（浙江專版）2018年高中生物 第二章 染色體與遺傳 第二節(jié) 遺傳的染色體學說學案 浙科版必修2

第二節(jié)遺傳的染色體學說1遺傳的染色體學說認為細胞核內(nèi)的染色體可能是基因的載體。2基因的行為和減數(shù)分裂過程中的染色體行為有著平行的關(guān)系。3一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨著配子遺傳給后代。4位于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；減數(shù)分裂過程中，在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。 遺傳的染色體學說1學說的含義基因的行為和減數(shù)分裂過程中染色體行為有著平行的關(guān)系；細胞核內(nèi)的染色體可能是基因的載體。2學說的依據(jù)(1)基因在雜交實驗中始終保持其獨立性和完整性，而染色體在細胞分裂各期中也保持著一定的形態(tài)特征。(2)基因(等位基因)在體細胞中成對存在，其中一個來自父方，一個來自母方；染色體(同源染色體)也成對存在，一條來自父方，一條來自母方。(3)在形成配子時，等位基因相互分離，非等位基因自由組合；同樣，同源染色體分離，非同源染色體自由組合。每種生物的基因數(shù)量都要遠遠多于這種生物的染色體數(shù)目，如人的體細胞只有23對染色體，卻有3萬個左右的基因，那么基因與染色體可能有怎樣的對應關(guān)系呢？提示：一條染色體上有許多個基因?；蚝腿旧w行為的平行關(guān)系基因行為染色體行為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具有相對穩(wěn)定的形態(tài)特征在體細胞中成對存在，一個來自父方，一個來自母方在體細胞中成對存在，同源染色體一條來自父方，一條來自母方在配子中成對的基因只有一個在配子中成對的染色體只有一條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)第一次分裂后期自由組合特別提醒基因主要存在于染色體上，另外也存在于細胞質(zhì)中的DNA上；原核生物的擬核上、病毒的遺傳物質(zhì)、真核生物的線粒體、葉綠體上也有基因分布。孟德爾定律的細胞學解釋及其實質(zhì)1基因分離定律的實質(zhì)即：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因具有一定的獨立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給后代。2自由組合定律的實質(zhì)(1)自由組合定律的細胞學解釋：在雜合子的體細胞中，控制兩對相對性狀的兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上，在減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，因此處于非同源染色體上的非等位基因也自由組合，從而實現(xiàn)性狀的自由組合。(2)基因自由組合定律的實質(zhì)：位于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；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。1F1(基因型是Aa)在減數(shù)分裂形成配子時等位基因表現(xiàn)出分離。那么等位基因分離的原因是什么？提示：等位基因位于同源染色體的相同位置上，減數(shù)分裂時隨著同源染色體的分開而分離。2你知道等位基因分離與非等位基因自由組合的時間嗎？提示：減數(shù)第一次分裂的后期。3F1(基因型是AaBb)自交，F(xiàn)2出現(xiàn)四種表現(xiàn)型比例為9331，請用細胞學解釋產(chǎn)生該比例的原因？提示：F1產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種類型的配子且比例為1111，在受精作用形成受精卵時，雌雄配子結(jié)合是隨機的，所以F2出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，比例為9331。1分離定律的細胞學基礎(chǔ)(1)分離定律的細胞學基礎(chǔ)是等位基因隨同源染色體分開而分離，如下圖： (2)雜合子中等位基因的行為：獨立性：雜合子中一對等位基因(Cc)位于一對同源染色體的相同位置上，既不融合也不混雜，各自保持獨立性。分離性：減數(shù)分裂(無交叉現(xiàn)象)時，同源染色體分開，等位基因彼此分離，分別進入兩個配子中，從而雜合子可以產(chǎn)生兩種類型且數(shù)量相等的配子。隨機組合性：受精作用中雌、雄配子結(jié)合的機會均等，等位基因隨配子遺傳給子代。2自由組合定律的細胞學基礎(chǔ)自由組合定律的細胞學基礎(chǔ)是等位基因隨同源染色體分開而分離，位于非同源染色體上的非等位基因自由組合，如下圖：特別提醒基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規(guī)律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。并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾的遺傳規(guī)律，葉綠體、線粒體中的基因都不遵循遺傳規(guī)律。原核生物中的基因都不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。 基因與染色體行為的平行關(guān)系的拓展分析例1下列不能說明基因與染色體存在平行關(guān)系的是()A在體細胞中基因成對存在，染色體也是成對存在的B體細胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方C非等位基因自由組合，非同源染色體也有自由組合D基因是遺傳的獨立單位思路點撥精講精析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)。在體細胞中基因成對存在，染色體也是成對的。在配子中成對的基因只有一個，同樣，成對的染色體也只有一條。體細胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方。同源染色體也是如此。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)第一次分裂后期也是自由組合。答案D1下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述中，正確的是()A基因全部在染色體上B染色體就是由基因組成的C一條染色體上含有多個基因D一條染色體上只有一個基因解析：選C染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成的，生物體內(nèi)的基因主要存在于染色體上，但在葉綠體和線粒體中也有少量基因。一條染色體上有許多個基因，這些基因在染色體 上呈線性排列。結(jié)合減數(shù)分裂考查孟德爾定律的細胞學解釋例2某生物的基因型為AaBb，已知A、a和B、b兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。那么，正常情況下該生物在減數(shù)分裂形成精細胞的過程中，基因的走向不可能是()AA與B走向一極，a與b走向另一極BA與b走向一極，a與B走向另一極CA與a走向一極，B與b走向另一極DA或a走向哪一極、B或b走向哪一極都是隨機的思路點撥精講精析基因A和a會分離、基因B和b會分離，因此，正常情況下選項C是不可能發(fā)生的。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。即A或a走向哪一極、B或b走向哪一極都是隨機的，因此，AaBb的個體可產(chǎn)生AB、Ab、aB、ab四種類型的配子。答案C(1)按自由組合定律遺傳的每一對基因的傳遞都遵循分離定律，因此，多對等位基因在一起遺傳的自由組合問題可分解為多個一對等位基因的分離定律問題。(2)同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合仍具有獨立性和同時性。2.右圖是基因型為RrDd的某種動物一個卵細胞基因組成示意圖。請據(jù)圖分析回答：(1)該種動物體細胞內(nèi)含有_對同源染色體。(2)由此圖可判斷該動物雌性個體最多能形成_種類型的卵細胞。(3)研究基因R和r在形成卵細胞時的傳遞規(guī)律，符合基因的_定律；研究基因R、r和D、d在形成卵細胞時的傳遞規(guī)律，符合基因的_定律。解析：(1)圖中所示的卵細胞的染色體數(shù)為2條，而卵細胞中的染色體數(shù)目是該個體體細胞染色體數(shù)目的1/2，因此該種動物細胞內(nèi)有2對同源染色體。(2)從圖中可知，R和D位于2條非同源染色體上，即R、r和D、d兩對等位基因位于兩對同源染色體上。因此，RrDd的個體經(jīng)過減數(shù)分裂可產(chǎn)生RD、Rd、rD、rd 4種類型的配子。(3)R和r是一對等位基因，位于一對同源染色體上，基因的傳遞符合分離定律。R、r和D、d兩對等位基因位于兩對同源染色體上，基因的傳遞符合自由組合定律。答案：(1)2(2)4(3)分離自由組合課堂回扣練習一、概念原理識記題1大量事實表明，基因遺傳行為與染色體的行為是平行的。下列各項中與此無關(guān)的是()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：選C二者的行為一致性說明兩者是具有承載或包含關(guān)系的，但與基因數(shù)量的多少無關(guān)?；蛟谌旧w上，等位基因位于同源染色體上，非同源染色體上是非等位基因都能說明基因遺傳行為與染色體的行為是平行的。二、易錯易混辨析題2下列各種基因型的個體自交后代表現(xiàn)型比例為9331的是() 解析：選C由比例9331可知，涉及兩對等位基因，且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上，遵循基因的自由組合定律。回扣知識點1基因和染色體的關(guān)系及其理論依據(jù)。 。2易誤點提醒：基因的位置與孟德爾遺傳定律的關(guān)系。課下綜合檢測一、選擇題1下列敘述正確的是()A細胞中的基因都在染色體上B細胞中每條染色體都只有一個DNA分子C哺乳動物體細胞細胞核中，基因和染色體都是成對存在的D非等位基因在形成配子時都是自由組合的解析：選C細胞中除染色體上有DNA外，線粒體、葉綠體等細胞器內(nèi)也存在基因(質(zhì)基因)；細胞中的染色體經(jīng)過復制后，每條染色體含有兩條染色單體、兩個DNA分子；減數(shù)分裂過程中，發(fā)生自由組合的基因是位于非同源染色體上的非等位基因，而不是同源染色體上的非等位基因。2“基因在染色體上”可以從下列哪個結(jié)論中得出()A基因和染色體行為存在明顯的平行關(guān)系B基因和染色體都在細胞內(nèi)C有絲分裂中同源染色體不分離D卵細胞中既不含等位基因也不含同源染色體解析：選A由基因和染色體的平行關(guān)系，可知基因在染色體上。3下圖表示某個生物的精細胞，試根據(jù)細胞內(nèi)基因(三對基因獨立遺傳)的類型，判斷其精細胞至少來自幾個精原細胞() A2個 B3個C4個 D5個解析：選B一個精原細胞中只產(chǎn)生4個精細胞，兩種類型；分析圖示可知至少來自3個精原細胞。4下圖甲、乙、丙、丁表示的是四株豌豆體細胞中的兩對基因及其在染色體上的位置，下列分析不正確的是() A甲、乙雜交后代的性狀分離之比是9331B甲、丙雜交后代的基因型之比是1111C四株豌豆自交都能產(chǎn)生基因型為AAbb的后代D甲株中基因A與a的分開發(fā)生在減數(shù)第二次分裂時期解析：選D甲株中基因A與a的分開發(fā)生在減數(shù)第一次分裂后期。5.右圖是某生物細胞處于分裂過程中某時期染色體圖，下列描述正確的是()A圖中有4條染色體，4個四分體B精巢細胞中的染色體數(shù)目有4、8、16條三種可能C號染色體上有基因R，則號染色體的對應位點上必定是rD若該生物的基因型為AaBb，號和號染色體上分別有基因A和B，則理論上該生物可能形成基因型為AB、ab、Ab、aB的四種配子解析：選D該圖是減數(shù)分裂四分體時期，圖中有4條染色體，2個四分體，該生物體細胞有4條染色體，精巢細胞可進行減數(shù)分裂，也可進行有絲分裂，所以精巢細胞中染色體數(shù)目有2(減數(shù)第二次分裂前、中、末期)、4(減數(shù)第二次分裂后期或有絲分裂前、中期)、8(有絲分裂后期)條三種可能，不會出現(xiàn)16條。為同源染色體，號上有基因R，則號對應位置上為R或r。為非同源染色體，由基因自由組合定律可知D項正確。6基因自由組合定律揭示了()A等位基因之間的關(guān)系B非等位基因之間的關(guān)系C非同源染色體之間的關(guān)系D非同源染色體上的非等位基因之間的關(guān)系解析：選D基因的自由組合定律揭示了非同源染色體上的非等位基因之間的關(guān)系。7.右圖示某生物正在進行減數(shù)分裂的細胞，等位基因A和a位于染色體的位置(不考慮互換)可能是()AA位于上，a位于上BA位于上，a位于上C該細胞只有a，分別位于和上D該細胞只有A，分別位于和上解析：選D因細胞處于減后期，不存在等位基因，只存在其中的一種基因，、原為姐妹染色單體的關(guān)系，其上的基因相同。8某動物的基因型為AaBb，且符合自由組合定律，由它的一個精原細胞形成的任意兩個精子中，不可能出現(xiàn)的基因型是()AAB和ab BaB和AbCAb和ab DAB和AB解析：選C基因型為AaBb的個體在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，等位基因分離，非等位基因自由組合，產(chǎn)生四種配子：AB、Ab、aB、ab，比值為1111。若是一個精原細胞，則非等位基因只有一次組合機會，產(chǎn)生兩種4個配子，且一定是兩兩相同。即：若一種配子是AB，其余三個配子為AB、ab和ab。若一種配子是Ab，其余三個配子為Ab、aB和aB。9基因型為AaBb(兩對基因獨立遺傳)的一個初級精母細胞，在減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)改變，使其中一條染色單體上的A變?yōu)閍，該細胞以后減數(shù)分裂正常進行，則其可產(chǎn)生多少種配子()A1種 B2種C3種 D4種解析：選C正常情況下，來自同一次級精母細胞的兩個精子相同，一個初級精母細胞產(chǎn)生2種配子。若一條染色單體上的A變?yōu)閍，來自這一次級精母細胞的兩個精子不同，所以一個初級精母細胞可產(chǎn)生3種配子。10在減數(shù)分裂中每對同源染色體配對形成四分體，四分體中的非姐妹染色單體之間經(jīng)常發(fā)生交換。實驗表明，交換也可以發(fā)生在某些生物體的有絲分裂中，這種現(xiàn)象稱為有絲分裂交換。下圖是某高等動物一個表皮細胞發(fā)生有絲分裂交換的示意圖，其中D和d，E和e，F(xiàn)和f表示某對同源染色體上的三對等位基因。交換過程示意圖如上(左：交換前的染色體；右：交換后的染色體)。請問該細胞在發(fā)生有絲分裂交換后，產(chǎn)生的子代表皮細胞的基因型是()ADEF和def或DEf和deFBDEF和deF或DEf和defCDDEEFf和ddeeFfDDdEeFF和DdEeff，或DdEeFf解析：選D有絲分裂過程中分開的是著絲粒，圖中的染色體經(jīng)過著絲粒的分裂，含DEF的姐妹染色單體與含DEf的姐妹染色單體分開，deF和def也分開，但非姐妹染色單體在移向一極時隨意組合，故子代表皮細胞的基因型是DdEeFF和DdEeff，或都是DdEeFf。11已知果蠅的體細胞共有4對同源染色體，根據(jù)遺傳的染色體學說，關(guān)于該生物減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的說法正確的是()A果蠅的精子中含有成對的基因B果蠅的體細胞只含有一個基因C果蠅的4對同源染色體上含有的基因可以同時來自父方，也可以同時來自母方D在體細胞中，基因是成對存在的，在配子中只有成對的基因中的一個解析：選D配子中無成對基因；體細胞中不只含有一個基因；4對同源染色體上含有的基因一半來自父方，一半來自母方。二、非選擇題12.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如右圖所示。請回答下列問題：(1)長翅與殘翅、直翅與彎翅兩對相對性狀的遺傳是否遵循基因自由組合定律，并說明理由。_。(2)該昆蟲一個初級精母細胞所產(chǎn)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(fā)生分離的時期有_。(5)為驗證基因自由組合定律，可用來與該昆蟲進行交配的異性個體的基因型分別是_。解析：(1)應用自由組合定律的條件是至少兩對等位基因位于兩對同源染色體上，而控制長翅與殘翅、直翅與彎翅這兩對相對性狀的基因位于一對同源染色體上，所以不遵循基因自由組合定律。(2)Ab與ab分離，D與d分離。因為是一個初級精母細胞，若Ab與D結(jié)合，則ab一定與d結(jié)合；若Ab與d結(jié)合，則ab一定與D結(jié)合。(3)有絲分裂后期，細胞兩極的染色體相同，都含有本物種體細胞內(nèi)的全部染色體。(4)細胞分裂中復制形成的兩個D基因，分別位于一對姐妹染色單體上，隨姐妹染色單體的分開而分離。姐妹染色單體的分離發(fā)生在有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期。(5)只要驗證AabbDd能產(chǎn)生四種類型的配子，就說明符合基因的自由組合定律。aabbdd與aaBBdd都只能產(chǎn)生一種類型的配子，只要AabbDd×aabbdd或AabbDd×aaBBdd后代有四種表現(xiàn)型，且比例為1111，就說明AabbDd產(chǎn)生了四種類型的配子。若AabbDd×AabbDd或AabbDd×AaBBDd后代有四種表現(xiàn)型，且比例為9331，也說明AabbDd能產(chǎn)生四種類型的配子。答案：(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(3)A、a、b、b、D、d(4)有絲分裂后期和減數(shù)第二次分裂后期(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd13某昆蟲的三對相對性狀分別由三對等位基因(Aa、Bb、Dd)控制。下圖甲表示基因型為AaBbDd的個體細胞分裂某時期圖像。圖乙表示其細胞分裂過程中mRNA的含量和每條染色體所含DNA分子數(shù)的變化(實線表示)。請據(jù)圖回答：(1)B、b，D、d控制的兩對相對性狀的遺傳是否遵循基因自由組合定律？為什么？_。(2)圖甲所示細胞中含有_條染色體。圖中所示分裂時期處于圖乙中的_階段(填圖中字母)。解析：(1)由圖甲可推知，Bb、Dd這兩對等位基因位于一對同源染色體上，而基因的自由組合定律發(fā)生在非同源染色體上的非等位基因之間。(2)甲圖細胞中同一極的染色體大小和形態(tài)不同，為減數(shù)第二次分裂的后期，含有四條染色體，兩個染色體組，對應于圖乙中的e階段，并且可以推斷該生物的體細胞中含有4條染色體。答案：(1)不遵循。因為控制這兩對相對性狀遺傳的基因位于一對同源染色體上(2)4e- 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