绎”法的测交实验验证，D正确。]
2．已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因控制。多只长翅果蝇进行单对交配(每个瓶中有1只雌果蝇和1只雄果蝇)，子代果蝇中长翅∶截翅＝3∶1。据此无法判断的是(　　)
A．长翅是显性性状还是隐性性状
B．亲代雌蝇是杂合子还是纯合子
C．该等位基因位于常染色体还是X染色体上
D．该等位基因在雌蝇体细胞中是否成对存在
C　[已知果蝇的长翅与截翅由一对等位基因控制，多只长翅果蝇进行单对交配，子代果蝇中长翅∶截翅＝3∶1，说明子代中新出现的性状(截翅)为隐性性状，A不符合题意；假设长翅受A基因控制，截翅受a基因控制，若该对等位基因位于常染色体上，则亲代雌、雄果蝇的基因型均为Aa时，子代果蝇可以出现长翅∶截翅＝3∶1的现象，若该对等位基因位于X染色体上，则亲代雌果蝇的基因型为XAXa，雄果蝇的基因型为XAY时，子代果蝇也可以出现长翅∶截翅＝3∶1的现象，所以该对等位基因位于常染色体上还是位于X染色体上是无法判断的，C符合题意；不论该对等位基因位于常染色体上还是位于X染色体或X、Y染色体的同源区段上，亲代雌果蝇都是杂合子，且该等位基因在雌果蝇体细胞中都成对存在，B、D不符合题意。]
考点3　孟德尔定律的细胞学解释
分离定律与自由组合定律细胞学基础比较
比较项目
分离定律
自由组合定律
实质
减数分裂时，同源染色体分离，位于同源染色体上的等位基因分离
减数分裂时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
原因
等位基因位于同源染色体的相同位置上，减数分裂时随着同源染色体的分离而分离
减数分裂时，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
时间
减数第一次分裂后期
减数第一次分裂后期
结果
形成两种类型的配子，并且比例为1∶1
形成四种类型的配子，并且比例为1∶1∶1 ∶1
F2出现规律性比例的原因
F1产生两种类型的配子且比例为1∶1，在通过受精作用形成受精卵时，雌、雄配子的结合是随机的，所以F2出现三种基因型且比例为1∶2∶1，出现两种表型，比例为3∶1
F1产生四种类型的配子，并且比例为1∶1∶1∶1，在通过受精作用形成受精卵时，雌、雄配子的结合是随机的，共有16种结合方式，出现9种基因型、4种表型，且表型比例为9∶3∶3∶1

1．如图是基因型为BbXAY的动物进行减数分裂时，一个细胞的示意图。下列叙述正确的是(　　)

A．该细胞是初级精母细胞或初级卵母细胞
B．该细胞可产生3种基因型的配子
C．基因a是姐妹染色单体间互换片段产生的
D．A与a、B与b同时分离进入不同的子细胞
B　[由基因型BbXAY可知该细胞为雄性个体细胞，又由题图可知该细胞含有同源染色体和姐妹染色单体，判断该细胞为初级精母细胞，A错误；该细胞发生了基因突变，产生了a基因，减数分裂产生四个子细胞，基因型分别为BXA、bY、bY、BXa或bXA、bXa、BY、BY，共3种基因型，B正确；该个体本身不含a基因，该基因来自基因突变，而不是由非姐妹染色单体间片段互换产生的，C错误；A与a在减数第二次分裂后期分离，分别进入不同的子细胞，而B与b在减数第一次分裂后期分离，分别进入不同的子细胞，D错误。]
2．如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图(不考虑变异)，下列叙述错误的是(　　)

A．图示体现了基因在染色体上呈线性排列
B．白眼基因w与紫眼基因pr互为非等位基因
C．有丝分裂后期，基因dp、pr、sn、w会出现在细胞同一极
D．减数第二次分裂后期，基因dp、pr、sn、w不可能在细胞的同一极
D　[根据图示可知，基因在染色体上呈线性排列，A正确；白眼基因w与紫眼基因pr互为非等位基因，B正确；在不考虑变异的情况下，有丝分裂后期，基因dp、pr、sn、w会出现在细胞同一极，C正确；减数第二次分裂后期，若图示的X染色体与2号染色体移到细胞的同一极，则基因dp、pr、sn、w将出现在细胞的同一极，D错误。]

1．(2018·浙江4月选考)下列关于基因和染色体的叙述，错误的是(　　)
A．体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性
B．受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方
C．减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子
D．雌、雄配子结合形成受精卵时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
D　[体细胞中基因和染色体都保持独立性和完整性，A正确；受精卵是精子和卵细胞结合形成的，所以受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方，B正确；减数第一次分裂后期成对的等位基因或同源染色体彼此分离，之后分别进入不同配子中，C正确；非同源染色体上的非等位基因自由组合发生在减数第一次分裂后期，而不是在受精的时候，D错误。]
2．如图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布的示意图，下列叙述正确的是 (　　)

A．果蝇的眼色受多对基因控制且遵循自由组合定律
B．四种基因在果蝇的体细胞中均成对存在
C．v基因的遗传不一定与性别相关联
D．w基因是一段包含完整遗传信息单位的DNA片段
D　[分析题图可知，果蝇眼色受多对等位基因控制，且cn、cl基因位于同一条染色体上，v、w基因位于同一条染色体上，故题图中果蝇眼色的遗传不遵循自由组合定律，A错误；只位于X染色体上的基因，在Y染色体上是不存在其等位基因的，故四种基因在果蝇的体细胞中不一定都是成对存在的，B错误；v基因位于X染色体上，其遗传一定与性别相关联，C错误；w基因是一段包含完整遗传信息单位的DNA片段，D正确。]
3．(2019·浙江4月选考)某种昆虫眼色的野生型和朱红色、野生型和棕色分别由等位基因A、a和B、b控制，两对基因分别位于两对同源染色体上。为研究其遗传机制，进行了杂交实验，结果见下表：

回答下列问题。
(1)野生型和朱红眼的遗传方式为________________，判断的依据是
________________________________________________________________。
(2)杂交组合丙中亲本的基因型分别为______和________，F1中出现白眼雄性个体的原因是_________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)以杂交组合丙F1中的白眼雄性个体与杂交组合乙中的雌性亲本进行杂交，用遗传图解表示该过程。
[解析]　(1)分析杂交组合甲可得，野生型和朱红眼的遗传方式受到性别影响，两个野生型亲本杂交，得到全是野生型的雌性后代和既有野生型又有朱红眼的雄性后代，故野生型和朱红眼的遗传方式为伴X染色体遗传。(2)分析可得A、a基因位于X染色体上，后代中雌性无朱红眼，雄性有朱红眼，所以亲本基因型为XAXa和XAY，B、b基因位于常染色体上，后代中出现野生型∶棕眼＝3∶1，故亲本基因型为Bb和Bb，因此杂交组合丙中亲本的基因型为BbXAXa和BbXAY；F1中出现白眼雄性个体的原因可以发现是由于A、a基因和B、b基因均呈隐性表达时出现；(3)由于杂交组合丙中亲本的基因型为BbXAXa和BbXAY，故杂交组合丙F1中的白眼雄性个体的基因型为bbXaY，可产生的配子为bXa和bY，比例为1∶1；由于B、b基因位于常染色体上，乙组F1中出现棕眼个体且没有朱红眼个体，故杂交组合乙中的雌性亲本的基因型为BbXAXA，可产生的配子为BXA和bXA，比例为1∶1；因此可获得后代基因型有BbXAXa、bbXAXa、BbXAY和bbXAY，且比例满足1∶1∶1∶1，故遗传图解如下：

[答案]　(1)伴X染色体遗传　杂交组合甲的亲本均为野生型，F1中雌性个体均为野生型，而雄性个体中出现了朱红眼　(2)BbXAXa　BbXAY　两对等位基因均为隐性时表现为白色
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