细胞分裂中的同位素标记习题讲解

放射性同位素标记和荧光标记与细胞增殖典例剖析

通过以同位素标记或荧光标记等技术为措施，来研究DNA分子更制与细胞增殖的关系，该类试巡

难度很大，是“教”和“学”过程中经常遇到的难点之一。在教学过程中，本人结合教学实际，采用绘

图直观分析与讲解相结合的方法，克服了这一难点，收到了良好的效果。

一、荧光标记与细胞增殖

1.（2009年汉苏牛物,15）对件腺组织细胞进行荧光标记•等付基因A、a都被标记为黄色,等杆

基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的组胞。以下有关推测合理的是（）

A.假设这2对基因在1对同源染色体上,那么有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点

B.假设这2对基因在1对同源染色体上,那么有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点

C.假设这2对基因在2对同源染色体上,那么有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点

D.假设这2对基因在2对同源染色体上,那么有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点

【解析】此题的解题关键是理解四分体的组成。在减数第一次分裂的前期，复制后的同源染色体

联会形成四分体，因此，1对等位基因复制后会在同源染色体相同位点上得到4个基因，染色后呈现相

同颜色的4个荧光点。因此，这2对基因假设位于1对同源染色体上，那么该四分体中出现4个黄色、

4个绿色荧光点；这2对基因假设分别位于2对同源染色体上，那么有1个四分体中出现4个黄色荧光

点，另1个四分体中出现4个绿色卖光点。

【答案】B

2.（2011安徽合肥二模）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，以下有关推测合理的是

A.①叼

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减数第二次分裂过程异常

【解析】细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂间期，染色体完成复制，姐妹染色单体形成，此时

的每条染色体均为由一个着丝点连接的两条姐妹染色单体组成，因此，处于有丝分裂前期、中期和后期

的细胞中，以及初级精母细胞中，都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个.故C正确.

有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体消失，成为两条子染色体，染色体平均分为两组移向两

极，每一极都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个，故A错误。

减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此别离，所形成的每个次级精母细胞中仅含有一个染色

体犯，因此，应含有红或黄、蓝或绿色荧光点，各2个。减数第二次分裂后期，着丝点分裂，每一极都

有红或黄、蓝或绿色荧光点，各1个，故B错误。

正常情况下，减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此别离，其上的等位基因彼此别离，位二

非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成基因型AB、ab或Ab、aB的两个次级精母细胞，最终形成

基因型为AB、ab或Ab、aB的精细胞，各2个。假设减数第一次分裂正常，而减数第二次分裂不正常,

那么可能会形成基因型为A、ABB、ab、ab或其他异常基因型的精细胞。可见图中基因型ABb精细胞的

产生是由于减数第一次分裂异常所致，其原因可能是，减数第一次分裂后期，同源染色体A、a正常别

离，而同源染色体B、b未正常别离，从而进入到同一个次级精母细庖中，形成了基因型a和ABb两种

次级精母细胞；而减数第二次分裂正常，从而形成基因型为ABb、a的精细胞，各2个。故D错误。

【答案】C

【变式1】（2011福建泉州王中模拟）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，以下有关推测合理的是

A.①

时期的细

胞中向每

一极移动

的都有红、

母细胞母细胞黄、蓝、绿

色荧光点,

各2个

B.③时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个

C.图中所示的这个精原细胞产生的另三个精细胞的基因型为a、a、ABb

D.图中①时期和②时期的细胞都可发生A与A的别离和A与a的别离

【解析】细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂间期，染色体完成复制，姐妹染色单体形成，此时

的每条染色体均为由一个着丝点连接的两条姐妹染色单体组成，因此，处于有丝分裂前期、中期和后期

的细胞中，以及初级精母细胞中，都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个。

有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体消失，成为两条子染色体，染色体平均分为两组移向两

极，每一极都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个，故A错误。

减数第•次分裂后期，联会的同源染色体彼此别离，所形成的每个次级精母细胞中仅含有•个染色

体犯，因此，应含有红或黄、蓝或绿色荧光点，各2个。减数第二次分裂后期，着丝点分裂，每一极都

有红或黄、蓝或绿色荧光点，各1个，故B错误。

图中基因型ABb精细胞的产生是由于减数第•次分裂异常所致，其原因是，减数第•次分裂后期，

同源染色体A、a正常别离，而同源染色体B、b未正常别离，从而进入到同一个次级精母细胞中，形成

了基因型a和ABb两种次级精母细胞：而减数第二次分裂正常，从而形成基因型为ABb、a的精细胞，

各2个。故C正确。

有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体消失，成为两条子染色体，染色体平均分为两组移向两

极,因此会发生A与A、a与a、B与B、b与b的别离。有丝分裂分裂过程中，不存在同源染色体的联

会和别离现象，不可能发生A与a、B与b的别离。减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此别离,

其上的等位基因彼此别离，即发生A与a、B与b的别离；减数第二次分裂后期，着丝点分裂，发生A

与A（或a与a）、B与B（或b与b）的别离。故D错误。

【答案】C

【变式2]在荧光显微镜下观察被标记的小鼠的睾丸细胞，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，两对基因位于两对常染色体上。以下不合理的是（）

A.视野口

可以观察到3

种不同特征的

分裂中期的细胞

B.初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿荧光点，各2个

C.次级精母细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿荧光点，各1个

D.假设产生的精细胞中观察到3上荧光点，那么最可能发生了染色体变异

【解析】小鼠的精巢中，可进行有丝分裂和减数分裂，故A正确。

细胞分裂间期，染色体复制完成，此时的每条染色体均含有两条姐妹染色单体，因此，处于有丝分

裂前期、中期和后期的细胞中，以及初级精母细胞中，都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个。故B正

确,

减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此别离，所形成的每个次级精母细胞中仅含有一个染色

体组，因此，应含有红或黄、蓝或绿色荧光点，各2个。减数第二次分裂后期，着丝点分裂，每一极都

有灯或黄、蓝或绿色荧光点.各1个.故C错误C

假设产生的精细胞中观察到3上荧光点，如图中基因型ABb精细胞。其形成的原因是由于减数第一

次分裂异常所致：即减数第一次分裂后期，同源染色体A、a正常别离，而同源染色体B、b未正常别离,

从而进入到同一个次级精母细胞中，形成/基因型a和ABb两种次级精母细胞；而减数第二次分裂正常,

从而形成基因型为ABb、a的精细胞，各2个。该变异属于染色体数目变异，故D正确。

【答案】C

【知识点拨】解答该类问题时，必

弄清楚DNA分子的复制是半保存复制：

要理解染色体、染色单体、DNA数量的关

菖

三，充分理解细胞有丝分裂和减数分裂的—1-0过程。

（1）细胞分裂间期染色体豆制，形成了奥

一条染色体一条B染色体包含两条完全相点相连，

色单体，此时的两条染色单体由•个着丝

称为一条染色体，此时，染色体:染色单两条染色单体同的染色体

体:DNA=1:2:2。

（2）具有两条染色单体的染色体，者丝点分裂后染色单体消失，称为两条子染色体，此时，染色

体:染色单体:DNA=1:O:1。

二、放射性同位素标记与细胞增殖

1.（2010山东理综，7）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺晞咤脱氧核苗培养基中完成一个细胞周期,

然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是

A.每条染色体的两条单体都被标记

B.每条染色体中都只有一条单体被标记

C.只有半数的染色体中一条单体被标记

D.每条染色体的两条单体都不被标记

【命题立意】考查DNA莫制与放射性同位素标记法的综合

【解析】由于DNA分子的复制方式为半保存复制，在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后,

每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保存复制，所

以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每个染色单体含一个DNA分子，所以一半的染色单体含

放肘性.

【答案】B

2.（2006北京理综，4）用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些

细胞转人不含的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被标记

的染色体条数分别是

A.中期20和20、后期40和20B.中期20和10、后期40和20

C.中期20和20、后期40和1。D,中期20和10、后期4c和10

【命题意图】细胞有丝分裂过程中程中DNA和染色体的数目变化，考查学生的综合运用能力。

【解析】体细胞的分裂方式是有丝分裂，子细胞与母细胞染色体数目相等。用32P标记了DNA分

子双链，那么细胞内20条染色体的DNA分子双链均被标记。第一次细胞分裂结束后，两个子细胞中的

每个染色体的每个DNA分子均有一条链被标记。在第二次细胞分裂时，中期染色体数为20条，均含有

被标记的DNA分子，含有40条染色单体（其中含有被标记DNA分子的染色单体为20条）：后期由二

着弦点分裂，染色体数数目加倍为40条，含有被标记DNA分子的染色体为20条。

【答案】A

【常见错误分析】细胞分裂方式判断错误。有丝分裂过程中染色体数目变化和DNA半保存曼制分

析不准确。

【变式1]用32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含

32P的培养基中培养.在第二次细胞分裂的后期,一个细胞中被32P标记的染色体数是（）

A.0条B.10条C.20条D.40条

【解析】在细胞分裂间期，DNA进行复制，由于实在不含32P的培养中，复制出来的DNA不含32p,

因此，在第一次分裂结束后，每一个子细胞的20条染色体是由10条含32P和10条不含32P的。在第二

次分裂，间期DNA复制，原本10条32P的染色表达在为20条，在第二次分裂的后期，着丝点已经别离,

但细胞还未分为两个，所以32P的染色体还是20条。

【答案】C

3.（2011•黄冈）如果将含有I对同源染色体的精原细胞的DNA分子用,5N标记，并提供14N的原料,

那么该精原细胞产生•的四个精子中没有放射性同位素的有（）

A.0个B.1个

C.2个D.4个

【解析】根据题意，复制后的一对同源染色体的四个DNA分子中的每个DNA分子的一条链上

都含有放射性同位素，故产生的四个精子均含有放射性同位素。此题选择A项。

【答案】A

4.现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞，放在不含32P的培养基中培养，

假设该细胞连续进行4次有丝分裂，那么含32P的子细胞数量最少和最多分别是（不考虑交叉互换）

（）

A.2,16B.2,8C4,8D.4,16

【解析】两对同源染色体含32P的DNA单链有8条，复制形成的每个染色单体都有一个DNA笠

链被32P标记，第一次分裂后形成的两个细胞都含行32P标记的四条单链，每个细胞再经过连续3次有

丝分裂，分别带有32P的四条单链随机进入到8个子细胞中，因此含32P的细胞最少数是2,最多数是8。

【答案】B

5..（2010•启东模拟）某科学家用含32P的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，测得一个细胞中放射性含

量变化如右图。以下判断不正确的选项是（）

A.CF不能表示一个细胞周期，但可用它计算一个细胞周期的时目

B.AB可表示DNA散乱分布于纺锤体中央

C.在细胞质中不可能检测到放射性

D.着丝点分裂出现在BC和EF段

【解析】由题干可获取的主要信息有：①32P标记蚕豆根尖有丝分裂中DNA分子含量变化。②放

射性含量是一个细胞内的变化情况，而不是细胞群体的放射性。间期进行物质合成，放射性开始增加，

间期结束，放射性达最大，至分裂为两个子细胞，子细胞的放射性同原细胞根本相同。解答此题应先根

据一个细胞内放射性变化情况判断细胞周期及其各个时期，再逐项分析。AD或DG表示一个完整的细胞

周期，CF从时间上等同于一个细胞周期持续的时间，但不能表示一个细胞周期，故A项正确；AB段，

放射性增大至最大，表示DNA散乱分布于纺锤体中央过程，故B项正确：线粒体中含有DNA,因此在

细胞质中也能检测到放射性，故C项错误；BC段和EF段中放射性不变化，说明DNA含量未变，可表示

前期、中期和后期，故D项正确。

【答案】C

6.如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用UN标记，并只供应精原细胞含14N

的原料，那么该细胞进行减数分裂产生的四个精子中（不考虑交叉互换现象），含I5N、UN标记的DNA

分子的精子所占比例依次为（）

A.100%,0B.50%,50%C.50%.100D、100%,100%

【解析】因为DNA是半保存复制，在精原细胞复制形成初级精原细胞的时候，含15N的DNA双

连翻开，所以复制后形成的DNA中都是•条含14N的连和另外•条含15N的链，所以最后形成的四人

精子中都是含有15N、14N标记的DNA分子的精子。

【答案】D

7.将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含3H的培养基中培养，经

过连续两次细胞分裂。以下有关说法正确的选项是（

A.假设进行有丝分裂，那么子细胞含3H的染色体数一定为N

B.假设进行减数分裂，那么了•细胞含3H的DNA分子数为N/2

C.假设子细胞中有的染色体不含3H,那么原因是同源染色体彼此别离

D.假设子细胞中染色体都含3孔那么细胞分裂过程中可能发生基因重组

【解析】DNA分子的复制是当保存复制。复制后，每个DNA分子中有一条链含3孔假设进行有

丝分裂，那么第一次分裂后所形成的子细胞中，含3H的染色体数均为2N,但每条染色体的DNA分子的

两条链均为杂合CMH）：继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保存复制，每条染色体的

一条染色单体上DNA分子的两条链为朵合的3H1H,另•条染色单体上DNA分了的两条链为纯合的峭明,

即一半染色单体含放射性，或者说含3H的染色体数共有2N,但有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色

单体成为子染色体后，子染色体的别离具有随机性，因此，含3H的染色体数进入同一个子细胞的数量

为0~2N。故A项错误。

假设进行减数分裂，那么染色体复制一次，细胞连续分裂两次。经过减数第一次分裂，次级精母细

胞中染色体数目减半，经过减数第二次分裂所形成的子细胞中，含3H的DNA分子数仍为N。故B项错

误＜

假设子细胞中有的染色体不含3H,与分裂次数增加，环境中缺乏原料3H有关。故C项错误。

假设子细胞中染色体都含3H,那么可能是在减数第一次分裂的四分体时期，发生了联会的一对同源

染色体的非姐妹染色体之间的交叉互换。故D项正确。

【答案】D

三、其他特殊标记与细胞增殖

1.（2010深圳二模）BrdU能替代T与A配对，而渗入新合成的DNA链中。当用姬姆萨染料染色时,

不含BrdU的链为深蓝色，含BrdU的链为浅蓝色。现将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进

行培养，以下图a〜c依次表示参加BrdU后连续3次细胞分裂中期，来自1条染色体的各染色体的显色

情况（阴影表示深蓝色,非阴影为浅蓝色）。有关说法正确的选项是

A.1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于2条染色体上

B.b图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核甘酸链都含BrdU

C.1个染色体形成2条染色单体时，DNA还没有复制

D.c图中有2条染色单体的所有脱氧核甘酸链都不含BrdU

【解析】A项错误，当每次分裂结束后，1个DNA复制3次所产生的8个DNA分别位于8条突

色体上；B项正确，b图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核甘酸锥都含BrdU,而1个DNA的其口

一条脱氧核甘酸链含BrdU,另一条脱氧核甘酸链不含BrdU：C项不正确，每条姐妹染色体含有两个奥

色单体，且含有两个DNA；D项错误.c图中有8个DNA,其中有6个DNA的所有脱氧核昔酸链含BrdU,

2个DNA的一条脱氧核昔酸链含BrcUo

【答案】B

2.科学研究说明：在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体在相同的位置上可能发生局部交换。

某同学为了在显微镜下观察这一现蒙.便进行研究C收集的资料如下：

I.将细胞置于含.有某种BrdU的培养基中培养，细胞能不断增殖。当DNA散乱分布于纺锤体中央时,

BrcU可替代胸腺喀咤脱氧核甘酸掺入到DNA了•链中。

II.由于BrdU掺入的情况不同，经特殊染色后，着色的深浅也不同。在染色单体中，假设DNA的一

条单链掺有BrdU那么染色后着色深：假设DNA的两条单链都掺有BrdU,那么使DNA双螺旋程度降低,

染色后着色浅。

HI.将处丁•细胞周期中的中,期细抱进行常规制片，经特殊染色后在显微镜下可观察，到每条染色体的

姐妹染色单体的着色情况。

根据资料该同学用洋葱根尖分生区细胞进行了如下实验操作。请答复以下问题：

⑴完成实验：

①配制培养基：在普通细胞培养基中添加BrdU。

②培养：,o

③制片：0

④观察：用显微镜观察不同细胞中染色体的着色情况。

（2）实验分析：

①以下哪项不是本实验所运用的原理（）

A.DNA的半保存散乱分布于纺锤体中央B.植物的组织培养

C.染色体被染色剂着色D.细胞分化

②在显微镜下可观察到第二个细胞周期中期的染色体的现象是

0

③假设要观察姐妹染色单体是否发生交换，境好选择第二个细胞周期中期的细胞，请描述可能观襄

到的现象：_________________________________________________________

0

④如果染色体的两条姐妹染色单体之间发生局部交换，通常对生物的遗传是否有影响？.

请简述理由：。

【解析】将细胞在含有某种BrdU的培养基中培养，观察细胞分裂中期时每条染色体的姐妹染色

单体的颜色，根据颜色情况做出推断。由于DNA分子的半保存散乱分布于纺锤体中央，第一个细胞局

期中期时，每条染色体的两条姐妹染色单体全部是着色深的（DNA中只有一条单链掺有BrdU）；到第二人

细胞周期中期.时，每条染色体的两条姐妹染色单体，其中一条染色较深（DNA中只有一条单链掺有

BrcU）,另一条染色较浅.（DNA的两条单链都掺有BrdU）.

【答案】（1）②将洋葱根尖分生区细胞离体置于•含BrdU的培养基上，在适宜的条件下培养一段时

间③JR不同时期的细.胞经特殊染色后，制片⑵①D②每条染色体的两条姐妹染色单体，其中一条

染色较深，另一条染色较浅③如果发生姐妹染色单体交换，那么可观察到在染色体染色较深的染色苴

体上有染色较浅的局部，而相对应的染色较浅的染色单，体上有染色较深的局部④没有因为两条姐妹

染色单体是由一条染色体散乱分布于纺锤体中央而来，交换的局部控制性状的基因相同

绘图法解决生物学问题

绘图法具有直观、清晰、便捷的特点，许多生物学问题都可以采用这种方法。例如，DNA复制和细

胞分裂是高中生物教材中较难的两个知识点，也是历年来高考命题的焦点。笔者根据多年的教学经验，

采用绘图法可以帮助学生很方便快捷地解决这类问题。

1绘制有丝分裂过程图。见图一

通过绘图，可以直观地看出：一个细胞经过一次有丝分裂，产生了两个子细胞。每个子细胞和亲代

细胞一样都含有相同数目的染色体，并且每个细胞中的每一条染色体上的DNA分子都保存了亲代细胞

DNA分子的一条链，表达了DNA分子半保存复制的特点。

2绘制减数分裂过程图。见图二

通过绘图，可以直观地看出：一个性原细胞经过减数分裂，产生了四个子细胞。每个子细胞的染色

体数目较性原细胞减少了一半，并且每个子细胞中的每条染色体上的DNA分子都保存了性原细胞DNA

分子的一条链，即半保存复制。

3实例解析

例题1、（2006•北京理综卷）用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将

这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体数和被

32P标记的染色体数分别是（）

A、中期20和20、后期40和20B、中期20和10、后期40和20

C、中期20和20、后期40和10D、中期20和10、后期40和10

解析：根据题意，用32P标记DNA分子的双链，在第一次细胞分裂中，相当于DNA进行了一次复制,

此时每一个染色体含有两条染色单体，即两个DNA分子，每个DNA分子都有放射性32p。进行第二次细

胞分裂，等于新产生的两个子细胞再复制一次，到达中期时的每个染色体含有两条姐妹染色单体，其口

一条有放射性32P,一条没有，但就整个染色体来说，仍然有放射性，到了后期，着丝点分裂，染色单

体分开变成染色体，染色体数目加倍，而具有放射性32P的染色体仍只有20条。因此答案为：A

例题2、（2006•湖北武汉一模）如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用"N标

记，并只供应精原细胞含“N的原料，那么该细胞进行减数分裂产生的四个精子中，含匕N、"N标记

的DNA分子的精子所占比例依次为（）

A、100%0B、50%50%C、50%100%D、100%100%

解析：根据图二所示，精原细胞在减数分裂形成精子的过程中，苜先要通过复制，含有一对同源奥

色体的精原细胞的两个DNA分子都用isN标记，只供应"N的原料，那么复制后的每条染色体含有两

条染色单体，每条染色单体的每个DNA分子的一条链含"N、一条含“N。经减数第一次、第二次分

裂形成的四个精子中的每个DNA分子都含有“N和“N标记的链条。因此答案为：D

27.（18分）100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息

答复以下问题：

⑴黑体残翅雌果蝇与灰体长翅果蝇杂交，件全为灰体长翅。用*雄果蝇进行测交，测交后

代只出现灰体长翅200只，黑体残翅198只。如果用横线（一一）表示相关染色体，用A、

a和B、b分别表示体色和翅型的基因，用点（-）表示基因位置，亲本雌雄果蝇的基因

型可分别图示为和oE雄果蝇产生的配子的基因组成图示为。

（2）卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交,在3中所有雌果蝇都是直刚毛直翅,所有

雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别位于和染色体上

（如果在性染色体上，请确定出X或Y）,判断前者的理由是o控制刚毛和翅型的

基为分别用D、d和E、e表示，3雌雄果蝇的基因型分别为和°K雌雄果

蝇互交，见中直刚毛弯翅果蝇占的比例是。

（3）假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎致死），无其他性状效应。根据隐形

纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变.有一只雄果蝇偶然

受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计

杂交实验并预测最终实验结果。

实验步骤：①;②;③;

结果预测：I如果，那么X染色体上发生了完全致死突变：

II如果,那么X染色体上发生了不完全致死突变；

III如果,那么X染色体没有发生隐性致死突变。

【解析】［1［黑体残翅雌果蝇与灰体长翅果蝇杂交，，全为灰体长翅，说明灰、长是显性。

用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只，黑体残翅198只，说明灰、长基

因位于一条染色体上，黑、残基因位于另一条染色体上。

〔2〕刚毛的遗传和性别有关，且所有子代雌蝇的刚毛都和亲代雄蝇表型一致，所有子代量

蝇的刚毛都和亲代雌蝇表型一致，所以控制刚毛的基因在X染色体上；而翅型的遗传和性

别无关，因此控制翅型的基因位于常染色体上。题中所述实验图解如下:

P：XdXdeeXX°YEE

卷刚毛弯翅雌果蝇直刚毛直翅雄果蝇

R：X父EeXdYEe

直刚毛直翅雌果蝇卷刚毛直翅雄果蝇

IF互交

D

F2：1/8直刚毛弯翅果蝇：1/16X°X%e、1/16XYee

〔3〕注意题目要求是通过“设计杂交试脸来探究是否发生突变”，就不要再考虑检测基因

突变的其他手段。采用假设演绎法：先假定受辐射的这只雄果蝇发生了该隐性致死突变，

由于该突变基因〔设定为a〕仅有纯合胚胎致死效应，因此一定要设计出能形成X*Y或XT

型胚胎的杂交组合，才能与未发生突变的情况相区别。而现有的实验材料只有受辐射的这

只雄果蝇和其他未受辐射的雌雄果蝇，因此杂交试验的第一步只能是：受辐射的这只雄果

蝇与未受辐射的雌果蝇杂交：X'YXXAXMXT、XAY,结果件还不能出现）CY或XT1型

胚胎；观察容易发现：第二步，让E雌雄互交就会出现X、型胚胎〔不会出现XX1型胚胎）；

由于）CY型胚胎致死，所以，第三步，应该考虑统计F2中雄蝇所占的比例。假设未发生该

突变，该比例应为1/2；假设突变完全致死，比例为1/3;假设突变不完全致死，比例应介

于1/3和1/2之间。相应图解如下：

P:XaYXXAXA

F.:XAX3XAY

1E互交

X*XAXAX8AX"Y

F2：XY

1：1：1:1

【答案】

ahAB

〔2〕X常刚毛性状与性别有关且每种刚毛性状雌雄均有〔或：交叉遗传〕X0XdEe

XdYee1/8

（3）①这只雄蝇与正常雌蝇杂交②件互交〔或：B雌蝇与正常雄蝇杂交③统计Fz中雄

蝇所占比例〔或统计展中雌雄蝇比例〕

结果预测：I.R中雄蝇占1/3〔或凡中雌：雄=2:1〕

ILF?中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间〔或F2中雌：雄在1:1〜2：1之间〕

IIIF?中雄蝇占1/2（或巳中雌：雄=1:1）

例8：用纯种有色饱满籽粒的五米与无色皱缩籽粒的玉米杂交1实验条件满足实验要求），F1全部表现

为有色饱满，F1自交后，F2的性状表现及比例为：有色饱满73%,有色皱缩2%,无色饱满2%,无色

皱缩23%。答复以下问题：

（1）上述一对性状的遗传符合定律。

（2）上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律？为什么？

（3）请设计一个实验方案，验证这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。（实验条件满足实验要求］

实验方案实施步骤：

①;②：③。

该题告诉了朵合体子一代的自交后代表现。结果显示，子二代的每一对相对性状的显随性之比都3:1,

根据规律，可以判定两对性状都是符合别离定律的。但是，当两对性状综合研究是，发现两者并不符合

（3:1）2,所以，可以判定为两者并不符合自由组合定律。除了这种方法之外，还可以测交法或者是心

倍体培养法。

附参考答案

（1）基因的别离（2）不符合。因为玉米粒色和粒形的每一对相对性状的别离比为3：1,两对性状综

合考虑，如果符合自由组合定律，F1自交后代别离比应符合9：3：3：1（3）（方案一）①纯种有色

饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代

②取F1植株与无色钺缩的玉米进行测交③收获杂交后代种子并统计不同表现型的数量比例。如四种

表现型比例符合1：1：1：1,那么符合自由组合定律。假设四种表现型比例不符合1：1：1：1,那么

不符合自由组合定律

（方案二）①纯种行色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代

②取F1植株的花粉进行植物组织培养，获得单倍体植株幼苗；再用秋水仙素处理幼苗

③收获种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合1：1：1：1,那么符合自由定律。假

设四种表现型比例不符合1：1：1：1,那么不符合自由组合定律

（方案三）①纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代

②取F1植株自交③收获自交后代种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合9：3：

3：1,那么符合自由组合定律。假设四种表现型比例不符合9：3：3：1,那么不符合自由组合定律。

3.某种昆虫长翅（A）对残翅⑶为显性，直翅⑻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基因型如下图，请答复以下问题：

⑴长杷与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律，并说明理由.

(2)该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为

⑶该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有。

⑷该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生别离的时期

有。

⑸为验证基因的自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别

是。

不遵循，控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上

AbDabd或Abd、abD

A、a、b、b、D、d

有丝分裂后期和减数第二次分裂后期

aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd

别离定律和自由组合定律的两个“不一定”分析

1.两对等位基因控制的性状不一定都遵循自由组合定律

如以下图中A—a、B—b两对等位基因之间的遗传不遵循自由组合定律。在不发生交叉互换的情况下,

AaBb自交后代性状别离比为3：1,在发生交叉互换的情况下其自交后代有四种表现型，但比例不是

9:3:3:1o

注：一般题目中提到，两对等位基因分别位于两对同源染色体上、两对基因独立遗传。或直接告知

满足自由组合定律的情况，可确定两对等位基因满足自由组合定律。实际上只

理解别离定律和自由组合定律的实质，就能正确理解是否满足。

例1：某生物兴趣小组有一些能够稳定遗传的高茎、豆荚饱满和矮茎,豆英不饱满两个品系的碗豆，假

设你是该兴趣小组的成员，并希望国通遗传学杂交实验探究一些遗传学问题。

（1）可以探究的问题有：问题1:控制两对相对性状的基因是否分别遵循孟德尔基因的别离定律。问题

2：（1）___________________

（2）请设计一组最简单的实验方案，探究上述遗传学问题：（不要求写出具体操作方法）

①__________________________;观察和统计F1的性状及比例：保存局部F1种子。

②：观察和统计F2的性状及比例

（3）实验结果：

①F1的全部为高茎、豆英饱满

②F2的统计数据

表现型高茎、豆荚饱满高茎、豆荚不饱满矮茎、豆荚饱满矮茎、豆英不饱满

比例66%9%9%16%

（4）实验分析：①F2中,所以高茎和矮茎、豆荚饱满和

豆荚不饱总分值别是由一对等位基因控制的，并遵循孟德尔的基因别离定律。

②F2四种表现型的比例不是933:1,所以控制上述两对相对性状的非等位基因。

（5）①实验证明，在F2代的中，能稳定遗传的高茎豆荚饱满的个体和矮茎豆荚不饱满的个体的比例都

是16%,所以，你假设F1的形成的配子，其种类和比例是。（D和d表示高茎和矮茎基因;

E和e表示豆荚饱满和豆荚不饱满）请设计一个实验验证你的假设，并用遗传图解分析实验预期②你认

为以下哪一个图解中能正确解释形成重组配子的原因（）

答案：

（1）控制两对相对性状的基因是否分别遵循孟德尔基因的自由组合定律。或控制两对相对性状的基因

是否在同一对同源染色体上（是否分别在两对同源染色体上）

（2）①高茎豆荚饱满的豌豆和矮茎豆英不饱满的豌豆杂交②F1代个体进行自交

（4）①高茎：矮茎=3：1,豆荚饱满：豆荚不饱满=3：1：且有性状的重组现象（两对相对性状的利

离比是3:1;且有性状的聿组现象〕②不遵循孟德尔的基因自由组合定律（控制两对相对性状的基

因在同一对同