新高考2025届高考生物一轮复习讲义第5单元第5课时基因在染色体上的假说与证据新人教版

PAGEPAGE1第5课时基因在染色体上的假说与证据课标要求1.说出基因位于染色体上的理论依据。2.驾驭摩尔根用假说—演绎法证明基因位于染色体上的过程。1．萨顿的假说(1)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过程中，也有相对稳定的形态结构。(2)在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中只有成对的基因中的一个，同样，也只有成对的染色体中的一条。(3)体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方。同源染色体也是如此。(4)非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数分裂Ⅰ的后期也是自由组合的。2．基因位于染色体上的试验证据的“假说—演绎”分析(1)视察现象，提出问题①试验过程试验一(杂交试验)P红眼(♀)×白眼(♂)↓F1红眼(♀、♂)↓F1雌雄交配F2红眼(♀、♂)白眼(♂)eq\f(3,4)eq\f(1,4)试验二(回交试验)F1红眼(♀)×白眼(♂)↓红眼(♀)白眼(♀)红眼(♂)白眼(♂)1∶1∶1∶1②现象分析试验一中eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F1全为红眼⇒红眼为显性性状,F2中红眼∶白眼＝3∶1⇒符合基因,的分别定律，白眼性状都是雄性))③提出问题：为什么白眼性状的表现总是与性别相关联？(2)提出假说，说明现象假说假说1：限制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段，X染色体上有，而Y染色体上没有假说2：限制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段，X染色体和Y染色体上都有试验一图解试验二图解怀疑上述两种假说都能够说明试验一和试验二的试验现象(3)演绎推理为了验证假说，摩尔根设计了多个新的试验，其中有一组试验最为关键，即白眼雌果蝇与野生型红眼雄果蝇交配，最终试验的真实结果和预期完全符合，假说1得到了证明。利用上述的假说1和假说2，绘出“白眼雌果蝇与亲本红眼雄果蝇交配”试验的遗传图解如下表所示。假说假说1：限制果蝇眼色的基因位于X染色体的非同源区段上，X染色体上有，而Y染色体上没有假说2：限制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体的同源区段上，X染色体和Y染色体上都有图解(4)试验验证，得出结论：限制果蝇红眼、白眼的基因只位于X染色体上。(5)基因与染色体的关系：一条染色体上有很多个基因，基因在染色体上呈线性排列。(1)源于必修2P31“思索·探讨”：假如限制白眼的基因在Y染色体上，还能说明摩尔根的果蝇杂交试验吗？提示假如限制白眼的基因在Y染色体上，红眼基因在X染色体上，因为X染色体上的红眼基因对白眼基因为显性，所以不会出现白眼雄果蝇。这与摩尔根的果蝇杂交试验结果不符；假如限制白眼的基因在Y染色体上，且X染色体上没有显性红眼基因，白眼雄果蝇与红眼雌果蝇的杂交后代中雄果蝇全为白眼，也不能说明摩尔根的果蝇杂交试验结果。(2)源于必修2P32“图2－11”：请据图完成下列推断①果蝇的基因全部位于8条染色体上(×)②图中白眼基因与朱红眼基因是等位基因(×)③精细胞中不行能同时存在白眼基因与朱红眼基因(×)④红宝石眼基因在体细胞中可能存在4个(√)⑤该染色体上的基因在后代中不确定都能表达(√)(3)源于必修2P32“拓展应用”：生物假如丢失或增加一条或若干条染色体，就会出现严峻疾病甚至死亡。但是在自然界中，有些动植物的某些个体是由未受精的生殖细胞(如卵细胞)单独发育来的，如蜜蜂中的雄蜂等。这些生物的体细胞中染色体数目虽然削减一半，但仍能正常生活。如何说明这一现象？提示这些生物的体细胞中的染色体数目虽然削减一半，但仍具有一整套非同源染色体，这一套染色体携带着限制该种生物体全部性状的一整套基因。延长应用蜜蜂中，雌蜂是由雌雄配子结合的受精卵发育而成的个体，雄蜂是由未受精的卵细胞干脆发育而来的。某对蜜蜂所产生子代的基因型：雌蜂是AADD、AADd、AaDD、AaDd，雄蜂是AD、Ad、aD、ad。这对蜜蜂的基因型是AaDd和AD。考向一基因和染色体的关系1．我国闻名科学家覃重军及团队，把单倍体酿酒酵母细胞内16条染色体串联成一条染色体，在国际上首次人工“创建”了自然界中本不存在的简约生命——仅含单条染色体的酵母真核细胞。下列有关染色体说法正确的是()A．串联染色体上的基因呈直线排列B．萨顿用类比推理证明白基因在染色体上C．串联染色体上的基因数目没有发生变更，因此生物没有发生变异D．细胞内基因的数目要远远多于染色体数目答案D解析一条染色体上有很多基因，基因在染色体上呈线性排列，而不是呈直线排列，A错误；萨顿用类比推理提出了基因在染色体上的假说，摩尔根用假说—演绎法证明白基因在染色体上，B错误；串联染色体上的基因数目没有发生变更，但染色体数目发生变更，因此生物发生了变异，C错误。2．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。下列不属于所依据的“平行”关系的是()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，基因和染色体都有确定的独立性和完整性答案C解析DNA不都分布在染色体上，细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有DNA，故不能体现基因与染色体的平行关系，C符合题意。考向二摩尔根试验拓展辨析3．(2024·河南高三模拟)假说—演绎法是现代科学探讨中常用的方法，利用该方法孟德尔发觉了两大遗传定律，摩尔根证明白基因位于染色体上。下列有关分析错误的是()A．提出问题是建立在纯合亲本杂交和F1自交的试验基础上B．摩尔根做出的假设为限制白眼的基因在X染色体上，Y染色体上不含它的等位基因C．孟德尔在发觉基因分别定律时的“演绎”过程是若F1产生配子时成对的遗传因子分别，则F2中三种基因型个体之比接近1∶2∶1D．摩尔根让F1自由交配，后代出现性状分别，白眼全部是雄性，由此推断基因可能位于X染色体上答案C解析孟德尔在发觉基因分别定律时的“演绎”过程是若F1会产生两种数量相等的配子，这样测交后代应当会产生两种数量相等的类型，比例为1∶1，C错误。4．依据遗传规律，白眼雌果蝇(XwXw)和红眼雄果蝇(XWY)交配，后代雄果蝇都应当是白眼，后代雌果蝇都应当是红眼。可是有一天，摩尔根的合作者布里吉斯发觉白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交所产生的子一代中出现了一只白眼雌果蝇。大量的视察发觉，在上述杂交中，2000～3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2000～3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇，下列有关说法不正确的是()受精卵中性染色体组成发育状况XX、XXY雌性，可育XY、XYY雄性，可育XXX、YO(没有X染色体)、YY胚胎期致死XO(没有Y染色体)雄性，不育A.由于自然突变的频率很低，因此上述现象是基因突变导致的可能性微小B．上述现象中，异样雄果蝇的体细胞中可能不含Y染色体C．上述现象的发生就是雄果蝇染色体异样分别导致的D．验证上述现象的发生可以用显微镜视察异样白眼雌果蝇和红眼雄果蝇细胞的染色体答案C解析上述现象中，异样雄果蝇(XWO)的体细胞中可能不含Y染色体，B正确；上述现象的发生是雌果蝇染色体异样分别导致的，C错误；验证上述现象的发生可以用显微镜视察异样白眼雌果蝇(XwXwY)和红眼雄果蝇(XWO)细胞的染色体，假如在上述杂交中的子一代出现的那只白眼雌果蝇中找到Y染色体，在那只红眼雄果蝇中找不到Y染色体，就可以证明说明是正确的，D正确。重温高考真题演练1．(2024·浙江1月选考，15)下列关于遗传学发展史上4个经典试验的叙述，正确的是()A．孟德尔的单因子杂交试验证明白遗传因子位于染色体上B．摩尔根的果蝇伴性遗传试验证明白基因自由组合定律C．T2噬菌体侵染细菌试验证明白DNA是大肠杆菌的遗传物质D．肺炎链球菌离体转化试验证明白DNA是肺炎链球菌的遗传物质答案D解析孟德尔的单因子杂交试验提出了分别定律，A错误；摩尔根的果蝇伴性遗传试验证明白白眼基因位于性染色体上，B错误；T2噬菌体侵染细菌试验证明白T2噬菌体的遗传物质是DNA，C错误。2．(2024·全国Ⅰ，5)已知果蝇的长翅和截翅由一对等位基因限制。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。据此无法推断的是()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答案C解析具有相同性状的两亲本杂交，子代中新出现的性状为隐性性状，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截翅为隐性性状，所以可推断长翅是显性性状，截翅是隐性性状，A项可以推断；假设长翅受A基因限制，截翅受a基因限制，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；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，所以无法推断该对等位基因位于常染色体还是X染色体上，C项无法推断；不论该对等位基因位于常染色体上还是位于X染色体上，亲代雌蝇都是杂合子，该等位基因在雌蝇体细胞中都成对存在，B、D项可以推断。3．(2024·浙江4月选考，19)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别分别进入不同配子D．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合答案D解析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后期，即形成配子的过程中，D错误。4．(2017·上海，14)在番茄中，圆形果(R)对卵圆形果(r)为显性，单一花序(E)对复状花序(e)是显性。对某单一花序圆形果植株进行测交，测交后代表型及其株数为：单一花序圆形果22株、单一花序卵圆形果83株、复状花序圆形果85株、复状花序卵圆形果20株。据此推断，下列四图中，能正确表示该单一花序圆形果植株基因与染色体关系的是()答案A解析依据单一花序圆形果植株测交后代表型及其株数为：单一花序圆形果22株、单一花序卵圆形果83株、复状花序圆形果85株、复状花序卵圆形果20株，说明四种表型的比例不能近似转化为1∶1∶1∶1，由此推知单一花序圆形果植株的基因型为EeRr，但两对基因最可能位于一对同源染色体上，因部分发生互换才导致产生的四种配子的比例不为1∶1∶1∶1，综合分析，A正确。一、易错辨析1．体细胞中基因成对存在，配子中只含一个基因(×)2．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”(√)3．萨顿利用假说—演绎法推想基因位于染色体上，且基因都位于染色体上(×)4．摩尔根利用假说—演绎法证明限制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体上(√)5．摩尔根在试验室培育的雄果蝇中首次发觉了白眼性状，该性状来自基因重组(×)6．摩尔根果蝇杂交试验证明白基因在染色体上且呈线性排列(×)7．孟德尔和摩尔根都是通过测交试验验证其假说(√)二、填空默写1．基因与染色体的数量与位置关系是一条染色体上有很多基因；基因在染色体上呈线性排列。2．利用摩尔根的杂交试验，获得白眼雌果蝇的方法是用F1雌果蝇与白眼雄果蝇杂交获得。3．请写出支持摩尔根假说：限制果蝇白眼的基因在X染色体上，而Y染色体上不含有它的等位基因的关键性试验(用遗传图解的形式表达)。提示如图所示课时精练一、选择题1．(2024·四川高三模拟)下列有关摩尔根果蝇杂交试验的叙述，错误的是()A．该杂交试验的试验结果可证明基因分别定律的正确性B．该杂交试验表明白白眼为隐性，且与性别相关联C．该杂交试验可证明基因在染色体上呈线性排列D．摩尔根等通过测交等方法验证了白眼基因位于X染色体上答案C2．下图为一个果蝇的染色体，下列叙述错误的是()A．辰砂眼基因(v)、白眼基因(w)为一对非等位基因B．基因cn、cl、v、w的本质区分是碱基的排列依次不同C．该果蝇的一个染色体组可同时含有图中的两条非同源染色体D．减数分裂Ⅰ后期朱红眼基因(cn)和暗栗色眼基因(cl)可自由组合答案D解析在减数分裂Ⅰ后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合，D错误。3．果蝇的红眼对白眼为显性，且限制其眼色的基因位于X染色体上。下列杂交组合中，通过眼色即可干脆推断子代果蝇性别的一组是()A．杂合红眼雌果蝇×红眼雄果蝇B．白眼雌果蝇×红眼雄果蝇C．杂合红眼雌果蝇×白眼雄果蝇D．白眼雌果蝇×白眼雄果蝇答案B解析设红眼被W基因限制、白眼被w基因限制。A项为XWXw×XWY→雌性都是红眼，雄性中红眼∶白眼＝1∶1，不能通过眼色干脆推断子代果蝇性别；B项为XwXw×XWY→雌性都是红眼，雄性都是白眼，可以通过眼色干脆推断子代果蝇性别；C项为XWXw×XwY→后代雌雄果蝇中均为红眼∶白眼＝1∶1，不能通过眼色干脆推断子代果蝇性别；D项为XwXw×XwY→后代全为白眼，也不能通过眼色干脆推断子代果蝇性别。4．某动物两个体的基因组成如下图所示，两者杂交得到F1。下列有关描述正确的是()A．两亲本都有可能产生AbXD的配子B．F1中出现aabb个体是基因重组的结果C．各性状在F1的雌雄个体中表现机会相等D．F1形成的BY配子数量占雌雄配子总数的1/8答案A解析若在减数分裂Ⅰ前期，A/a与B/b这对同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了互换，则两亲本都有可能产生AbXD的配子，A正确；ab基因连锁，产生ab的配子是同源染色体分别的结果，aabb个体是雌雄配子结合的结果，在产生配子及雌雄配子结合的过程中都没有发生基因重组，B错误；由性染色体上的基因可知，杂交后代中雌性都是显性，雄性一半是显性，一半是隐性，即各性状在F1的雌雄个体中表现机会不相等，C错误；两亲本杂交，得到F1中关于B/b基因的基因型及比例是BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，D/d的基因型是XDXD∶XDXd∶XDY∶XdY＝1∶1∶1∶1，F1产生的雄配子中B都占1/2，Y占1/2，在雄配子中BY占1/4，但由于雌雄配子的数量不相等，B在雌雄配子中不占1/2，Y在雌雄配子中也不占1/4，则BY配子数量在雌雄配子总数中也不占1/8，D错误。5．果蝇是一种很好的遗传学试验材料，下列有关叙述错误的是()A．摩尔根用果蝇为试验材料发觉基因在染色体上呈线性排列B．果蝇的X、Y染色体大小不同，所携带的基因种类不完全相同C．摩尔根用果蝇为杂交试验材料发觉了基因的连锁互换定律D．摩尔根利用分子生物学技术独创了测定基因位置的方法答案D解析摩尔根及其学生利用果蝇为试验材料，证明基因在染色体上呈线性排列，为现代遗传学奠定了细胞学基础，A正确；果蝇的X染色体小于Y染色体，在同源区段所携带基因种类相同，在非同源区段是不同的，B正确；摩尔根独创了测定基因位置的方法，但不是分子生物学技术，分子生物学技术是现代生物科学技术，D错误。6．(2024·黑龙江大庆中学高一期末)“基因位于染色体上”是摩尔根通过果蝇的杂交试验验证的，以下有关说法正确的是()A．摩尔根所用的探讨方法为类比推理法B．该试验也证明白基因在染色体上呈线性排列C．若限制白眼的基因位于X、Y染色体的同源区段，也能出现图示试验结果D．试验结果也可说明为限制白眼的基因在常染色体上，且具有隐性纯合的雌性个体胚胎致死答案C解析摩尔根所用的探讨方法为假说—演绎法，A错误；摩尔根通过该试验证明白基因在染色体上，不能证明呈线性排列，B错误；假如限制白眼的基因在常染色体上，且具有隐性纯合的雌性个体胚胎致死，则F2中雌蝇∶雄蝇不为1∶1(或雌蝇∶雄蝇＝3∶4)，与该试验结果不符合，D错误。7．若红眼(R)雌果蝇和白眼(r)雄果蝇交配，F1全是红眼；F1的雌雄个体相交所得的F2中有红眼雌果蝇121只，红眼雄果蝇60只，白眼雌果蝇0只，白眼雄果蝇59只。则关于上述杂交试验，下列叙述不正确的是()A．亲代的雌果蝇确定是纯合子B．F1雄果蝇体细胞中没有白眼基因rC．这对眼色基因只位于X染色体上D．这对眼色基因的遗传不遵循孟德尔遗传规律答案D解析亲代雌果蝇的基因型为XRXR，是纯合子，A项正确；F1中红眼雄果蝇的基因型为XRY，没有白眼基因，B项正确；限制果蝇眼色的基因位于X染色体上，C项正确；位于性染色体上的基因的遗传遵循孟德尔遗传规律，D项错误。8．红眼长翅的雌雄果蝇相互交配，子一代表型及比例如下表：表型红眼长翅红眼残翅白眼长翅白眼残翅雌蝇55018000雄蝇27010028090设限制眼色的基因为A、a，限制翅型的基因为B、b。亲本的基因型是()A．AaXBXb、AaXBY B．BbXAXa、BbXAYC．AaBb、AaBb D．AABb、AaBB答案B解析分析果蝇的翅型，长翅∶残翅在雄性和雌性后代的比例都是3∶1，无性别差异，为常染色体遗传，且长翅是显性性状，残翅是隐性性状，则亲本的基因型都是Bb。再分析眼色，红眼∶白眼在雄性和雌性后代中的比例分别是1∶1和1∶0，有性别差异，则相关基因位于X染色体上，母本的基因型是XAXa，父本的基因型是XAY。综合分析可知，亲本的基因型是BbXAXa、BbXAY，B正确。9．下列有关基因和染色体的叙述，错误的是()A．染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列B．细胞内的基因不确定都在染色体上C．同源染色体的相同位置上不确定是等位基因D．一条染色体上有很多基因，染色体就是由基因组成的答案D10．摩尔根探讨白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时，经验了若干过程，其中：①白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关；②白眼由隐性基因限制，仅位于X染色体上；③对F1红眼雌果蝇进行测交。上面三个叙述中()A．①为假说，②为结论，③为验证B．①为视察，②为假说，③为结论C．①为问题，②为假说，③为验证D．①为结论，②为假说，③为验证答案C解析假说—演绎法的一般步骤是提出问题→作出假设→演绎推理→试验验证→获得结论。摩尔根探讨白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置所采纳的方法是假说—演绎法，他依据现象提出的问题是白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关？作出的假说是白眼由隐性基因限制，仅位于X染色体上，利用F1红眼雌果蝇与白眼雄果蝇进行测交，验证假说，最终得出“基因位于染色体上”的结论。故选C。11．果蝇的有眼与无眼由一对等位基因限制，眼色的红色与白色由另一对等位基因限制。多只无眼雌果蝇与多只白眼雄果蝇交配，F1全为红眼，让F1雌雄果蝇相互交配得F2，F2的表型及比例如下表。下列分析不正确的是()性状红眼白眼无眼雌蝇3/801/8雄蝇3/163/161/8A.有眼与无眼中有眼是显性性状B．红眼与白眼的基因位于X染色体上C．F1红眼雌蝇测交子代中红眼占1/4D．F2中红眼雌蝇的基因型有两种答案D解析设相关基因用B/b、R/r表示，由表格可知，F2中雌蝇均为红眼，红眼雄蝇∶白眼雄蝇＝1∶1，说明限制眼色的基因位于X染色体上，B正确；F1红眼雌蝇基因型为BbXRXr，测交(与bbXrY杂交)，子代(有眼)红眼果蝇占1/2×1/2＝1/4，C正确；F1雄蝇的基因型是BbXRY，雌蝇的基因型为BbXRXr，所以F2中红眼雌蝇的基因型有BBXRXR、BbXRXR、BBXRXr、BbXRXr4种，D错误。12．果蝇的展翅和正常翅由一对等位基因B/b限制且B对b为完全显性，细胞中不存在某个基因时，果蝇不能正常发育而致死。如图为利用这对性状进行的果蝇杂交试验，不考虑X、Y染色体的同源区段，XBY和XbY视为纯合子，下列推断合理的是()A．B/b位于X染色体上，B基因纯合时致死B．B/b位于常染色体上，b基因纯合时致死C．正常翅由显性基因B限制D．F1正常翅雌、雄果蝇自由交配，子代雌、雄比例为2∶1答案A解析从图中可以看出，子代雌性和雄性比例不同，说明这对基因位于X染色体上，不管哪种性状是显性，雌性存在两种表型，所以基因型确定是XbXb和XBX－，所以亲代雄果蝇的基因型是XbY，正常翅为隐性，展翅雌性基因型是XBXb，子代中没有XBY的展翅雄性，说明XB基因纯合致死，A合理，B、C不合理；F1正常翅雌(XbXb)、雄(XbY)果蝇自由交配，子代雌、雄比例为1∶1，D不合理。二、非选择题13．下图为摩尔根证明基因在染色体上的部分果蝇杂交试验过程图解，请回答相关问题：(1)依据F2性状分别比可知，果蝇红、白眼色遗传符合____________定律。果蝇的红眼和白眼这一对相对性状中，______________是显性性状。(2)F2中红眼雌雄果蝇杂交，在不发生基因突变的状况下，子代中出现一只染色体组成为XXY的白眼雌果蝇，请推想可能的缘由：_________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)基因的分别红眼(2)母方减数分裂Ⅱ后期含白眼基因的姐妹染色单体分别形成的染色体未被拉向两极，产生了含有两条X染色体的异样卵细胞所引起的解析(2)F2中红眼雌雄果蝇杂交，基因型为XAXA、XAXa、XAY(假设相关基因用字母A/a表示)，在不发生基因突变的状况下，子代中出现一只染色体组成为XaXaY的白眼雌果蝇，推想可能的缘由是母方减数分裂Ⅱ后期含白眼基因的姐妹染色单体分别形成的染色体未被拉向两极，产生了含有两条X染色体的异样卵细胞所引起的。14．果蝇易饲养，繁殖快，相对性状明显，是进行遗传学探讨的好材料，以下是对果蝇一些遗传现象的探讨，请据题意回答：(1)美国生物学家摩尔根用果蝇进行试验，运用____________法证明白基因位于染色体上。(2)某探讨者在一个灰身果蝇纯系中发觉几只黑身雌、雄果蝇。让灰身果蝇与黑身果