（浙江专版）2022年高中生物 第二章 染色体与遗传 第二节 遗传的染色体学说学案 浙科版必修2

（浙江专版）2022年高中生物 第二章 染色体与遗传 第二节 遗传的染色体学说学案 浙科版必修21遗传的染色体学说认为细胞核内的染色体可能是基因的载体。2基因的行为和减数分裂过程中的染色体行为有着平行的关系。3一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随着配子遗传给后代。4位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；减数分裂过程中，在同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 遗传的染色体学说1学说的含义基因的行为和减数分裂过程中染色体行为有着平行的关系；细胞核内的染色体可能是基因的载体。2学说的依据(1)基因在杂交实验中始终保持其独立性和完整性，而染色体在细胞分裂各期中也保持着一定的形态特征。(2)基因(等位基因)在体细胞中成对存在，其中一个来自父方，一个来自母方；染色体(同源染色体)也成对存在，一条来自父方，一条来自母方。(3)在形成配子时，等位基因相互分离，非等位基因自由组合；同样，同源染色体分离，非同源染色体自由组合。每种生物的基因数量都要远远多于这种生物的染色体数目，如人的体细胞只有23对染色体，却有3万个左右的基因，那么基因与染色体可能有怎样的对应关系呢？提示：一条染色体上有许多个基因。基因和染色体行为的平行关系基因行为染色体行为在杂交过程中保持完整性和独立性在配子形成和受精过程中具有相对稳定的形态特征在体细胞中成对存在，一个来自父方，一个来自母方在体细胞中成对存在，同源染色体一条来自父方，一条来自母方在配子中成对的基因只有一个在配子中成对的染色体只有一条非等位基因在形成配子时自由组合非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合特别提醒基因主要存在于染色体上，另外也存在于细胞质中的DNA上；原核生物的拟核上、病毒的遗传物质、真核生物的线粒体、叶绿体上也有基因分布。孟德尔定律的细胞学解释及其实质1基因分离定律的实质即：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。2自由组合定律的实质(1)自由组合定律的细胞学解释：在杂合子的体细胞中，控制两对相对性状的两对等位基因分别位于两对同源染色体上，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。(2)基因自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。1F1(基因型是Aa)在减数分裂形成配子时等位基因表现出分离。那么等位基因分离的原因是什么？提示：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开而分离。2你知道等位基因分离与非等位基因自由组合的时间吗？提示：减数第一次分裂的后期。3F1(基因型是AaBb)自交，F2出现四种表现型比例为9331，请用细胞学解释产生该比例的原因？提示：F1产生AB、Ab、aB、ab四种类型的配子且比例为1111，在受精作用形成受精卵时，雌雄配子结合是随机的，所以F2出现四种表现型，比例为9331。1分离定律的细胞学基础(1)分离定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离，如下图： (2)杂合子中等位基因的行为：独立性：杂合子中一对等位基因(Cc)位于一对同源染色体的相同位置上，既不融合也不混杂，各自保持独立性。分离性：减数分裂(无交叉现象)时，同源染色体分开，等位基因彼此分离，分别进入两个配子中，从而杂合子可以产生两种类型且数量相等的配子。随机组合性：受精作用中雌、雄配子结合的机会均等，等位基因随配子遗传给子代。2自由组合定律的细胞学基础自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，如下图：特别提醒基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循遗传规律。原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。 基因与染色体行为的平行关系的拓展分析例1下列不能说明基因与染色体存在平行关系的是()A在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对存在的B体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方C非等位基因自由组合，非同源染色体也有自由组合D基因是遗传的独立单位思路点拨精讲精析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。在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中成对的基因只有一个，同样，成对的染色体也只有一条。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。非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。答案D1下列关于基因和染色体关系的叙述中，正确的是()A基因全部在染色体上B染色体就是由基因组成的C一条染色体上含有多个基因D一条染色体上只有一个基因解析：选C染色体主要由DNA和蛋白质组成的，生物体内的基因主要存在于染色体上，但在叶绿体和线粒体中也有少量基因。一条染色体上有许多个基因，这些基因在染色体 上呈线性排列。结合减数分裂考查孟德尔定律的细胞学解释例2某生物的基因型为AaBb，已知A、a和B、b两对等位基因分别位于两对同源染色体上。那么，正常情况下该生物在减数分裂形成精细胞的过程中，基因的走向不可能是()AA与B走向一极，a与b走向另一极BA与b走向一极，a与B走向另一极CA与a走向一极，B与b走向另一极DA或a走向哪一极、B或b走向哪一极都是随机的思路点拨精讲精析基因A和a会分离、基因B和b会分离，因此，正常情况下选项C是不可能发生的。在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。即A或a走向哪一极、B或b走向哪一极都是随机的，因此，AaBb的个体可产生AB、Ab、aB、ab四种类型的配子。答案C(1)按自由组合定律遗传的每一对基因的传递都遵循分离定律，因此，多对等位基因在一起遗传的自由组合问题可分解为多个一对等位基因的分离定律问题。(2)同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合仍具有独立性和同时性。2.右图是基因型为RrDd的某种动物一个卵细胞基因组成示意图。请据图分析回答：(1)该种动物体细胞内含有_对同源染色体。(2)由此图可判断该动物雌性个体最多能形成_种类型的卵细胞。(3)研究基因R和r在形成卵细胞时的传递规律，符合基因的_定律；研究基因R、r和D、d在形成卵细胞时的传递规律，符合基因的_定律。解析：(1)图中所示的卵细胞的染色体数为2条，而卵细胞中的染色体数目是该个体体细胞染色体数目的1/2，因此该种动物细胞内有2对同源染色体。(2)从图中可知，R和D位于2条非同源染色体上，即R、r和D、d两对等位基因位于两对同源染色体上。因此，RrDd的个体经过减数分裂可产生RD、Rd、rD、rd 4种类型的配子。(3)R和r是一对等位基因，位于一对同源染色体上，基因的传递符合分离定律。R、r和D、d两对等位基因位于两对同源染色体上，基因的传递符合自由组合定律。答案：(1)2(2)4(3)分离自由组合课堂回扣练习一、概念原理识记题1大量事实表明，基因遗传行为与染色体的行为是平行的。下列各项中与此无关的是()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：选C二者的行为一致性说明两者是具有承载或包含关系的，但与基因数量的多少无关。基因在染色体上，等位基因位于同源染色体上，非同源染色体上是非等位基因都能说明基因遗传行为与染色体的行为是平行的。二、易错易混辨析题2下列各种基因型的个体自交后代表现型比例为9331的是() 解析：选C由比例9331可知，涉及两对等位基因，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。回扣知识点1基因和染色体的关系及其理论依据。 。2易误点提醒：基因的位置与孟德尔遗传定律的关系。课下综合检测一、选择题1下列叙述正确的是()A细胞中的基因都在染色体上B细胞中每条染色体都只有一个DNA分子C哺乳动物体细胞细胞核中，基因和染色体都是成对存在的D非等位基因在形成配子时都是自由组合的解析：选C细胞中除染色体上有DNA外，线粒体、叶绿体等细胞器内也存在基因(质基因)；细胞中的染色体经过复制后，每条染色体含有两条染色单体、两个DNA分子；减数分裂过程中，发生自由组合的基因是位于非同源染色体上的非等位基因，而不是同源染色体上的非等位基因。2“基因在染色体上”可以从下列哪个结论中得出()A基因和染色体行为存在明显的平行关系B基因和染色体都在细胞内C有丝分裂中同源染色体不分离D卵细胞中既不含等位基因也不含同源染色体解析：选A由基因和染色体的平行关系，可知基因在染色体上。3下图表示某个生物的精细胞，试根据细胞内基因(三对基因独立遗传)的类型，判断其精细胞至少来自几个精原细胞() A2个 B3个C4个 D5个解析：选B一个精原细胞中只产生4个精细胞，两种类型；分析图示可知至少来自3个精原细胞。4下图甲、乙、丙、丁表示的是四株豌豆体细胞中的两对基因及其在染色体上的位置，下列分析不正确的是() A甲、乙杂交后代的性状分离之比是9331B甲、丙杂交后代的基因型之比是1111C四株豌豆自交都能产生基因型为AAbb的后代D甲株中基因A与a的分开发生在减数第二次分裂时期解析：选D甲株中基因A与a的分开发生在减数第一次分裂后期。5.右图是某生物细胞处于分裂过程中某时期染色体图，下列描述正确的是()A图中有4条染色体，4个四分体B精巢细胞中的染色体数目有4、8、16条三种可能C号染色体上有基因R，则号染色体的对应位点上必定是rD若该生物的基因型为AaBb，号和号染色体上分别有基因A和B，则理论上该生物可能形成基因型为AB、ab、Ab、aB的四种配子解析：选D该图是减数分裂四分体时期，图中有4条染色体，2个四分体，该生物体细胞有4条染色体，精巢细胞可进行减数分裂，也可进行有丝分裂，所以精巢细胞中染色体数目有2(减数第二次分裂前、中、末期)、4(减数第二次分裂后期或有丝分裂前、中期)、8(有丝分裂后期)条三种可能，不会出现16条。为同源染色体，号上有基因R，则号对应位置上为R或r。为非同源染色体，由基因自由组合定律可知D项正确。6基因自由组合定律揭示了()A等位基因之间的关系B非等位基因之间的关系C非同源染色体之间的关系D非同源染色体上的非等位基因之间的关系解析：选D基因的自由组合定律揭示了非同源染色体上的非等位基因之间的关系。7.右图示某生物正在进行减数分裂的细胞，等位基因A和a位于染色体的位置(不考虑互换)可能是()AA位于上，a位于上BA位于上，a位于上C该细胞只有a，分别位于和上D该细胞只有A，分别位于和上解析：选D因细胞处于减后期，不存在等位基因，只存在其中的一种基因，、原为姐妹染色单体的关系，其上的基因相同。8某动物的基因型为AaBb，且符合自由组合定律，由它的一个精原细胞形成的任意两个精子中，不可能出现的基因型是()AAB和ab BaB和AbCAb和ab DAB和AB解析：选C基因型为AaBb的个体在减数分裂产生配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合，产生四种配子：AB、Ab、aB、ab，比值为1111。若是一个精原细胞，则非等位基因只有一次组合机会，产生两种4个配子，且一定是两两相同。即：若一种配子是AB，其余三个配子为AB、ab和ab。若一种配子是Ab，其余三个配子为Ab、aB和aB。9基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的一个初级精母细胞，在减数分裂过程中出现改变，使其中一条染色单体上的A变为a，该细胞以后减数分裂正常进行，则其可产生多少种配子()A1种 B2种C3种 D4种解析：选C正常情况下，来自同一次级精母细胞的两个精子相同，一个初级精母细胞产生2种配子。若一条染色单体上的A变为a，来自这一次级精母细胞的两个精子不同，所以一个初级精母细胞可产生3种配子。10在减数分裂中每对同源染色体配对形成四分体，四分体中的非姐妹染色单体之间经常发生交换。实验表明，交换也可以发生在某些生物体的有丝分裂中，这种现象称为有丝分裂交换。下图是某高等动物一个表皮细胞发生有丝分裂交换的示意图，其中D和d，E和e，F和f表示某对同源染色体上的三对等位基因。交换过程示意图如上(左：交换前的染色体；右：交换后的染色体)。请问该细胞在发生有丝分裂交换后，产生的子代表皮细胞的基因型是()ADEF和def或DEf和deFBDEF和deF或DEf和defCDDEEFf和ddeeFfDDdEeFF和DdEeff，或DdEeFf解析：选D有丝分裂过程中分开的是着丝粒，图中的染色体经过着丝粒的分裂，含DEF的姐妹染色单体与含DEf的姐妹染色单体分开，deF和def也分开，但非姐妹染色单体在移向一极时随意组合，故子代表皮细胞的基因型是DdEeFF和DdEeff，或都是DdEeFf。11已知果蝇的体细胞共有4对同源染色体，根据遗传的染色体学说，关于该生物减数分裂产生配子的说法正确的是()A果蝇的精子中含有成对的基因B果蝇的体细胞只含有一个基因C果蝇的4对同源染色体上含有的基因可以同时来自父方，也可以同时来自母方D在体细胞中，基因是成对存在的，在配子中只有成对的基因中的一个解析：选D配子中无成对基因；体细胞中不只含有一个基因；4对同源染色体上含有的基因一半来自父方，一半来自母方。二、非选择题12.某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性，直翅(B)对弯翅(b)为显性，有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性，控制这三对性状的基因在染色体上的位置如右图所示。请回答下列问题：(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律，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_。(3)该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有_。(4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有_。(5)为验证基因自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是_。解析：(1)应用自由组合定律的条件是至少两对等位基因位于两对同源染色体上，而控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上，所以不遵循基因自由组合定律。(2)Ab与ab分离，D与d分离。因为是一个初级精母细胞，若Ab与D结合，则ab一定与d结合；若Ab与d结合，则ab一定与D结合。(3)有丝分裂后期，细胞两极的染色体相同，都含有本物种体细胞内的全部染色体。(4)细胞分裂中复制形成的两个D基因，分别位于一对姐妹染色单体上，随姐妹染色单体的分开而分离。姐妹染色单体的分离发生在有丝分裂后期和减数第二次分裂后期。(5)只要验证AabbDd能产生四种类型的配子，就说明符合基因的自由组合定律。aabbdd与aaBBdd都只能产生一种类型的配子，只要AabbDdaabbdd或AabbDdaaBBdd后代有四种表现型，且比例为1111，就说明AabbDd产生了四种类型的配子。若AabbDdAabbDd或AabbDdAaBBDd后代有四种表现型，且比例为9331，也说明AabbDd能产生四种类型的配子。答案：(1)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(2)AbD、abd或Abd、abD(3)A、a、b、b、D、d(4)有丝分裂后期和减数第二次分裂后期(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd13某昆虫的三对相对性状分别由三对等位基因(Aa、Bb、Dd)控制。下图甲表示基因型为AaBbDd的个体细胞分裂某时期图像。图乙表示其细胞分裂过程中mRNA的含量和每条染色体所含DNA分子数的变化(实线表示)。请据图回答：(1)B、b，D、d控制的两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律？为什么？_。(2)图甲所示细胞中含有_条染色体。图中所示分裂时期处于图乙中的_阶段(填图中字母)。解析：(1)由图甲可推知，Bb、Dd这两对等位基因位于一对同源染色体上，而基因的自由组合定律发生在非同源染色体上的非等位基因之间。(2)甲图细胞中同一极的染色体大小和形态不同，为减数第二次分裂的后期，含有四条染色体，两个染色体组，对应于图乙中的e阶段，并且可以推断该生物的体细胞中含有4条染色体。答案：(1)不遵循。因为控制这两对相对性状遗传的基因位于一对同源染色体上(2)4e