高中生物浙科版必修2教学案第二章 第二节 遗传的染色体学说含答案.docx

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高中生物浙科版必修2教学案第二章第二节遗传的染色体学说含答案

2019-2020年高中生物浙科版必修2教学案：

第二章第二节遗传的染色体学说（含答案）

　　　　　　　　　　　　　1.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。

考试内容

必考

加试

遗传

的染

色体

学说

（1）基因行为与染色体行为的平行关系

（2）孟德尔定律的细胞学解释

a

b

a

b

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。

1．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。

2．根据平行关系推理出的“遗传的染色体学说”还需要验证吗？

提示：

需要，因为推理得出的仅是假说还需要验证。

基因和染色体行为的平行关系

（1）基因和减数分裂过程中的染色体行为存在着平行关系

项目

基因

染色体

生殖过

程中

在杂交过程中保持完整性和独立性

在细胞分裂各时期中，保持着一定的形态特征

配子

单个

单条

体细胞

中来源

成对存在，一个来自父方，一个来自母方

成对存在，一条来自父方，一条来自母方

形成配

子时

等位基因分离，进入不同的配子；非等位基因自由组合

同源染色体分离，进入不同的配子；非同源染色体自由组合

（2）由上述平行关系得出的结论：

提出了细胞核内的染色体可能是基因载体的学说，即遗传的染色体学说。

[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。

1．F1（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。

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：

①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。

②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。

③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

（1）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。

（2）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。

（3）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]　D

1．下列叙述中，不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是（　　）

A．基因发生突变而染色体没有发生变化

B．非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合

C．二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半

D．Aa杂合子发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状

解析：

选A　非同源染色体和非等位基因均表现自由组合；二倍体生物的配子中染色体和基因数目均减半都说明了基因和染色体之间存在着明显的平行关系；Aa杂合子发生染色体缺失后，可表现出a基因的性状，说明染色体缺失后导致了A基因的缺失，也能说明基因和染色体行为存在平行关系。

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（　　）

A．A与B走向一极，a与b走向另一极

B．A与b走向一极，a与B走向另一极

C．A与a走向一极，B与b走向另一极

D．A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、rd4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]

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。

2．下列各种基因型的个体自交后代表现型比例为9∶3∶3∶1的是（　　）

解析：

选C　由比例9∶3∶3∶1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。

[课时跟踪检测]

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。

3．一个基因型为TtMm（两对基因自由组合）的卵原细胞，在没有突变的情况下，如果它产生的卵细胞基因组成为Tm，则由该卵原细胞分裂产生的下列细胞中，基因组成表示正确的是（　　）

A．减数第一次分裂产生的极体基因组成为TTmm，减数第二次分裂产生的极体基因组成为tM

B．减数第一次分裂和减数第二次分裂产生的极体基因组成均为tM

C．减数第一次分裂产生的极体基因组成为ttMM，减数第二次分裂产生的极体基因组成为Tm和tM

D．减数第一次分裂产生的极体基因组成为tM，减数第二次分裂产生的极体基因组成为Tm

解析：

选C　卵原细胞的基因型为TtMm，其产生的卵细胞的基因组成为Tm，说明减数第一次分裂后期，含有基因T和基因m的非同源染色体组合到一起，共同进入次级卵母细胞（基因组成为TTmm），而含有基因t和基因M的非同源染色体组合到一起，共同进入第一极体（基因组成为ttMM）。

次级卵母细胞分裂形成一个卵细胞（基因型为Tm）和一个第二极体（基因型为Tm），而第一极体分裂形成两个第二极体（基因型为tM）。

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9∶3∶3∶1

B．甲、丙杂交后代的基因型之比是1∶1∶1∶1

C．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.如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．①号染色体上有基因R，则②号染色体的对应位点上必定是r

D．若该生物的基因型为AaBb，①号和③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。

①②为同源染色体，①号上有基因R，则②号对应位置上为R或r。

①③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.如图表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（　　）

A．A位于①上，a位于⑤上

B．A位于⑤上，a位于⑦上

C．该细胞只有a，分别位于⑤和⑧上

D．该细胞只有A，分别位于②和⑥上

解析：

选D　因细胞处于减Ⅱ后期，不存在等位基因，只存在其中的一种基因，①⑤、②⑥、③⑦、④⑧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（　　）

A．AB和ab　　　　　　B．aB和Ab

C．Ab和abD.AB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1∶1∶1∶1。

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（　　）

A．1种B.2种

C．3种D．4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．某雄性动物的基因型为AaBb。

如图是其一个精原细胞减数分裂过程中的两个不同时期细胞分裂图像，相关叙述正确的是（　　）

A．甲细胞处于减数第二次分裂，称为次级精母细胞，细胞中含6条染色单体

B．四分体时期染色体发生交叉互换，由此引起的变异属于染色体结构变异

C．该细胞在减数第一次分裂后期，移向细胞一极的基因可能是A、a、b、b

D．该细胞经减数分裂形成的四个精子，其基因型分别为AB、AB、ab、ab

解析：

选C　甲细胞中含4条染色体，每条染色体含有2条染色单体，因此该细胞含有8条染色单体，A错误；四分体时期染色体发生交叉互换，由此引起的变异属于基因重组，B错误；根据图示细胞中的基因及染色体颜色可知，该细胞在减数第一次分裂前期发生过交叉互换，在减数第一次分裂后期，移向细胞一极的基因可能是A、a、b、b，C正确；该细胞经减数分裂形成的四个精子，其基因型分别为AB、aB、Ab、ab，D错误。

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AabbDd×aabbdd或AabbDd×aaBBdd后代有四种表现型，且比例为1∶1∶1∶1，就说明AabbDd产生了四种类型的配子。

若AabbDd×AabbDd或AabbDd×AaBBDd后代有四种表现型，且比例为9∶3∶3∶1，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、AaBBDd

13．下面图1和图2分别表示某一生物体内细胞有丝分裂的图像与图解，其中字母表示时间点，O→F时间段表示一个完整的细胞周期。

请据图回答问题：

（1）图1所示的细胞变化发生在图2中的________时期（填字母）。

（2）O→B时段为细胞有丝分裂的________期，此时细胞内发生的活动主要是______________和__________，其中后者的发生与核糖体有直接关系。

（3）在观察植物细胞有丝分裂实验中，需要用到的碱性染料是____________________，持续观察图1所示的细胞，________（填“能”或“不能”）观察到下一个时期。

（4）图2中B→C时段细胞核DNA、染色体与染色单体比例为________，这种比例将持续到图中的________点才可能开始变化。

（5）观察染色体的形态、数目的最佳时期位于图2中的具体时段是________，请在图3的虚线方框内画出该时期植物细胞（正常体细胞染色体数目为4条）有丝分裂模式图。

解析：

（1）图1细胞中有同源染色体，且着丝粒分裂，属于有丝分裂后期，对应图2中的DE段。

（2）图2中O→B时段表示细胞有丝分裂的间期，细胞内主要进行DNA的复制和相关蛋白质的合成，其中蛋白质的合成场所是核糖体。

（3）染色体可以被碱性染料（醋酸洋红液或龙胆紫溶液）染成深色；在有丝分裂实验中的解离步骤细胞已经被杀死，所以观察不到图1所示细胞的下

一个时期。

（4）图2中B→C时段表示有丝分裂前期，细胞核DNA、染色体与染色单体的比例为2∶1∶2，这种比例将随着D点着丝粒的分裂，染色单体的消失而发生变化。

（5）观察染色体的形态、数目的最佳时期是有丝分裂中期，即图2中CD段，此时细胞中所有染色体的着丝粒排列在赤道板上（见答案）。

答案：

（1）DE

（2）间　DNA的复制　相关蛋白质的合成　（3）醋酸洋红液或龙胆紫溶液　不能　（4）2∶1∶2　D

（5）CD　如图：