第2章　基因和染色体的关系
第2节　基因在染色体上
课前预习　无师自通
思考讨论
1．果蝇细胞内的基因都位于染色体上吗？为什么？
答案：不是。果蝇细胞内的核基因都位于染色体上，而质基因却位于线粒体内。
2．在减数分裂过程中，等位基因是否一定分开？非等位基因是否一定能自由组合？
答案：在正常情况下，减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因一定会分开，非同源染色体上的非等位基因会发生自由组合，而同源染色体上的非等位基因并不能自由组合，而是发生连锁。
一、选择题(每小题2分，共24分)
1．根据基因与染色体的相应关系，非等位基因的概念可叙述为(　　)
A．染色体不同位置上的不同基因
B．同源染色体上不同位置上的基因
C．非同源染色体上的不同基因
D．同源染色体相同位置上的基因
解析：非等位基因是指同源染色体上不同位置的基因以及非同源染色体上的基因，强调的都是不同位置上的基因。B、C两项所述内容包含于非等位基因的概念，D项所述不是非等位基因。
答案：A
2．大量事实表明，萨顿发现的基因遗传行为与染色体的行为是平行的。据此作出的如下推测，哪一项是没有说服力的(　　)
A．基因在染色体上
B．同源染色体分离导致等位基因分离
C．每条染色体上有许多基因
D．非同源染色体自由组合使非等位基因重组
解析：本题主要考查萨顿的假说和摩尔根所做的基因位于染色体上的实验。萨顿用蝗虫细胞做材料研究了精子和卵细胞的形成过程，并提出了如下推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上，因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。而摩尔根则是通过果蝇的杂交实验、测交实验等为基因位于染色体上提供了充足的实验证据。
但是选项C“每条染色体上有许多基因”的结论不是上述实验证明的，通过基因行为与染色体平行关系也得不出这一结论。
答案：C
3．1903年，美国遗传学家萨顿关于“基因位于染色体上”的假说是(　　)
A．通过做实验研究得出的结论　　
B．运用假说演绎法提出的
C．运用类比推理提出的
D．运用系统分析法提出的
解析：类比推理的前提是类比的事物、现象之间必须具有某些相同、相似之处，进而根据已知事物、现象的特性来推知未知事物、现象的特性。萨顿根据“基因和染色体行为存在着明显的平行关系”，提出“基因位于染色体上”的假说。但是应该注意，类比推理得出的结论不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要经过观察和实验的检验。
答案：C
4．已知白眼为隐性性状，一只白眼雄果蝇的基因型的正确写法为(　　)
A．XwYw B．XWY
C．XwY D．XYw
解析：在书写基因型时，位于常染色体的基因不需标明其位于常染色体上，性染色体上的基因需将性染色体及其上的基因一同写出，如XwY。A项错在Y染色体上没有相应的基因；B项错在白眼这一隐性性状不应由显性基因控制；D项错在白眼基因在X染色体上而不应在Y染色体上。
答案：C
5．决定果蝇眼色的基因位于X染色体上，其中W基因控制红色性状，w基因控制白色性状。一只红眼雌果蝇与一只红眼雄果蝇杂交，其后代中不可能出现的是(　　)
A．红眼雄果蝇 B．白眼雄果蝇
C．红眼雌果蝇 D．白眼雌果蝇
解析：先写出亲代基因型，红眼雌果蝇：XWXW或XWXw，红眼雄果蝇：XWY。若XWXW×XWY → XW XW (红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)；若XWXw×XWY → XWXW (红眼雌果蝇)、XWXw(红眼雌果蝇)、XWY(红眼雄果蝇)、XwY(白眼雄果蝇)。可见，后代中不可能有白眼雌果蝇。
本题还可以采用直选法将D项选出，因为亲代红眼雄果蝇的基因型为XWY，其中的XW肯定要传给子代雌果蝇，而子代雌果蝇中只要存在一个W基因，就肯定表现为红眼。
答案：D
6．下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是(　　)
A．染色体是基因的主要载体
B．基因在染色体上呈线性排列
C．一条染色体有一个基因
D．体细胞中基因成对存在，染色体也成对存在
解析：一条染色体含有多个基因。
答案：C
7．下列关于雌雄果蝇体细胞的染色体叙述，错误的是(　　)
A．果蝇体细胞中有4对染色体，3对是常染色体
B．雌果蝇中的性染色体是同型的
C．雄果蝇中的性染色体是异型的
D．在果蝇体细胞中各对染色体都含有各自的等位基因
解析：雄性个体的性染色体X与Y存在非同源区段，非同源区段上无相应的等位基因。
答案：D
8．杂合体高茎豌豆(Dd)能产生两种数目相等的配子，其主要原因是(　　)
A．等位基因互作 B．等位基因相对独立
C．等位基因分离 D．等位基因随配子传递
解析：等位基因随同源染色体的分离而分离。
答案：C
9．下列关于有丝分裂过程中，基因和染色体的叙述不正确的是(　　)
A．在间期，染色体的复制使细胞核中的基因数目加倍
B．在后期，染色单体分开，染色体加倍，基因数目也加倍
C．在有丝分裂结束时，子细胞的细胞核中，染色体与基因数不变
D．染色体的行为变化决定了基因的行为变化
解析：在有丝分裂后期，染色单体分开，使染色体数目加倍，原有的染色单体分开，细胞中的基因数目不变。
答案：B
10．下列说法不正确的是(　　)
A．生物如丢失或增加一条或几条染色体，就会出现严重疾病甚至死亡
B．雌蚜虫是由未受精的卵细胞单独发育而来的，但具有一整套的非同源染色体，仍能成活
C．雄蜂携带有该种生物体所有的性状的一整套基因
D．雄蜂通过减数分裂所产生的精细胞中所含的染色体数目是雄蜂的体细胞数目一半
解析：雄蜂产生性细胞时进行的是假减数分裂。
答案：D
11．下图是科学家对果蝇一条染色体上的基因测定结果，下列有关该图说法正确的是(　　)
A．控制朱红眼与深红眼的基因是等位基因
B．控制白眼和朱红眼的基因在遗传时遵循着基因的分离定律
C．该染色体上的基因在后代中都能表达
D．该染色体上的碱基数A＝T，G＝C
解析：该染色体上的基因均为非等位基因，不能分离。其中的隐性基因传给后代只有纯合子时才表达，若后代为杂合子则不能表达。该染色体含1个双链DNA分子，其中的A＝T，G＝C。
答案：D
12．下列叙述中错误的是(　　)
A．在减数分裂过程中，同源染色体分开，其上的等位基因分离
B．在减数分裂过程中，所有的非等位基因都可以自由组合
C．果蝇的红眼(或白眼)基因只存在于X染色体上
D．等位基因总是一个来自于父方，一个来自于母方
解析：同源染色体一条来自父方，一条来自母方，而等位基因分别位于一对同源染色体上，因此等位基因也是一个来自父方，一个来自母方。细胞进行减数分裂时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，而非同源染色体上的非等位基因会随着非同源染色体的自由组合而组合。
答案：B
二、简答题(共26分)
13．(12分)如图所示为果蝇细胞分裂图，请据图回答。
(1)图Ⅱ的细胞叫________。每个细胞有________对同源染色体，染色单体数目为________条。
(2)图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ连续的分裂过程是否是一个细胞周期？为什么？
_____________________________________。
(3)果蝇的红眼(W)对白眼(w)为显性，这对基因位于X染色体上。若图Ⅰ表示一红眼雄果蝇的精原细胞，请在图Ⅰ中标出该等位基因的位置。
(4)按(3)题假设，若图Ⅲ中的a变形后的精子与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成一只白眼雄果蝇，则b的基因型为________。
解析：(1)图Ⅰ已知为精原细胞，则图Ⅱ为减数第一次分裂前的间期复制后的初级精母细胞经减数第一次分裂后产生的次级精母细胞，因同源染色体分离，染色体数减半，所以无同源染色体，含4条染色体、8条染色单体。(2)细胞周期是对连续分裂的细胞而言。减数分裂形成的配子染色体数减半，不能再接着进行分裂。
(3)W基因在X染色体上，Y上没有相应的等位基因。识别图解找出不一样的同源染色体就是雄性果蝇的XY性染色体，见上图。
(4)一个精原细胞减数分裂产生的4个精细胞，是两两一样的，两个XW、两个Y。由a变形后的精子与一只红眼雌果蝇产生的卵细胞结合发育成一只白眼雄果蝇，知a为Y，故b与a相同，也为Y。
答案：(1)次级精母细胞　0　8
(2)不是。因为减数分裂不能周而复始地进行连续分裂
(3)如右图所示　(4)Y
14．(14分)果蝇是一种非常小的蝇类，遗传学家摩尔根曾因对果蝇的研究而获得诺贝尔奖。近百年来，果蝇被广泛应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划之前而被测序的一种动物。请完成下列有关问题：
(1)科学家选择果蝇作为遗传实验研究材料的优点是________；________；________。
(2)果蝇的体细胞中________(填字母)是常染色体。
(3)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状(红眼A、白眼a)，且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。若用一次交配实验即可确定这对基因位于常染色体还是性染色体上，选择的亲本表现型应为________。
实验预期及相应的结论是：
①____________________________________。
②____________________________________。
③____________________________________。
解析：果蝇作为实验材料的优点有很多，如取材方便、容易饲养、成本低、培养周期短、繁殖快、染色体数目较少便于观察、具有一些容易区分的相对性状、产生的后代数量较多使统计更准确等；果蝇的体细胞中共有8条染色体，其中常染色体有6条，性染色体有2条，若用一次交配实验即可确定这对基因位于常染色体还是性染色体上，选择的亲本表现型应为白眼雌果蝇(XbXb) ×红眼雄果蝇(XBY)。
答案：(1)培养周期短，容易饲养，成本低　染色体数目少，便于观察　某些相对性状区分明显等
(2)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
(3)白眼雌果蝇×红眼雄果蝇　①若子代中雌果蝇全部为红眼，雄果蝇全部为白眼，则这对基因位于X染色体上　②若子代中雌雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于常染色体上　③子代中雌雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因位于常染色体上