資源簡介

第2章 基因和染色體的關系
解讀章首圖文
培養學習志向·勇擔社會責任
章首頁由引言、一首小詩和人體細胞染色體顯微照片構成。
章引言的第一段提出了3個問題：“基因在細胞中究竟有沒有物質基礎呢？孟德爾所假設的顆粒狀的因子，究竟是不是物質的實體？如果是，又存在于細胞中什么位置？”這也是我們在學完第1章后所產生的疑問。在這里提出，既承上啟下，也遵循我們的認知規律，同時引出我們感興趣、想要繼續探究的問題。第二段則概括了本章的主要內容，既簡單解釋了解決上述問題的研究歷程，也回答了“怎樣研究”的問題。
對細胞分裂的深入研究和觀察是研究的起始，但觀察什么呢？章題圖的人體細胞染色體顯微照片透露出一些信息：圖中展現了人體細胞完整的46條染色體。細心的同學還能發現，依據形態和大小可將這些染色體配成23對，這就表明，要觀察細胞分裂中染色體數目和行為的變化。本章第1節《減數分裂和受精作用》就是沿著這個思路展開的。
章首頁的小詩除了給予我們美的熏陶，還揭示了科學探究的要點和艱辛的歷程：科學探究要提出問題——如“基因在哪里？”；要有科學方法——如“觀察和實驗”；要有探索求真的科學精神——如“懷疑、爭論”；要有嚴謹的科學思維——如“推理”；要付出艱苦的努力——如“悠悠百年，尋尋覓覓”。
章首頁恰到好處地激發了我們學習的興趣，概括了本章學習的內容，提示了科學探究的要點。章首頁與本章內容有機融合，是本章學習的起始。
理清本章架構
初識概念體系·具備系統思維
第1節　減數分裂和受精作用
第1課時　減數分裂
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.通過觀察精子或卵細胞的形成過程示意圖，歸納、概括減數分裂的概念及過程。2．模擬減數分裂中染色體的變化，闡明減數分裂過程中染色體發生自由組合和互換的重要意義。 1.減數分裂的特點是染色體只復制一次，而細胞連續分裂兩次，導致染色體數目減半。2．減數分裂Ⅰ的主要特征：①同源染色體配對——聯會，形成四分體；②四分體中的非姐妹染色單體之間可以發生互換；③同源染色體分離，非同源染色體自由組合。3．減數分裂Ⅱ的主要特征：每條染色體的著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細胞的兩極。
【主干知識梳理】
一、精子的形成過程
1．場所及細胞名稱的變化
(1)場所
(2)細胞名稱的變化:
2．染色體的變化
(1)減數分裂前的間期:
一部分精原細胞的體積增大，染色體復制，成為初級精母細胞，此時的染色體呈染色質絲的狀態。
(2)減數分裂過程:
①減數分裂Ⅰ。
時期 分裂圖像 染色體行為
前期 同源染色體聯會，形成四分體，此時同源染色體的非姐妹染色單體可以發生互換
中期 同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側
后期 同源染色體分離，非同源染色體自由組合，并移向細胞兩極
末期 細胞一分為二，染色體數目減半
②減數分裂Ⅱ。
時期 分裂圖像 染色體行為
間期 通常沒有或時間很短 染色體不再復制
前期 染色體散亂地分布在細胞中
中期 染色體著絲粒排列在細胞中央的赤道板上
后期 著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，分別移向細胞兩極
末期 細胞一分為二
(3)同源染色體、聯會與四分體的概念:
②聯會：同源染色體兩兩配對的現象。
③四分體：聯會后的每對同源染色體含有4條染色單體。
二、卵細胞的形成
1．場所：卵巢。
2．過程:
三、減數分裂的概念
【教材微點發掘】
1．下圖是動物精巢中減數分裂的過程示意圖，請分析回答：
(1)圖中A、C、G分別表示什么細胞？
提示：初級精母細胞、次級精母細胞、精細胞。
(2)和有絲分裂相比，甲過程中染色體的特殊行為有哪些？
提示：甲過程中染色體的特殊行為有：①同源染色體聯會；②四分體中的非姐妹染色單體之間經常發生互換；③同源染色體彼此分離，非同源染色體自由組合等。
(3)染色體數目減半和姐妹染色單體的消失分別發生在圖中的哪個過程？
提示：染色體數目減半發生在減數分裂Ⅰ過程中，即甲過程；姐妹染色單體的消失發生在減數分裂Ⅱ的后期，即乙過程。
2．如圖為高等動物的細胞分裂示意圖，寫出甲、乙、丙三個細胞的名稱。
甲：次級精母細胞或(第一)極體；乙：初級精母細胞；丙：次級卵母細胞。
3．氣溫過低會影響水稻花粉母細胞的減數分裂，進而影響水稻的花粉數量和質量，導致稻谷減產。對此，農業生產上可以采取灌深水的措施來預防，采取這種措施的原因是什么？
提示：水的比熱容較大，水的溫度相對不容易改變，當氣溫過低時，灌深水后稻田溫度不會降低太多。
教材問題提示
(一)旁欄思考
1．(教材第19頁)如果配子也是通過有絲分裂形成的，那么配子中的染色體數目和體細胞中的將是一致的。
2．(教材第20頁)初級精母細胞兩極的這兩組染色體，非同源染色體之間是自由組合的。
3．(教材第20頁)在減數分裂Ⅰ中出現了同源染色體聯會、四分體形成、同源染色體中非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離等行為，使細胞兩極各有一整套非同源染色體，從而使形成的次級精母細胞中的染色體數目比初級精母細胞的減少一半。
上述過程可使配子中的染色體數目減半。再通過卵細胞和精子結合成受精卵的受精作用，保證了每種生物前后代染色體數目的恒定，維持了生物遺傳的穩定性。上述過程還可以使通過減數分裂產生的配子種類多樣化，從而增加了生物遺傳的多樣性，有利于生物適應多變的自然環境，還有利于生物在自然選擇中進化。
4．(教材第21頁)精細胞的變形是指由精細胞變為精子的過程，其中細胞核變成精子頭的主要部分，高爾基體發育為頭部的頂體，中心體演變為精子的尾，線粒體集中在尾的基部形成線粒體鞘。變形后的精子具備了游向卵細胞并進行受精作用的能力。
(二)探究·實踐(教材第24頁)
1．根據細胞中染色體的形態、位置和數目來判斷。例如，在減數分裂Ⅰ中，先后出現同源染色體聯會、四分體形成、各對同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側、同源染色體分離、移向細胞兩極的染色體分別由兩條姐妹染色單體組成等現象。
減數分裂Ⅱ中，非同源染色體的著絲粒排列在細胞中央的赤道板處，移向細胞兩極的染色體不含染色單體。
另外，在蝗蟲精母細胞減數分裂的過程中，處于減數分裂Ⅰ的細胞要明顯多于處于減數分裂Ⅱ的細胞。
2．減數分裂Ⅰ中期，兩條同源染色體分別排列在細胞中央的赤道板兩側，末期細胞兩極的染色體由一整套非同源染色體組成，其數目是體細胞染色體數目的一半，每條染色體均由兩條姐妹染色單體構成。
減數分裂Ⅱ中期，非同源染色體的著絲粒排列在細胞中央的赤道板上，末期細胞兩極的染色體不含染色單體。
3．同一生物的細胞，所含遺傳物質相同，增殖過程相同，同一時刻不同細胞可能處于不同分裂時期。因此，可以通過觀察多個精母細胞的減數分裂，推測一個精母細胞在減數分裂過程中染色體的連續變化。
新知探究(一)　減數分裂過程中的相關概念辨析
【探究·深化】
[問題驅動]　
(1)觀察教材第18頁果蠅體細胞和配子的染色體示意圖，分析配子與體細胞中的染色體數目有何關系。
提示：配子中染色體數目是體細胞中染色體數目的一半。
(2)判斷下列生物能否進行減數分裂并說明理由。
①大腸桿菌，②果蠅，③變形蟲。
提示：大腸桿菌是原核生物，不能進行有性生殖；果蠅是能進行有性生殖的真核生物，能進行減數分裂；變形蟲是真核生物，但不能進行有性生殖，不能進行減數分裂。
(3)遺傳物質的主要載體是染色體，此外遺傳物質還分布在哪里？這些場所的遺傳物質是否和染色體上的遺傳物質一樣也遵循孟德爾遺傳規律？
提示：線粒體和葉綠體。不遵循，只有染色體上的遺傳物質才遵循孟德爾遺傳規律。
(4)形態、大小相同的染色體是否為同源染色體？減數分裂過程中，同源染色體形態、大小是否相同？
提示：不一定，若一條來自父方，一條來自母方，且可以發生聯會，則為同源染色體，否則不是。減數分裂過程中，同源染色體形態、大小不一定相同，如高等動物的性染色體。
[重難點撥]　
1．圖解相關概念
2．聯會和四分體的相互關系
聯會是同源染色體兩兩配對的過程，而四分體是聯會的結果，是同源染色體的特殊存在形式。由上圖可知：1個四分體＝1對同源染色體＝2條染色體＝4條染色單體＝4個DNA分子。
【典題·例析】
[例1]　下列關于同源染色體的敘述，錯誤的是(　　)
A．一條來自父方、一條來自母方的染色體是同源染色體
B．同源染色體上的非姐妹染色單體間能互換對應部分
C．在人的正常精子中沒有同源染色體
D．減數分裂中聯會的染色體是同源染色體
[解析]　配對的兩條染色體，形狀和大小一般都相同，一條來自父方、一條來自母方，叫作同源染色體。但并不是說一條來自父方、一條來自母方的染色體都是同源染色體，也可能是非同源染色體。故選A。
[答案]　A
[例2]　下列有關四分體的敘述，正確的是(　　)
A．每個四分體包含一對同源染色體的4條染色單體
B．經過復制的同源染色體都能形成四分體
C．四分體時期可能發生姐妹染色單體間的互換
D．四分體出現在減數分裂Ⅰ的每個時期
[解析]　四分體由一對同源染色體聯會形成，含有4條染色單體，A正確；四分體只在減數分裂過程中存在，有絲分裂過程含有同源染色體，其復制后不聯會，不形成四分體，B錯誤；四分體中的非姐妹染色單體之間可發生互換，C錯誤；四分體出現在減數分裂Ⅰ的前期，D錯誤。
[答案]　A
易錯提醒—————————————————————————————————
有關同源染色體認識的幾個誤區
(1)誤認為同源染色體大小一定相同
同源染色體的形態、大小一般都相同，但存在例外，如X、Y性染色體，大小不同，但屬于同源染色體。
(2)誤認為同源染色體一定會形成四分體
同源染色體只有在減數分裂Ⅰ前期才會形成四分體，有絲分裂中不會形成四分體。
(3)誤認為同源染色體只存在于進行減數分裂的細胞中
進行有絲分裂的細胞自始至終都存在同源染色體，只是沒有出現聯會、四分體這些特殊的行為變化，也沒有同源染色體的分離過程。
(4)誤認為同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合存在先后順序
同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合是同時進行的。
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【應用·體驗】
1．下列關于減數分裂的敘述，正確的是(　　)
A．減數分裂是一種特殊的有絲分裂，也有細胞周期
B．染色體復制兩次，細胞分裂一次
C．產生的子細胞中染色體數目減半
D．精(卵)原細胞只可進行減數分裂
解析：選C　減數分裂是一種特殊的有絲分裂，但沒有細胞周期，A錯誤；減數分裂是指在原始生殖細胞(如動物的精原細胞或卵原細胞)發展為成熟的生殖細胞(如精子或卵細胞)的過程中，染色體只復制一次，而細胞分裂兩次，使新產生的生殖細胞中染色體數目減半的過程，B錯誤，C正確；精(卵)原細胞自身的增殖方式是有絲分裂，D錯誤。
2．下列關于染色體、染色單體、聯會和四分體的敘述，錯誤的是(　　)
A．染色體是遺傳物質的主要載體，一條染色體上只有一個DNA分子
B．由同一個著絲粒連接的染色單體屬于姐妹染色單體
C．聯會的結果是形成四分體，人的配子形成過程中會出現23個四分體
D．染色單體因為著絲粒的分裂而消失
解析：選A　染色體是遺傳物質的主要載體，一條染色體上有1個或2個DNA分子，A錯誤；染色體復制的結果是形成兩條姐妹染色單體，由同一個著絲粒連接，B正確；聯會形成四分體，有幾對同源染色體就有幾個四分體，因為人體細胞中有23對同源染色體，所以在配子形成過程中會形成23個四分體，C正確；著絲粒分裂導致姐妹染色單體彼此分離，各自成為一條染色體，D正確。
新知探究(二)　精子的形成過程
【探究·深化】
[問題驅動]　
觀察精子形成過程示意圖，回答下列問題：
(1)寫出圖中各種細胞的名稱：a.精原細胞，b.初級精母細胞，c.次級精母細胞，d.精細胞，e.精子。
(2)染色體數目減半發生在圖中b過程中，染色單體消失發生在圖中c過程中。
(3)不考慮互換，細胞e有2種，如果考慮互換，細胞e有4種。
[重難點撥]　
1．減數分裂過程中兩個分裂階段的比較
項目 減數分裂Ⅰ 減數分裂Ⅱ
間期DNA復制與否 復制 不復制
同源染色體 有，分離 無
著絲粒變化 不分裂 分裂
染色體主要行為 ①同源染色體聯會；②四分體中非姐妹染色單體互換；③同源染色體分離，非同源染色體自由組合 著絲粒分裂，姐妹染色單體分開
染色體數目 2N→N(減半) N→2N→N(不減半)
核DNA數目 (2N→)4N→2N 2N→N
染色單體數 (0→)4N→2N 2N→0
2．減數分裂過程中染色體數、染色單體數與核DNA分子數含量的變化曲線分析
(1)間期核DNA(染色體)復制，核DNA含量加倍，形成染色單體，但是染色體數目不變。
(2)減數分裂Ⅰ結束時，同源染色體分配到兩個子細胞中，每個細胞內核DNA和染色體、染色單體數目均減半。
(3)減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，染色體數目加倍，染色單體消失，但是DNA含量不變。
(4)減數分裂Ⅱ結束后，由姐妹染色單體分開后形成的兩條子染色體分別分配到兩個子細胞中，核DNA和染色體數目再次減半。
【典題·例析】
[例1]　下列有關某雄性生物體中各細胞分裂示意圖的判斷，正確的是(　　)
A．圖①處于減數分裂Ⅰ的中期，細胞內有2對姐妹染色單體
B．圖②處于減數分裂Ⅱ的后期，細胞內有2對姐妹染色單體
C．圖③處于減數分裂Ⅱ的中期，該生物體細胞中染色體數目恒定為8條
D．四幅圖可排序為①③②④，出現在該生物體精子的形成過程中
[解析]　據圖分析可知，圖①中每條染色體都含一對姐妹染色單體，共有4對姐妹染色單體，同源染色體排列在赤道板位置，處于減數分裂Ⅰ中期。圖②中著絲粒已分裂，無姐妹染色單體，處于減數分裂Ⅱ后期。圖③處于減數分裂Ⅱ的中期，細胞中有2條染色體，說明正常體細胞染色體數為4條；當體細胞處于有絲分裂后期時，染色體數才為8條。圖④無同源染色體和姐妹染色單體，為精細胞。由以上分析可知，D正確。
[答案]　D
[例2]　如圖是某哺乳動物個體細胞分裂不同時期的分裂圖像，下列說法正確的是(　　)
A．實驗材料應選自該生物的精巢或卵巢
B．圖3所示的細胞中存在同源染色體
C．與圖1中ef段相對應的是圖2和圖3
D．圖4所示細胞中含有4對同源染色體
[解析]　根據圖2和圖3可知，該生物的性別為雄性，且實驗材料中的細胞既能進行有絲分裂，又能進行減數分裂，應該取自生物的精巢，A錯誤；圖3所示的細胞處于減數分裂Ⅱ，不存在同源染色體，B錯誤；圖1中的ef段表示減數分裂Ⅱ后期，對應圖3，C錯誤；圖4所示細胞處于有絲分裂后期，含有4對同源染色體，D正確。
[答案]　D
易錯提醒————————————————————————————————
有關減數分裂過程中的兩點提醒
(1)減數分裂過程中，染色體復制1次、細胞分裂2次、著絲粒分裂1次、染色體減半1次、核DNA減半2次。
(2)在減數分裂過程中，核DNA數量最大值為4N，而染色體數量最大值為2N。
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【應用·體驗】
1．(2023·北京高考)武昌魚(2n＝48)與長江白魚(2n＝48)經人工雜交可得到具有生殖能力的子代。顯微觀察子代精巢中的細胞，一般不能觀察到的是(　　)
A．含有24條染色體的細胞
B．染色體兩兩配對的細胞
C．染色體移到兩極的細胞
D．含有48個四分體的細胞
解析：選D　精原細胞通過減數分裂形成精子，則精子中含有24條染色體，A不符合題意。精原細胞在減數分裂Ⅰ前期將發生染色體兩兩配對，即聯會，B不符合題意。精原細胞在減數分裂Ⅰ后期同源染色體分開并移向兩極；在減數分裂Ⅱ后期姐妹染色單體分開并移向兩極，C不符合題意。精原細胞在減數分裂Ⅰ前期，能觀察到含有24個四分體的細胞，D符合題意。
2．(2023·浙江1月選考)某基因型為AaXDY的二倍體雄性動物(2n＝8)，1個初級精母細胞的染色體發生片段交換，引起1個A和1個a發生互換。該初級精母細胞進行減數分裂過程中，某兩個時期的染色體數目與核DNA分子數如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．甲時期細胞中可能出現同源染色體兩兩配對的現象
B．乙時期細胞中含有1條X染色體和1條Y染色體
C．甲、乙兩時期細胞中的染色單體數均為8個
D．該初級精母細胞完成減數分裂產生的4個精細胞的基因型均不相同
解析：選D　乙時期細胞中著絲粒已經分裂，無染色單體，C項錯誤。因為A基因所在的染色體片段和a基因所在的染色體片段發生了交換，所以該初級精母細胞完成減數分裂產生的4個精細胞的基因型分別為AXD、aXD、AY、aY，D項正確。
新知探究(三)　卵細胞的形成過程
【探究·深化】
[問題驅動]　
觀察卵細胞形成過程示意圖，思考下列問題：
(1)寫出圖中各種細胞的名稱：a.卵原細胞，b.初級卵母細胞，c.極體，d.次級卵母細胞，e.極體，f.卵細胞。
(2)卵細胞形成過程中，細胞質是均等分裂嗎？
提示：不是。卵細胞形成過程中初、次級卵母細胞分裂時，細胞質都是不均等分裂的；極體分裂時，細胞質是均等分裂的。
(3)依據圖中染色體和核DNA數目變化規律，用坐標圖形式畫出染色體、核DNA數目變化曲線。
提示：
[重難點撥]　
1．比較精子和卵細胞形成過程的異同
精子的形成過程 卵細胞的形成過程
不同點 場所 睪丸 卵巢
細胞質分裂 均等分裂 不均等分裂(極體均等分裂)
是否變形 是 否
子細胞數目 1個精原細胞→4個精子 1個卵原細胞→1個卵細胞＋3個極體(消失)
相同點 染色體復制一次，細胞連續分裂兩次，子細胞內染色體和核DNA數均減半
2．分裂圖像的辨析
(1)減數分裂Ⅰ后期：
(2)減數分裂Ⅱ后期：
【典題·例析】
[例1]　動物卵細胞形成與精子形成的不同點是(　　)
①次級卵母細胞將進行普通的有絲分裂　②一個卵原細胞最終只形成一個卵細胞　③一個卵原細胞經過染色體復制后形成一個初級卵母細胞　④卵細胞不經過變形階段　⑤一個初級卵母細胞分裂成的兩個細胞大小不等　⑥卵細胞中的染色體數目是初級卵母細胞的一半
A．②④⑤　　　　　　　 B．①③⑤
C．②③⑥ D．①④⑥
[解析]　次級卵母細胞和次級精母細胞進行的都是減數分裂Ⅱ，①不符合題意；一個卵原細胞最終只形成一個卵細胞，一個精原細胞可形成4個精子，②符合題意；一個卵原細胞和一個精原細胞經過染色體復制后，分別形成一個初級卵母細胞和初級精母細胞，③不符合題意；卵細胞形成時不經過變形，精子形成過程有變形階段，④符合題意；初級卵母細胞不均等分裂，形成的兩個細胞大小不等，而初級精母細胞均等分裂，形成的兩個子細胞大小相等，⑤符合題意；卵細胞和精細胞中的染色體數目都是初級性母細胞的一半，⑥不符合題意。故選A。
[答案]　A
[例2]　下列有關兩個細胞分裂圖像的說法，正確的是(　　)
A．①②均是卵細胞形成過程中的細胞
B．①②中均含兩對同源染色體
C．正常情況下，①能產生2種類型的生殖細胞
D．②能產生2種類型的生殖細胞
[解析]　由細胞中染色體變化的規律及細胞質的分裂情況可知，細胞①是初級精母細胞，正處于減數分裂Ⅰ后期，含兩對同源染色體，其中非同源染色體已完成組合，它只能產生2種(4個)生殖細胞(精細胞)，若發出交叉互換時可產生4種生殖細胞；細胞②是次級卵母細胞，正處于減數分裂Ⅱ后期，不含同源染色體，只能產生1種(1個)生殖細胞(卵細胞)。故選C。
[答案]　C
【應用·體驗】
1．初級卵母細胞和次級卵母細胞在分裂時都會出現的現象是(　　)
A．同源染色體分離 B．著絲粒分裂
C．細胞質不均等分裂 D．染色體復制
解析：選C　初級卵母細胞不會發生著絲粒分裂；次級卵母細胞不會發生同源染色體分離；染色體復制發生在初級卵母細胞形成之前。故選C。
2．某生物含有3對同源染色體，分別用A/a、B/b和C/c表示，不考慮互換，其一個次級精母細胞和一個初級卵母細胞分別產生的精子和卵細胞的種類數比為(　　)
A．4∶1　　 B．2∶1
C．1∶2　　　 D．1∶1
解析：選D　一個初級精母細胞通過減數分裂產生4個精子，這4個精子兩兩相同，即只有2種精子(可能是ABC、abc或ABc、abC或Abc、aBC或AbC、aBc)，一個次級精母細胞只能產生兩個相同的精細胞，即產生1種類型的精細胞；一個初級卵母細胞經過減數分裂只能產生一個卵細胞，這個卵細胞的基因型可能是8種中的1種。因此一個次級精母細胞和一個初級卵母細胞分別產生的精子和卵細胞的種類數比例為1∶1。
科學視野——減數分裂異常與染色體遺傳病
唐氏綜合征又叫21三體綜合征，是一種常見的遺傳病。對患者進行染色體檢查，可以看到患者比正常人多了一條21號染色體。唐氏綜合征患者的智力低下，身體發育緩慢。50%的患兒有先天性心臟病，部分患兒在發育過程中夭折。那么，這種遺傳病是如何形成的呢？正常情況下，減數分裂時，同源染色體會相互分離，生殖細胞中的染色體數目減為體細胞的一半。但是，如果減數分裂時21號染色體不能正常分離，就可能形成唐氏綜合征。
【素養評價】
1.人類的X、Y是一對同源染色體，女性體內是XX，男性體內是XY。經人類染色體組型分析發現，有2%～4%的精神病患者的性染色體組成為XYY(如圖所示)，有人稱多出的 Y 染色體為“犯罪染色體”。下列關于 XYY 綜合征的敘述正確的是(　　)
A．患者為男性，可能是由母方減數分裂Ⅰ異常所致
B．患者為女性，可能是由母方減數分裂Ⅱ異常所致
C．患者為男性，可能是由父方減數分裂Ⅱ異常所致
D．患者為女性，可能是由父方減數分裂Ⅱ異常所致
解析：選C　該患者的染色體組成為XYY，多了一條 Y 染色體。Y染色體只能來自父方，而且是由于減數分裂Ⅱ后期著絲粒分裂后，染色體移向了細胞的同一極。故選C。
2．基因型為AaBb(兩對等位基因獨立遺傳)的精原細胞，經過減數分裂產生了一個基因型為ABb的精子，則發生這種結果的原因以及和該精子同時產生的另外三個精子的基因型分別是(　　)
A．減數分裂Ⅰ一對同源染色體未分離　AB、A、a
B．減數分裂Ⅰ一對同源染色體未分離　ABb、a、a
C．減數分裂Ⅱ一對姐妹染色單體未分離　A、ABb、a
D．減數分裂Ⅱ一對姐妹染色單體未分離　ABb、a、a
解析：選B　一個基因型為AaBb的精原細胞，產生了一個基因型為ABb的精子，說明在減數分裂Ⅰ后期，含有基因B和b的同源染色體未分離移向了同一極，形成基因型為AABBbb和aa的兩個次級精母細胞；基因型為AABBbb的次級精母細胞正常分裂，形成基因型均為ABb的兩個精子，而基因型為aa的次級精母細胞正常分裂，形成基因型均為a的兩個精子。因此，另外三個精子的基因型分別是ABb、a、a。故選B。
3．正常人的體細胞中含有23對同源染色體，分別編號為1～23號。唐氏綜合征患者比正常人多了一條21號染色體。回答下列問題：
(1)正常人產生的配子中染色體的組合類型共有______種，從理論上分析，一對夫婦所生的兩個孩子(非同卵雙胞胎)所含染色體組成完全相同的概率是________。
(2)請從減數分裂和受精作用的角度完善唐氏綜合征患者產生的可能原因。有以下幾種情況：
①異常精子(24條)和正常卵細胞(23條)結合形成的：
②正常精子(23條)和異常卵細胞(24條)結合形成的：異常卵細胞形成原因同上。
(3)若一個正常人與一個唐氏綜合征患者婚配，他們的后代發病率是________，原因是__________________________________________。
解析：(1)正常人含有23對同源染色體，所以產生的配子中染色體的組合類型共有223種；從理論上分析，一對夫婦所生的兩個孩子(非同卵雙胞胎)所含染色體組成完全相同的概率是(1/2)23×(1/2)23＝(1/2)46。(2)異常精子形成的原因有：a.減數分裂Ⅰ后期，21號同源染色體沒有分離，減數分裂Ⅱ正常導致的；b.減數分裂Ⅰ正常，減數分裂Ⅱ后期，21號姐妹染色單體分開后形成的兩條21號子染色體移向同一極所致。(3)若一個正常人與一個唐氏綜合征患者婚配，由于患者產生的配子一半正常(23條)，一半異常(24條)，所以他們的后代發病率是1/2。
答案：(1)223　(1/2)46　(2)①a.后期　同源染色體
b．后期　姐妹染色單體　(3)1/2　患者產生的配子一半正常(23條)，一半異常(24條)
[課時跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)只有進行有性生殖的生物，才能進行減數分裂。(√)
(2)精原細胞是通過減數分裂形成的。(×)
(3)減數分裂過程中，配對的染色體一定是同源染色體。(√)
(4)在卵細胞形成過程中，姐妹染色單體的分開發生在初級卵母細胞中。(×)
(5)一個精原細胞和一個卵原細胞所產生成熟生殖細胞的數量相同。(×)
2．下列有關減數分裂的敘述，正確的是(　　)
A．可以發生于原核生物
B．在形成有性生殖細胞的過程中發生
C．染色體復制兩次，細胞分裂兩次
D．一個性原細胞分裂的結果必定是形成4個生殖細胞
解析：選B　減數分裂是進行有性生殖的生物，產生成熟生殖細胞時進行的染色體數目減半的細胞分裂，原核生物不能發生減數分裂，A錯誤，B正確；減數分裂的特點是染色體復制一次，細胞分裂兩次，C錯誤；一個卵原細胞減數分裂只形成一個卵細胞，一個精原細胞減數分裂可形成4個精細胞，D錯誤。
3．在減數分裂過程中，著絲粒分裂、同源染色體分離的時期分別是(　　)
A．同時發生于減數分裂Ⅰ后期
B．同時發生于減數分裂Ⅱ后期
C．前者發生于減數分裂Ⅱ后期，后者發生于減數分裂Ⅰ后期
D．前者發生于減數分裂Ⅰ后期，后者發生于減數分裂Ⅱ后期
解析：選C　根據減數分裂過程中染色體變化規律可知，著絲粒的分裂發生在減數分裂Ⅱ后期，同源染色體的分離發生在減數分裂Ⅰ后期。故選C。
4．在減數分裂Ⅰ過程中，染色體變化的順序是(　　)
①同源染色體分離　②四分體　③染色體分配到兩個細胞中　④聯會
A．①③④②　　　　　 B．④②①③
C．③①②④ D．①③②④
解析：選B　①同源染色體的分離發生在減數分裂Ⅰ后期；②四分體是減數分裂Ⅰ前期同源染色體聯會后形成的；③減數分裂Ⅰ末期，同源染色體分配到兩個細胞中；④同源染色體聯會發生在減數分裂Ⅰ前期。因此，在減數分裂Ⅰ過程中，染色體的變化順序為④②①③。故選B。
5．下列關于精子和卵細胞形成過程的敘述，錯誤的是(　　)
A．相同數量的精原細胞和卵原細胞經減數分裂所產生的生殖細胞數量之比為4∶1
B．精子和卵細胞形成過程中都出現染色體復制、同源染色體聯會和分離現象
C．精子形成過程中染色體的行為變化和核DNA的數量變化與卵細胞完全相同
D．精子和卵細胞的形成均需要經過變形
解析：選D　每個精原細胞和每個卵原細胞經減數分裂均可產生四個子細胞，但前者可形成四個成熟的生殖細胞，后者只形成一個成熟的生殖細胞，所以相同數量的精原細胞和卵原細胞經減數分裂所產生的生殖細胞數量之比為4∶1，A正確；精子和卵細胞形成過程中都出現染色體復制、同源染色體聯會和分離現象，這是減數分裂的特征，B正確；精子和卵細胞形成過程中核DNA的數量變化完全相同，染色體的行為變化也完全相同，C正確；精子的形成需要經過變形，而卵細胞的形成不需要經過變形，D錯誤。
6．如圖為某同學建構的減數分裂過程中染色體的變化模型圖，其中建構正確的是(　　)
A．①③④ B．②③④
C．①②④ D．①②③
解析：選D　①②建構的是減數分裂Ⅱ后期的模型圖，由于減數分裂Ⅰ后期非同源染色體自由組合，故產生的次級精(卵)母細胞(或極體)中2條非同源染色體可能是1條來自父方、1條來自母方，如圖①，也可能是兩條都來自父方或母方，如圖②；③建構的是減數分裂Ⅰ后期的模型圖，④不符合同源染色體分離的情況。故選D。
7．下圖為某高等動物的部分細胞分裂示意圖。下列敘述正確的是(　　)
A．甲產生的子細胞一定是精細胞
B．乙產生的子細胞一定是次級精母細胞
C．丙為次級卵母細胞或極體
D．丙中的M、m為一對同源染色體
解析：選B　甲細胞均等分裂，產生的子細胞可能是精細胞或極體，A錯誤；乙細胞均等分裂，該細胞為初級精母細胞，產生的子細胞一定是次級精母細胞，B正確；丙細胞不均等分裂，為次級卵母細胞，C錯誤；丙中的M、m由一對姐妹染色單體分開形成，不是一對同源染色體，D錯誤。
8．某生物卵原細胞中有2n條染色體，減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ完成時的子細胞中染色體數依次是(　　)
A．n條、n條 B．2n條、n條
C．n條、2n條 D．2n條、2n條
解析：選A　某生物卵原細胞中有2n條染色體，在減數分裂Ⅰ過程中，著絲粒不分裂，同源染色體分離，產生的子細胞中染色體減少了一半；減數分裂Ⅱ著絲粒分裂，產生的子細胞中染色體數目也是體細胞的一半，所以減數分裂Ⅰ和減數分裂Ⅱ完成時的子細胞中染色體數依次是n條、n條。故選A。
9．下列關于精子和卵細胞形成過程的敘述，錯誤的是(　　)
A．精原細胞和卵原細胞是通過有絲分裂形成的
B．一個卵原細胞經過減數分裂形成一個卵細胞和三個極體，而一個精原細胞最終形成4個精子
C．精子形成過程中細胞質均等分裂，卵細胞形成過程中細胞質不均等分裂
D．等位基因進入卵細胞的機會并不相等，因為一次減數分裂只形成一個卵細胞
解析：選D　精原細胞和卵原細胞是通過有絲分裂形成的，A正確；一個卵原細胞經過減數分裂形成一個卵細胞和三個極體，而一個精原細胞最終形成4個精細胞，經過變形形成4個精子，B正確；根據精子和卵細胞的形成過程可知，精子形成過程中細胞質均等分裂，卵細胞形成過程中細胞質不均等分裂，C正確；卵原細胞進行減數分裂時，細胞質雖然分裂不均等，但是細胞核基因是均等分配的，即等位基因進入卵細胞的機會是相等的，D錯誤。
10．圖1中的曲線表示某生物(2n＝4)的體細胞分裂過程及精子形成過程中，細胞中某物質數量的變化。圖2中a、b、c、d、e分別表示分裂過程中某幾個時期的細胞中染色體示意圖。請據圖回答下列問題：
(1)圖1曲線中①～③段可表示細胞進行________分裂的____________數量變化。
(2)圖2，a～e中與曲線②、⑤位置相對應的細胞分別是________。
(3)細胞a、b、c、d、e具有同源染色體的是________，曲線中一個細胞內沒有同源染色體的時期是________。
(4)與體細胞相比，a～e細胞中核DNA含量加倍的是________。
(5)就染色體行為來說，b、e時期的共同特點是________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由圖1中曲線變化可知，曲線代表染色體的數量變化，在②階段，染色體數目與體細胞中相比增加了一倍，故①～③段為有絲分裂過程。(2)曲線②、⑤位置相對應的細胞染色體數量均加倍，說明細胞處于分裂的后期，從染色體數量上看，②為4n、⑤為2n，則曲線②、⑤位置相對應的細胞分別是有絲分裂后期(e)和減數分裂Ⅱ后期(b)。(3)從圖2細胞中染色體的行為和數量看，a～e分別是減數分裂四分體時期、減數分裂Ⅱ后期、減數分裂Ⅱ中期、有絲分裂中期和有絲分裂后期，含有同源染色體的只能是四分體時期和有絲分裂時期的細胞，即a、d、e。從圖1曲線上看，從④開始，染色體數目減半，說明已經進入減數分裂Ⅱ時期，處于④⑤⑥時期的每一個細胞內均不含同源染色體。(4)題中給出該生物體細胞內含有的染色體數為2n，可知核DNA分子數為2n，核DNA含量加倍為4n的細胞為a、d、e。(5)就染色體行為來說，b、e時期的共同特點是著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為染色體并分別移向細胞的兩極。
答案：(1)有絲　染色體　(2)e、b　(3)a、d、e　④⑤⑥　(4)a、d、e　(5)著絲粒分裂，姐妹染色單體分開成為染色體并分別移向細胞的兩極
[遷移·應用·發展]
11．如圖是玉米(2n＝20)的花粉母細胞減數分裂過程中幾個特定時期的顯微照片，①～⑤代表不同的細胞(不考慮變異)。下列敘述正確的是(　　)
A．細胞①和細胞③中可能分別含有11、10種形態不同的染色體
B．細胞②中同源染色體的非姐妹染色單體之間可能發生交換
C．細胞④和⑤中染色體數目和核DNA數目相同，都為細胞①的一半
D．若細胞①中有一對同源染色體未分離，則形成的四個花粉粒都異常
解析：選D　玉米為單性花，雌雄同株，無性染色體，細胞①處于減數分裂Ⅰ后期，細胞③處于減數分裂Ⅱ中期，細胞中含有的染色體形態數都為10種，A錯誤；減數分裂Ⅰ發生同源染色體分離，導致細胞②中不含有同源染色體，B錯誤；細胞④和細胞⑤處于減數分裂Ⅱ后期，由于著絲粒分裂染色體數目暫時加倍，導致染色體數目與細胞①中相同，C錯誤；如果細胞①的分裂過程中，有一對同源染色體沒有分離，移向了同一極，那么形成的4個花粉粒染色體數為11條、11條、9條、9條，4個花粉粒中染色體數目都異常，D正確。
12．如圖是某哺乳動物細胞減數分裂的相關示意圖(圖中只顯示一對同源染色體，圖1中其他染色體正常分離)。不考慮基因突變，下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖1產生異常配子的原因可能是減數分裂Ⅰ或減數分裂Ⅱ異常
B．圖1中的②與正常配子結合形成的受精卵含有的染色體數是正常配子染色體數的3倍
C．圖2中甲→乙的變化發生在減數分裂Ⅰ前期，同一著絲粒連接的染色單體基因型相同
D．若圖2甲細胞經分裂產生了基因型為AB的精細胞，則另三個精細胞的基因型是Ab、ab、aB
解析：選D　圖1中配子①②存在同源染色體，配子③④沒有相應的染色體，應是減數分裂Ⅰ后期同源染色體沒有分離，而是進入了同一個子細胞中所致，A錯誤；圖1中的配子②比正常配子多一條染色體，它與正常配子結合形成的受精卵中也多一條染色體，故由此得到的受精卵含有的染色體數是正常配子染色體數的2倍多一條，B錯誤；圖2中甲→乙的變化發生在減數分裂前的間期，間期發生DNA復制過程，同一著絲粒連接的染色單體基因型相同，C錯誤；圖2甲細胞經分裂產生了基因型為AB的精細胞，而甲細胞中A和b在同一條染色體上，a和B在同一條染色體上，說明該精原細胞形成精細胞的過程中發生了互換，則另三個精細胞的基因型是Ab、ab、aB，D正確。
13．圖1表示某基因型為AaBb(兩對基因分別位于兩對同源染色體上)的動物組織切片顯微圖像，圖2表示該動物細胞分裂過程中不同時期染色體數、染色單體數和核DNA分子數的關系。分析回答下列問題：
(1)圖1中，具有同源染色體的細胞是________。
(2)圖1中，細胞②的名稱為____________，該細胞產生的子細胞的基因型可能為______________。
(3)圖2中，________(填字母)表示染色單體數。圖1中的細胞________(填序號)處于圖2中的甲時期。
(4)在圖2中丙處繪出細胞③產生的子細胞中染色體數、染色單體數和核DNA分子數的柱形圖。
解析：由圖1可知，細胞①處于減數分裂Ⅰ前期，細胞②處于減數分裂Ⅱ后期，細胞③處于減數分裂Ⅱ前期，細胞④處于有絲分裂中期。(1)進行有絲分裂和減數分裂Ⅰ的細胞含有同源染色體。(2)細胞②中無染色單體，細胞質不均等分裂，故細胞②表示次級卵母細胞，其子細胞不會含有等位基因，非同源染色體上的非等位基因可自由組合，故其子細胞基因型可能為AB或Ab或aB或ab。(3)圖2中只有b的數目可以為0，所以b表示染色單體數目；甲的染色體、染色單體和核DNA分子數目分別為4、8、8，則圖1中的①④處于圖2中的甲時期。(4)細胞③產生的子細胞中染色體數、染色單體數和核DNA分子數分別為2、0、2，據此繪出的柱形圖詳見答案。
答案：(1)①④　(2)次級卵母細胞　AB或Ab或aB或ab　(3)b　①④　(4)如圖所示：第2課時　受精作用
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.理解配子中染色體組合的多樣性。2．描述受精作用的過程。3．說出減數分裂和受精作用對生物遺傳的重要意義。 1.導致配子中染色體組合多樣性的原因：①同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合；②同源染色體上非姐妹染色單體間發生互換。2．受精卵中的核遺傳物質一半來自父方，一半來自母方，但細胞質基因幾乎全部來自母方。3．減數分裂和受精作用保證了每種生物前后代染色體數目的恒定，維持了生物遺傳的穩定性。
【主干知識梳理】
一、觀察蝗蟲精母細胞減數分裂裝片
1．實驗原理
根據細胞中的染色體形態、位置和數目的變化，識別減數分裂的各個時期。
2．實驗流程
二、配子中染色體組合的多樣性
1．原因
時期 圖示 染色體行為
減數分裂Ⅰ前期 四分體中非姐妹染色單體之間可能發生互換
減數分裂Ⅰ后期 同源染色體分離，非同源染色體自由組合
2．意義：導致了不同配子遺傳物質的差異，加上受精過程中卵細胞和精子結合的隨機性，使同一雙親的后代必然呈現多樣性。
三、受精作用
1．概念：卵細胞與精子相互識別、融合成為受精卵的過程。
2．過程
圖示 說明
精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面
卵細胞的細胞膜會發生復雜的生理反應，以阻止其他精子再進入
精子頭部進入卵細胞后不久，精子的細胞核就與卵細胞的細胞核融合，使彼此的染色體會合在一起
3．結果
(1)受精卵中的染色體數目又恢復到體細胞中的數目。
(2)受精卵中的染色體一半來自精子(父方)，另一半來自卵細胞(母方)。
4．意義
(1)后代呈現多樣性，有利于生物適應多變的自然環境，有利于生物在自然選擇中進化，體現了有性生殖的優越性。
(2)保證了每種生物(有性生殖的生物)前后代體細胞中染色體數目的恒定，維持了生物遺傳的穩定性。因此，減數分裂和受精作用對于生物的遺傳和變異都具有重要意義。
【教材微點發掘】
1．從減數分裂產生配子的角度分析教材第25頁中“一母生九子，九子各不同”的原因。
提示：親代生殖細胞經減數分裂可產生多種多樣的配子，每次生育時參與受精作用的配子的染色體組成不完全相同。
2．下圖(教材第27頁圖2 7)為受精過程開始的掃描電鏡照片，據圖回答有關問題：
(1)從細胞膜的成分分析，精子與卵細胞相互識別的物質基礎是細胞膜表面的糖蛋白。精子與卵細胞融合的過程與生物膜流動性有關。
(2)一般來說，一個人的遺傳物質來自母親的要多于來自父親的，其原因是什么？
提示：受精時，通常是精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面。因此，受精卵細胞質中的遺傳物質幾乎全部來自卵細胞，而細胞核中的遺傳物質一半來自母親一半來自父親，所以一個人的遺傳物質來自母親的要多于來自父親的。
教材問題提示
(一)探究·實踐(教材第26頁)
活動二：問題思考
1．細胞中至少需要2對染色體。
2．有2種組合方式。假設分別用A、A′和B、B′表示2對染色體，則減數分裂Ⅰ時，非同源染色體的組合有2種：A、B和A′、B′；A、B′和A′、B。
3．略。
活動三：討論
1．在減數分裂Ⅰ中，先后出現同源染色體聯會、四分體形成、同源染色體中非姐妹染色單體間的互換、同源染色體分離并移向細胞的兩極等行為變化；減數分裂Ⅰ結束，細胞中的染色體數目減半。在減數分裂Ⅱ中，每條染色體的著絲粒分裂，兩條姐妹染色單體隨之分開，并分別移向細胞的兩極，最終進入兩個子細胞。
減數分裂產生了多種多樣的配子，配子中的染色體數目減半。這為之后通過受精作用使同一雙親的后代呈現多樣性，并維持每種生物前后代染色體數目的恒定提供了保證。總的來講，減數分裂和受精作用共同保證了生物遺傳的穩定性和多樣性。
2．在減數分裂過程中，同源染色體分離、非同源染色體的自由組合、聯會時非姐妹染色單體間的互換，都會使減數分裂產生多種配子。
3．略。
(二)思維訓練(教材第27頁)
遺傳穩定性 遺傳多樣性
配子形成 減數分裂形成的配子中的染色體數目減半，而且每個配子中的染色體是一整套非同源染色體的組合 在減數分裂過程中，聯會時非姐妹染色單體間的互換，減數分裂Ⅰ時非同源染色體的自由組合，都導致了配子中染色體組合的多樣性
受精作用 卵細胞和精子的結合，使受精卵中的染色體數目又恢復到體細胞中的數目，生物體的性狀是由染色體上的遺傳物質控制的，因此，染色體數目的恒定維持了遺傳的穩定性 卵細胞和精子的隨機結合，進一步增加了受精卵中染色體組合的多樣性，因而增加了遺傳的多樣性
新知探究(一)　配子中染色體組合的多樣性
【探究·深化】
[問題驅動]　
下圖中的A、a和B、b表示原始生殖細胞中的兩對同源染色體，分析回答：
(1)情況1中，最終產生的4個子細胞有2種類型，分別為Ab和aB；情況2中，最終產生的4個子細胞有2種類型，分別為AB和ab；因此，此原始生殖細胞產生的配子可能有4種類型。
(2)據此推斷：含有n對同源染色體的生物體可產生的配子類型為2n種。
(3)含有n對同源染色體的生物體可產生的配子類型有時候要比上述結論多，可能的原因是同源染色體中非姐妹染色單體發生了互換。
[重難點撥]　
1．減數分裂與配子多樣性
(1)以二倍體生物一個精原細胞的減數分裂(不考慮互換)為例，如圖所示。
由圖可知：①E和F、G和H的染色體組成完全相同，分別來自同一次級精母細胞C、D；②E(F)與G(H)中的染色體“互補”，來自同一個初級精母細胞。
(2)二倍體生物一個精原細胞的減數分裂(考慮互換)，如圖所示。
由圖可知：①E和F、G和H的染色體組成大同小異，分別來自同一次級精母細胞C、D；②E、F與G、H中的染色體“互補”，來自同一初級精母細胞。
2．一般情況下減數分裂產生配子的種類
(1)只考慮非同源染色體自由組合，不考慮互換的情況。(Y與y、R與r分別表示兩對同源染色體)
比較項目 YyRr個體能產生配子的種類 含n對同源染色體個體產生的配子種類
一個精原細胞 2種(YR、yr或Yr、yR) 2種
一個雄性個體 4種(YR、yr、Yr、yR) 2n種
一個卵原細胞 1種(YR或yr或Yr或yR) 1種
一個雌性個體 4種(YR、yr、Yr、yR) 2n種
(2)若考慮互換，會增加配子的種類，如一個含n對同源染色體的生物產生的配子種類會大于2n種。
【典題·例析】
[例1]　果蠅的體細胞中含有四對同源染色體(A與a、B與b、C與c、D與d)，在不發生互換的情況下，它的一個初級精母細胞在進行減數分裂后能形成幾種類型的精子(　　)
A．2種　　　　　　　　 B．4種
C．8種 D．16種
[解析]　一個初級精母細胞無論含有多少對同源染色體，在不發生互換的情況下，經減數分裂都只形成2種類型的精子。故選A。
[答案]　A
[例2]　如圖1是某生物的一個初級精母細胞，圖2是該生物的五個精細胞。最可能來自同一個次級精母細胞的是(　　)
A．①和② B．②和④
C．③和⑤ D．①和④
[解析]　減數分裂Ⅰ時，因為同源染色體分離，非同源染色體自由組合，所以一個初級精母細胞能產生2種基因型不同的次級精母細胞；減數分裂Ⅱ類似于有絲分裂，因此每個次級精母細胞產生2個基因型相同的精細胞。若發生互換，則來自同一個次級精母細胞的兩個精細胞的染色體組成大體相同，只有很小部分顏色有區別。所以，圖中最可能來自同一個次級精母細胞的是②和④。故選B。
[答案]　B
方法規律—————————————————————————————————
根據染色體組成判斷配子來源的方法
—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————
【應用·體驗】
1．下列符號代表精子的染色體，A 和 a 是一對同源染色體，依此類推，下列哪個選項中的四個精子來自同一個精原細胞的是(　　)
A．Abc、Abc、abC、Abc B．aBc、AbC、ABC、ABC
C．Abc、aBC、Abc、aBC D．ABC、Abc、abc、aBC
解析：選C　由于A和a是一對同源染色體，其余類推，所以在減數分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，非同源染色體自由組合。由于一個初級精母細胞能產生2種基因型不同的次級精母細胞，進而產生2種基因型不同的精細胞，所以只有C項中Abc、aBC、Abc、aBC四個精子來自同一個精原細胞。
2．如圖表示染色體組成為AaCcDd的生物產生的精細胞。試根據細胞內染色體的組合分析，在不考慮互換的情況下，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．上述精細胞至少來自4個精原細胞
B．⑤⑧可能來自同一個精原細胞
C．上述精細胞至少來自8個次級精母細胞
D．①⑦可能來自同一個精原細胞
解析：選D　由于生殖細胞中含有3對同源染色體，最多能產生8種配子，如題圖所示，每種精原細胞在不發生互換時，只能產生2種配子，所以上述細胞至少來自4個精原細胞、8個次級精母細胞，A、C正確；圖中任何2個精細胞的染色體若能組合成AaCcDd，那么這2個細胞可能來自同一個精原細胞，如⑤與⑧、③與⑦等，B正確；①和⑦的染色體組合為AaCCDd，兩者不可能來自同一個精原細胞，D錯誤。
新知探究(二)　減數分裂與有絲分裂過程
【探究·深化】
[問題驅動]　
1．結合不同分裂時期特點判斷細胞分裂方式及時期
(1)三個前期圖的判斷
①判斷步驟
②判斷結果：A為有絲分裂前期，B為減數分裂Ⅰ前期，C為減數分裂Ⅱ前期。
(2)三個中期圖的判斷
①判斷步驟
②判斷結果：A為②有絲分裂中期，B為減數分裂Ⅱ中期，C為減數分裂Ⅰ中期。
(3)三個后期圖的判斷
①判斷步驟
②判斷結果：A為有絲分裂后期，B為減數分裂Ⅱ后期，C為減數分裂Ⅰ后期。
2．結合減數分裂和有絲分裂過程中的染色體與核DNA數量變化模型判斷細胞分裂方式
(1)模型
(2)判斷
[重難點撥]　
1．每條染色體中DNA含量的變化
對上圖曲線的解釋：
A→B B→C C→D D→E
減數分裂對應時期 間期 減數分裂Ⅰ全過程和減數分裂Ⅱ前期、中期 減數分裂Ⅱ后期 減數分裂Ⅱ末期
有絲分裂對應時期 間期 前期和中期 后期 末期
2．同源染色體對數的曲線
3．細胞分裂過程中染色體、染色單體和核DNA數量變化曲線的變式——直方圖
直方圖實質上是坐標曲線圖的變形，反映染色體、核DNA或染色單體數量的變化。在直方圖中，染色體和核DNA的含量不可能是0，但染色單體會因著絲粒的分裂而消失，所以直方圖中表示的某結構如出現0，則其一定表示染色單體。如圖所示：
有絲分裂
減數分裂
圖注
【典題·例析】
[例1]　 (2022·全國乙卷) 有絲分裂和減數分裂是哺乳動物細胞分裂的兩種形式。某動物的基因型是Aa，若該動物的某細胞在四分體時期一條染色單體上的A和另一條染色單體上的a發生了互換，則通常情況下姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的時期是(　　)
A．有絲分裂的后期　　 B．有絲分裂的末期
C．減數第一次分裂 D．減數第二次分裂
[解析]　有絲分裂過程中不會發生同源染色體聯會形成四分體的過程，也不會發生互換，不會發生姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的現象，A、B錯誤。根據題意，某動物基因型是Aa，經過間期復制，初級性母細胞中有AAaa四個基因，該動物的某細胞在四分體時期發生互換，涉及A和a的交換，交換后兩條同源染色體的姐妹染色單體上均分別具有A和a基因，減數第一次分裂時，同源染色體分開，兩組Aa彼此分開進入次級性母細胞，至此減數第一次分裂完成，所以不會發生姐妹染色單體分離導致等位基因A和a進入不同細胞的現象；而在減數第二次分裂時，姐妹染色單體分離，導致其上的等位基因A和a分開進入兩個子細胞，C錯誤，D正確。
[答案]　D
[例2]　如圖是果蠅的一個精原細胞分裂過程中核DNA分子數的變化圖，下列相關說法錯誤的是(　　)
A．有絲分裂發生在ae中，減數分裂發生在fl中
B．cd段和gh段染色體數目都相等
C．gh段都存在染色單體
D．最后形成的精細胞中，染色體和核DNA分子數都是體細胞的一半
[解析]　分析圖中曲線變化可知，ae段核DNA分子數一次加倍一次減半，故有絲分裂發生在其中；fl段核DNA分子數一次加倍，連續兩次減半，故減數分裂發生在其中，A正確。cd段包括有絲分裂前期、中期、后期，細胞內染色體數量為8條或16條；gh段為減數分裂Ⅰ，細胞內染色體數目為8條，存在染色單體，B錯誤，C正確。精細胞中，染色體和核DNA分子數都是體細胞的一半，D正確。
[答案]　B
方法規律—————————————————————————————————
“三看法”判斷細胞分裂的方式及時期
一看染色體數二看同源
染色體三看同源染色
體聯會行為減數分裂Ⅰ
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【應用·體驗】
1．某植物的正常細胞中含10條染色體、10個核DNA分子，且細胞中存在紡錘絲，則該細胞可能處于(　　)
A．有絲分裂中期　　　　 B．有絲分裂末期
C．減數分裂Ⅰ后期 D．減數分裂Ⅱ后期
解析：選D　由細胞中染色體數與核DNA分子數之比為1∶1可知，細胞中沒有染色單體，又由細胞中存在紡錘絲可知，該細胞可能處于有絲分裂后期或減數分裂Ⅱ后期。故選D。
2．下列三條曲線表示某生物細胞分裂過程中染色體數目變化情況，在如圖甲、乙、丙中的①②③④中均涉及染色體數目減半，其中“減半”的原因完全相同的一組是(　　)
A．①② B．①③
C．②③ D．②④
解析：選A　①②下降的原因均是同源染色體分離后進入兩個子細胞，③④下降均是由于著絲粒分裂。因此，①～④中染色體數目減半的原因完全相同的是①和②、③和④。故選A。
3．圖1表示細胞分裂的不同時期與每條染色體上DNA含量變化的關系；圖2表示處于細胞分裂不同時期的細胞圖像。請據圖回答下列問題：
(1)圖1中AB段形成的原因是__________________，CD段形成的原因是__________________________。
(2)圖2中________細胞處于圖1中的BC段，________細胞處于圖1中的DE段。
(3)就圖2乙細胞分析可知，該細胞含有________條染色單體，染色體數與核DNA分子數之比為________，該細胞處于______________(填分裂時期)的________期，其產生的子細胞名稱為______________________。
解析：(1)由圖示可知，圖1為細胞分裂各時期每條染色體上的DNA含量變化情況，AB段為分裂間期。圖1中AB段形成的原因是細胞分裂間期DNA復制(或染色體復制)，圖1中CD段每條染色體上的DNA含量減半，是因為著絲粒分裂，姐妹染色單體分開。(2)圖2中甲細胞處于有絲分裂后期，每條染色體上只有1個DNA分子，應處于圖1中的DE段；圖2中乙細胞處于減數分裂Ⅰ后期，丙細胞處于減數分裂Ⅱ中期，每條染色體都有2條染色單體，因此都有2個DNA分子，處于圖1中的BC段。(3)圖2中乙細胞處于減數分裂Ⅰ后期，共有4條染色體、8條染色單體、8個核DNA分子，染色體數與核DNA分子數之比為1∶2；乙細胞的細胞質不均等分裂，該細胞產生的子細胞是次級卵母細胞和(第一)極體。
答案：(1)DNA復制(或染色體復制)　著絲粒分裂
(2)乙、丙　甲　(3)8　1∶2　減數分裂Ⅰ　后　次級卵母細胞和(第一)極體
科學視野——受精作用與雙胞胎的形成
同卵雙胞胎：一個精子與一個卵細胞結合完成受精作用后，受精卵一分為二變為2個一樣的細胞，然后發育成為2個個體，因為2個個體源自同一個受精卵，所以叫同卵雙胞胎。這種相似不僅外形相似，而且血型、智力、甚至某些生理特征，對疾病的易感性等都很一致。我們常說的連體嬰兒，實際上就是這種單卵雙胎，只是由于當初受精卵分裂時的不完全造成了某些部位相連。正是因為如此同卵雙胞胎絕大部分是同性，一般不出現一個是男孩一個是女孩的現象。
異卵雙胞胎：婦女每月排卵1次，有時因某種原因同時排出兩個卵細胞并同時受精，就產生了兩個不同的受精卵。這兩個受精卵各有自己的一套胎盤，相互間沒有什么聯系，叫作異卵雙胞胎。相貌方面生出來就像普通的兄弟姐妹。龍鳳胎絕大部分是異卵雙胞胎而不大可能是同卵雙胞胎。
【素養評價】
1．下列說法中，正確的是(　　)
A．同一生物體在不同時刻產生的精子或卵細胞染色體數目一般相同，染色體組成一般不同
B．一個卵細胞一般只能同一個精子結合形成受精卵，少數情況下也可以同2個精子結合發育形成雙胞胎
C．玉米體細胞中有10對染色體，經減數分裂后卵細胞中染色體為5對
D．人的精子中有23條染色體，則人的神經細胞、初級卵母細胞、卵細胞中分別含有46、46、23條染色體，0、46、23條染色單體
解析：由于同一生物體在不同時刻產生精子或卵細胞的過程中，非同源染色體是隨機組合的，所以染色體組成一般是不相同的；但染色體數目一般相同，都是體細胞的一半，A正確。一個卵細胞只能與一個精子結合形成受精卵，B錯誤。玉米體細胞中有10對同源染色體，經過減數分裂后，不含同源染色體，所以卵細胞中染色體數目為10條，不能表示為5對，C錯誤。人的精子中有23條染色體，為體細胞的一半，則人的神經細胞、初級卵母細胞、卵細胞中分別含有46、46、23條染色體，0、92、0條染色單體，D錯誤。
答案：A　
2．一對夫婦基因型均是AaBb(兩對基因獨立遺傳)，圖1為其一種細胞分裂方式的DNA含量變化曲線圖，圖2為該夫婦產生一對雙胞胎后代的示意圖。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．基因A與a、基因B與b的分離，A與B(或b)、a與b(或B)的隨機組合發生在圖1中的D時期
B．胎兒甲基因型為AaBb的概率為1/4
C．若該女士在A時期某一DNA分子復制出現差錯，則胎兒甲和乙均出現突變性狀
D．該女士在此次生殖過程中，至少有2個卵原細胞進行減數分裂
111111111111
解析：選C　基因A與a、B與b的分離，A與B(或b)、a與b(或B)的隨機組合發生在減數分裂Ⅰ后期，即圖1中D時期，A正確；一對夫婦基因型均是AaBb，所以后代中個體基因型為AaBb的概率為4/16＝1/4，B正確；若該女士在A時期某一DNA分子復制出現差錯，但經減數分裂后卵細胞中不一定含有突變基因，所以胎兒甲和乙不一定出現突變性狀，C錯誤；由于1個卵原細胞經減數分裂只能產生1個卵細胞，所以該女士在此次生殖過程中，至少有2個卵原細胞進行減數分裂，D正確。
3．某婦女在一次生殖過程中生出一對雙胞胎，如圖所示；
(1)過程Y的細胞增殖方式是____________。
(2)同一個體中細胞減數分裂Ⅰ和有絲分裂相比較，兩者前期染色體數目________(填“相同”或“不相同”)，兩者中期核DNA分子數目________(填“相同”或“不相同”)。
(3)若甲、乙兩人成年后分別與一對同卵雙胞胎女性結婚，這兩對夫婦各有一個男孩，而這兩個男孩的性狀相差很大，主要原因是____________________。
解析：(1)受精卵細胞的增殖方式是有絲分裂。(2)同一個體中細胞減數分裂Ⅰ和有絲分裂相比較，兩者前期染色體數目相同，且都與體細胞相同；兩者中期核DNA分子數目相同，且都是體細胞核DNA的2倍。(3)若甲、乙兩人成年后分別與一對同卵雙胞胎女性結婚，由于含有不同基因型的精子和卵細胞隨機受精，所以后代的性狀相差很大。
答案：(1)有絲分裂　(2)相同　相同
(3)含有不同基因型的精子和卵細胞隨機受精
[課時跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)配子的多樣性只與非同源染色體的自由組合有關。(×)
(2)正常情況下，1個精原細胞產生的4個精子在染色體組成上兩兩相同。(√)
(3)受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方。(√)
(4)受精時，不同類型的雌雄配子隨機結合就是自由組合，造成有性生殖后代的多樣性。(×)
2．下列選項中，屬于形成配子多樣性原因的一組是(　　)
①互換　②同源染色體聯會　③著絲粒分裂，姐妹染色單體分開　④非同源染色體隨機組合
A．①②　　　　　　　　 B．③④
C．①④ D．②③
解析：選C　在減數分裂過程中，都發生②同源染色體聯會和③著絲粒分裂，姐妹染色單體分開，這不屬于形成配子多樣性的原因；而在減數分裂Ⅰ前期，同源染色體上的非姐妹染色單體①互換以及在減數分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，④非同源染色體自由組合，均是形成配子多樣性的原因。故選C。
3．進行有性生殖的生物產生后代需經過受精作用，下列相關生物學描述錯誤的是(　　)
A．生物的發育是遺傳物質與環境相互作用的過程
B．受精前卵細胞的呼吸和代謝異常旺盛，為受精過程做準備
C．后代的多樣性體現了有性生殖的優越性
D．后代的多樣性有利于生物在自然選擇中進化
解析：選B　受精前卵細胞的呼吸和代謝比較緩慢，受精過程使卵細胞變得十分活躍，然后受精卵將迅速進行細胞分裂、分化，新生命由此開始了遺傳物質與環境相互作用的發育過程，A正確，B錯誤。后代的多樣性有利于生物在自然選擇中進化，體現了有性生殖的優越性，C、D正確。
4．下列有關二倍體生物精子和卵細胞結合成受精卵的過程，敘述正確的是(　　)
①受精卵中的遺傳物質主要來自精子和卵細胞的染色體　②受精卵中的細胞質主要來自卵細胞　③受精時精子全部進入卵細胞內　④精子和卵細胞的染色體合在一起成為4N條　⑤受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方(　　)
A．①②⑤ B．③④⑤
C．①③④ D．②③④
解析：選A　染色體的主要成分是DNA和蛋白質，染色體是遺傳物質的主要載體，所以受精卵中的遺傳物質主要來自精子和卵細胞的染色體，①正確；由于精子經過變形后幾乎不含細胞質，所以受精卵中的細胞質主要來自卵細胞，②正確；受精時精子的頭部進入卵細胞內，③錯誤；精子和卵細胞的染色體合在一起成為2N條，④錯誤；受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方，⑤正確。
5．下列關于觀察細胞減數分裂實驗的相關敘述中，錯誤的是(　　)
A．可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母細胞的固定裝片觀察細胞的減數分裂
B．用桃花的雄蕊比用桃花的雌蕊制成的裝片，更容易觀察到減數分裂現象
C．能觀察到減數分裂現象的裝片中，也可能觀察到同源染色體的聯會現象
D．用洋蔥根尖制成的裝片，能觀察到同源染色體的聯會現象
解析：選D　只有性原細胞能發生減數分裂，因此可用蝗蟲精母細胞、蠶豆花粉母細胞的固定裝片觀察細胞的減數分裂，A正確；桃花的雄蕊比雌蕊形成的生殖細胞多，故用雄蕊制成的裝片更容易觀察到減數分裂現象，B正確；減數分裂過程中有同源染色體的聯會現象，C正確；洋蔥根尖細胞不能進行減數分裂，故無同源染色體的聯會現象，D錯誤。
6．下列關于“建立減數分裂中染色體變化的模型”活動的描述，錯誤的是(　　)
A．用紅色橡皮泥和黃色橡皮泥制作的兩種染色體分別表示來自不同親本
B．將兩條顏色、長度相同的染色單體中部用同種顏色的小塊橡皮泥粘起來，小塊橡皮泥代表著絲粒
C．演示減數分裂過程中非同源染色體的自由組合，最少需要紅色橡皮泥和黃色橡皮泥制作的染色體各一條
D．該活動能模擬同源染色體上非姐妹染色單體間的互換
解析：選C　該活動中，紅色和黃色橡皮泥制作的兩種染色體分別表示來自不同的親本，A正確。兩條顏色、長度相同的染色單體中部用同種顏色的小塊橡皮泥粘起來，代表一條染色體含有兩條染色單體，小塊橡皮泥代表著絲粒，B正確。減數分裂過程中，為演示減數分裂Ⅰ后期非同源染色體的自由組合，至少需要用橡皮泥先制作2條黃色和2條紅色的染色單體；再用同樣的方法制作2條黃色和2條紅色的染色單體，但比上一次制作的長一些，C錯誤。可將代表同源染色體的非姐妹染色單體的橡皮泥互換一部分，來模擬互換現象，D正確。
7.圖示某動物卵原細胞中染色體的組成情況，該卵原細胞經減數分裂產生3個極體和1個卵細胞，其中一個極體的染色體組成是1和3，則卵細胞中染色體組成是(　　)
A．1和3 B．2和4
C．1和3或2和4 D．1和4或2和3
解析：選C　該卵原細胞經減數分裂產生的一個極體的染色體組成是1、3，則有兩種情況：若該極體是由次級卵母細胞分裂形成的，則與其同時產生的卵細胞的染色體組成也為1、3；若該極體是由第一極體分裂形成的，則由次級卵母細胞產生的卵細胞的染色體組成與其互補，為2、4。故選C。
8．如圖表示在動物不同生命活動過程中，細胞內染色體數的變化曲線，下列敘述正確的是(　　)
A．a過程沒有姐妹染色單體
B．b過程細胞數目不變
C．c過程發生細胞識別和融合
D．d過程沒有同源染色體
解析：選C　a→b過程中染色體數目減半，代表減數分裂，a過程屬于減數分裂Ⅰ，發生同源染色體的分離，含有姐妹染色單體，A錯誤；b過程是減數分裂Ⅱ，細胞數目加倍，B錯誤；c過程中染色體數目加倍，表示受精過程，有精卵細胞的識別和融合，C正確；d過程表示受精卵進行有絲分裂，精卵結合后就會含有同源染色體，D錯誤。
9．果蠅的受精卵有8條染色體，其中4條來自母本，4條來自父本。當受精卵發育成成蟲，成蟲又開始產生配子時，下面關于其中一個配子中染色體情況的說法，正確的是(　　)
A．4條來自父本或4條來自母本
B．2條來自父本，2條來自母本
C．1條來自一個親本，3條來自另一個親本
D．以上情況都有可能
解析：選D　受精卵發育成的成蟲，其性母細胞中含有的染色體既有來自父本的也有來自母本的。在進行減數分裂時，非同源染色體自由組合，因此A、B、C三種情況都有可能。故選D。
10．圖甲表示某高等動物在進行細胞分裂時的圖像，圖乙為該種生物的細胞內染色體及核DNA相對含量變化的曲線圖。根據此曲線和圖示回答下列問題：
(1)圖甲中A處于____________期，細胞中有______條染色體；B處于______________期，此細胞的名稱是______________；C細胞分裂后得到的子細胞是____________________________。
(2)圖甲中B細胞對應圖乙中的區間是________。
(3)圖乙中表示細胞內含有染色單體的區間是________和9～11，表示細胞不含同源染色體的區間是________。
(4)若該生物體細胞中染色體數為20條，則一個細胞在6～7時期染色體數目為________條。
解析：(1)圖甲中A含有同源染色體，但未發生聯會，著絲粒已分裂，故應處于有絲分裂后期，此時細胞中含有8條染色體；B含有同源染色體，正在發生同源染色體的分離，故應處于減數分裂Ⅰ后期，由于細胞質不均等分裂，則該細胞的名稱為初級卵母細胞；C無同源染色體，著絲粒已分裂，故應處于減數分裂Ⅱ后期，其細胞質不均等分裂，則該細胞的名稱為次級卵母細胞，其產生的子細胞為卵細胞和(第二)極體。(2)圖甲中B細胞為初級卵母細胞，處于減數分裂Ⅰ后期，對應圖乙中的3～4區間。(3)圖乙中0～7區間為減數分裂，著絲粒分裂發生在減數分裂Ⅱ后期，結合曲線可知1～6區間含有染色單體；圖乙中5為減數分裂Ⅰ末期終點，同源染色體分離進入兩個子細胞中，則5～8區間不含同源染色體。(4)曲線6～7區間對應減數分裂Ⅱ后期，著絲粒已分裂，染色體數目加倍，此時與體細胞染色體數目相同，為20條。
答案：(1)有絲分裂后　8　減數分裂Ⅰ后　初級卵母細胞　卵細胞和(第二)極體　(2)3～4　(3)1～6　5～8　(4)20
[遷移·應用·發展]
11．關于某二倍體哺乳動物細胞有絲分裂和減數分裂的敘述，錯誤的是(　　)
A．有絲分裂后期與減數分裂Ⅱ后期都發生染色單體分離
B．有絲分裂中期和減數分裂Ⅰ中期都發生同源染色體聯會
C．一次有絲分裂與一次減數分裂過程中染色體的復制次數相同
D．有絲分裂中期和減數分裂Ⅱ中期染色體都排列在赤道板上
解析：選B　染色單體分離發生在有絲分裂后期和減數分裂Ⅱ后期，A正確。同源染色體聯會發生在減數分裂Ⅰ前期，有絲分裂過程中不發生同源染色體聯會，B錯誤。有絲分裂過程中染色體復制一次，細胞分裂一次，形成的子細胞的染色體數目與親代細胞的一致；減數分裂過程中染色體復制一次，細胞分裂兩次，形成的子細胞的染色體數目是親代細胞的一半，C正確。哺乳動物細胞處于有絲分裂中期和減數分裂Ⅱ中期時，染色體的形態穩定、數目清晰，排列在赤道板上，D正確。
12．減數分裂Ⅰ時，若同源染色體異常聯會，則異常聯會的同源染色體可進入1個或2個子細胞；減數分裂Ⅱ時，若有同源染色體則同源染色體分離而姐妹染色單體不分離，若無同源染色體則姐妹染色單體分離。異常聯會不影響配子的存活、受精和其他染色體的行為。基因型為Aa的多個精原細胞在減數分裂Ⅰ時，僅A、a所在的同源染色體異常聯會且非姐妹染色單體發生交換。上述精原細胞形成的精子與基因型為Aa的卵原細胞正常減數分裂形成的卵細胞結合形成受精卵。已知A、a位于常染色體上，不考慮其他突變，上述精子和受精卵的基因組成種類最多分別為(　　)
A．6；9　　　B．6；12　　　C．4；7　　　D．5；9
解析：選A　基因型為Aa的多個精原細胞在減數分裂Ⅰ時，僅A、a所在的同源染色體異常聯會且非姐妹染色單體發生交換。(1)若A、a所在的染色體片段發生交換，則A、a位于姐妹染色單體上，①異常聯會的同源染色體進入1個子細胞，則子細胞基因組成為AAaa或不含A、a，經減數分裂Ⅱ，同源染色體分離而姐妹染色單體不分離，可形成基因型為Aa和不含A、a的精子；②異常聯會的同源染色體進入2個子細胞，則子細胞基因組成為Aa，經減數分裂Ⅱ，可形成基因型為A或a的精子；(2)若A、a所在的染色體片段未發生交換，③異常聯會的同源染色體進入1個子細胞，則子細胞基因組成為AAaa或不含A、a，經減數分裂Ⅱ，同源染色體分離而姐妹染色單體不分離，可形成基因型為AA、aa或不含A、a的精子，④異常聯會的同源染色體進入2個子細胞，則子細胞基因組成為AA或aa，經減數分裂 Ⅱ，可形成基因型為A或a的精子；綜上所述，精子的基因組成包括AA、aa、Aa、A、a和不含A或a，共6種，與基因組成為A或a的卵細胞結合，通過棋盤法可知，受精卵的基因組成包括AAA、AAa、Aaa、aaa、AA、Aa、aa、A、a，共9種。故選A。
13.果蠅(2n＝8)的精原細胞要經過精確的四次有絲分裂之后，方能啟動減數分裂。如圖是精原細胞某種分裂過程中細胞核DNA數量變化曲線圖，但圖片污損使信息不全。下列對曲線圖分析錯誤的是(　　)
A．若為有絲分裂曲線，ab段染色體復制但不加倍
B．若為有絲分裂曲線，d點時染色體的著絲粒已一分為二
C．若為減數分裂曲線，bc段細胞稱為初級精母細胞
D．若為減數分裂曲線，d點時每個細胞核中有8條染色體
解析：選D　細胞分裂間期，DNA復制后數量加倍，但染色體復制后，著絲粒將姐妹染色單體連接在一起，數量不變，A正確；圖中d點表示細胞核DNA數發生了減半，在這之前著絲粒已經一分為二，B正確；精原細胞DNA復制后，進入減數分裂Ⅰ的細胞稱為初級精母細胞，C正確；減數分裂核DNA第一次減半發生于減數分裂Ⅰ，同源染色體分離，染色體數目減半，因此d點時細胞核中有4條染色體，D錯誤。
14．下圖中編號a～g的圖像是顯微鏡下某植物(2n＝24)減數分裂不同時期的細胞圖像。回答下列問題：
(1)取該植物解離后的花藥，用鑷子捏碎后置于載玻片上，滴加____________染色，加上蓋玻片，壓片后做成臨時裝片。在光學顯微鏡下，觀察細胞中染色體的形態、數目和分布，以此作為判斷該細胞所處分裂時期的依據。
(2)若將上述全部細胞圖像按減數分裂的順序進行排序，則最合理的順序為：a→________________→f(填圖中字母)。
(3)上述細胞分裂圖像中，具有同源染色體的細胞有________(填圖中字母)。在圖d的細胞中，同源染色體__________，位于同源染色體上的等位基因會隨著________________的纏繞而發生交換。
(4)圖g中的細胞所處的細胞分裂時期是____________期，該細胞中有________條姐妹染色單體。
解析：(1)制作植物的細胞分裂裝片時，需要加入堿性染料(如甲紫溶液或醋酸洋紅液)將染色體染色，通過觀察染色體的形態和數目確定細胞所處的時期。(2)根據圖中染色體數目、分布特征，可初步確定圖a為減數分裂前的間期；圖b中同源染色體排列在細胞中央的赤道板兩側，則為減數分裂Ⅰ的中期；圖c細胞一分為二，形成兩個子細胞，則為減數分裂Ⅰ末期；圖d中同源染色體聯會形成四分體，則為減數分裂Ⅰ前期；圖e姐妹染色單體分開，移向細胞兩極，則為減數分裂Ⅱ后期；圖f為減數分裂Ⅱ末期；圖g所處的時期為減數分裂Ⅰ后期，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，并移向細胞兩極，所以圖中分裂圖的先后順序為a→d→b→g→c→e→f。(3)根據題(2)分析可知，圖a、b、d、g的細胞中含有同源染色體，在圖d的細胞中，同源染色體正在聯會；位于同源染色體上的等位基因會隨著非姐妹染色單體的纏繞而發生交換。(4)圖g細胞處于減數分裂Ⅰ后期，該細胞中有48條姐妹染色單體，因為每條染色體上含2條染色單體。
答案：(1)堿性染料　(2)d→b→g→c→e　(3)a、b、d、g　聯會　非姐妹染色單體　(4)減數分裂Ⅰ后　48第2節　基因在染色體上
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.基于基因和染色體的相關事實，運用歸納、概括、演繹推理等科學思維，闡明基因在染色體上，進一步體會假說—演繹法。2．從基因和染色體關系的角度，對孟德爾遺傳規律作出現代解釋。3．認同科學研究需要豐富的想象力，敢于質疑、探索求真的科學精神，以及對科學的熱愛。 1.薩頓的“基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系”的假說運用了推理法；摩爾根的果蠅雜交實驗利用了假說—演繹法。2．基因在染色體上呈線性排列，一條染色體上有許多基因。3．基因分離定律的實質是在雜合子的細胞中，等位基因隨同源染色體的分開而分離。4．基因自由組合定律的實質是等位基因隨同源染色體分開而分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
【主干知識梳理】
一、薩頓的假說
1．研究方法：推理法。
2．內容：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的，即基因就在染色體上。
3．依據：基因和染色體的行為存在著明顯的平行關系。
項目 基因 染色體
生殖過程中 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，形態結構相對穩定
存在 體細胞 成對 成對
配子 成單 成單
體細胞中來源 成對基因一個來自父方，一個來自母方 一對同源染色體，一條來自父方，一條來自母方
形成配子時 非同源染色體上的非等位基因自由組合 非同源染色體自由組合
二、基因位于染色體上的實驗證據
1．實驗者：美國生物學家摩爾根。
2．科學探究方法：假說—演繹法。
3．實驗現象
4．實驗現象的解釋
(1)假設：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。
(2)遺傳圖解：
5．結論：基因在染色體上。
6．發展：一條染色體上有許多個基因，基因在染色體上呈線性排列。
三、孟德爾遺傳規律的現代解釋
1．基因分離定律的實質
2．基因自由組合定律的實質
(1)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。
(2)在減數分裂過程中，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。
【教材微點發掘】
1．果蠅是一種小型蠅類，以發酵腐爛水果上的酵母為食，因此在有水果的地方常常可以看到。下圖(教材第31頁圖2 9)為雌雄果蠅體細胞染色體的示意圖，據圖回答有關問題：
(1)果蠅作為遺傳學的實驗材料的優點有哪些？
提示：①相對性狀多且明顯；②培養周期短；③成本低，易飼養；④染色體數目少，便于觀察；⑤具有性染色體。
(2)果蠅體細胞中含有4對同源染色體，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為常染色體，X、Y為性染色體。
(3)性染色體只存在于生殖細胞中嗎？
提示：不是。常染色體和性染色體既存在于體細胞中，也存在于生殖細胞中。
2．下圖(教材第32頁圖2 11)為果蠅X染色體上一些基因的示意圖，據圖回答有關問題：
(1)圖中控制朱紅眼和深紅眼的基因不屬于(填“屬于”或“不屬于”)等位基因。
(2)從圖中可以看出，基因在染色體上呈線性排列，但其分布是不連續(填“連續”或“不連續”)的。
(3)“基因在染色體上”是否適合所有生物？
提示：“基因在染色體上”只適合于真核生物，其基因主要在染色體上；原核生物、病毒無染色體，故不適合“基因在染色體上”這種說法。
教材問題提示
思考·討論1(教材第30頁)
同意。假設控制高莖的顯性基因用D表示，控制矮莖的隱性基因用d表示，分別標注在染色體上的橫線旁(如圖所示)。
思考·討論2(教材第31頁)
1．能。可用F1的紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅進行測交實驗，如果后代中出現紅眼雌果蠅、白眼雌果蠅、紅眼雄果蠅和白眼雄果蠅這4種類型，且數量各占1/4；再選用其中的白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅交配，如果子代中雌果蠅都是紅眼，雄果蠅都是白眼，則可以證明他們的解釋是正確的。
2．不能。如果控制白眼的基因在Y染色體上，紅眼基因在X染色體上，因為X染色體上的紅眼基因對白眼基因為顯性，所以子代不會出現白眼雄果蠅，這與摩爾根的果蠅雜交實驗結果不符；如果控制白眼的基因在Y染色體上，且X染色體上沒有顯性紅眼基因，白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅的雜交后代中雄果蠅全為白眼，也不能解釋摩爾根的果蠅雜交實驗結果。
新知探究(一)　摩爾根的果蠅雜交實驗的假說—演繹分析
【探究·深化】
[問題驅動]　
據摩爾根雜交實驗思考下列問題：
(1)摩爾根果蠅雜交實驗中，眼色這一相對性狀符合什么遺傳規律？
提示：基因分離定律。
(2)摩爾根為何假設控制果蠅眼色的基因只位于X染色體上而不是只位于Y染色體上？
提示：只位于X染色體上能合理地解釋實驗現象，如果只位于Y染色體上，則F1中應有白眼雄蠅出現。
(3)由果蠅的雜交實驗結果，能說明控制眼色的基因只位于X染色體上嗎？
提示：不能。如果控制果蠅眼色的基因位于X、Y染色體上，純合紅眼雌蠅和純合白眼雄蠅雜交，F2中紅眼∶白眼＝3∶1，也符合果蠅的雜交實驗結果。
[重難點撥]　
1．實驗現象——發現問題
　P　　　　　　F1　　　　　　F2
　―→―→
2．理論分析——提出假說
(1)果蠅的紅眼、白眼是一對相對性狀。
(2)F1全為紅眼，則紅眼是顯性性狀。
(3)F2中紅眼∶白眼＝3∶1，符合分離定律，表明果蠅的紅眼和白眼受一對等位基因控制。
(4)白眼性狀的表現與性別相關聯。如果控制眼色的基因位于X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。各種果蠅的基因型及表型如表：
雌果蠅 雄果蠅
基因型 XWXW XWXw XwXw XWY XwY
表型 紅眼 紅眼 白眼 紅眼 白眼
注：其中(1)(2)(3)為理論分析，(4)為假說。
3．演繹推理——實驗檢驗
(1)實驗一：F2中白眼雄果蠅與F1中紅眼雌果蠅交配。
①若基因位于X染色體上，Y染色體上沒有它的等位基因，則遺傳圖解表示如下：
測交：F1紅眼(雌)　F2白眼(雄)
XWXw　 × XwY
↓
子代：XWXw　XwXw　XWY　XwY
紅眼　　白眼　 紅眼　白眼
(雌)　　(雌)　 (雄)　(雄)
1　 ∶ 　1　∶　1 ∶ 1
②若Y染色體上含有它的等位基因，則遺傳圖解表示如下：
測交：F1紅眼(雌)　F2白眼(雄)
XWXw　 × XwYw
↓
子代：XWXw　XwXw　XWYw　XwYw
紅眼　　白眼　 紅眼　白眼
(雌)　　(雌)　 (雄)　(雄)
1　 ∶ 　1　∶　1 ∶ 1
③若基因位于常染色體上，則遺傳圖解表示如下：
測交：F1紅眼(雌)　F2白眼(雄)
Ww　　 × ww
↓
子代： Ww ww
紅眼 白眼
1　　 ∶ 　　1
說明：①②③實驗結果相同，故根據本實驗結果無法驗證假說，但通過本實驗得到了白眼雌果蠅。
(2)實驗二：利用實驗一得到的白眼雌果蠅與野生型純種紅眼雄果蠅交配。
①若基因位于X染色體上，且Y染色體上沒有它的等位基因，則遺傳圖解表示如下：
②若Y染色體上含有它的等位基因，則遺傳圖解表示如下：
③若基因位于常染色體上，則遺傳圖解表示如下：
說明：雜交子代中，雌果蠅全為紅眼，雄果蠅全為白眼，性狀表現與①相同，與②③不同，由此可證明假說成立。
【典題·例析】
[例1]　在摩爾根所做的果蠅野生型與白眼突變體雜交實驗中，最早能夠判斷白眼基因位于X染色體上的最關鍵的實驗結果是(　　)
A．白眼突變體與野生型雜交，F1全部表現為野生型，雌雄比例為1∶1
B．F1相互交配，后代出現性狀分離，白眼全部是雄性
C．F1雌性與白眼雄性雜交，后代出現白眼，且雌雄比例為1∶1
D．白眼雌性與野生型雄性雜交，后代白眼全部為雄性，野生型全部為雌性
[解析]　A項能說明野生型相對于突變型是顯性，但不能判斷白眼基因位于X染色體上，與題意不符；B項能說明這一對性狀的遺傳與性別有關，即控制該性狀的基因位于X染色體上，且這是在摩爾根果蠅雜交實驗中最早出現的實驗現象，與題意相符；C項屬于測交實驗，不能說明白眼基因位于X染色體上，與題意不符；D項能說明控制該性狀的基因位于X染色體上，但這是在摩爾根利用測交實驗驗證假說中出現的，不是最早說明白眼基因位于X染色體上的實驗結果，與題意不符。
[答案]　B
[例2]　摩爾根研究果蠅的眼色遺傳實驗過程如圖所示。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．果蠅的眼色遺傳遵循基因的分離定律
B．摩爾根的果蠅雜交實驗和孟德爾的豌豆雜交實驗一樣，都采用了假說—演繹法
C．摩爾根所作的假設是控制白眼的基因只位于X染色體上，親本中白眼雄果蠅的基因型是XwY
D．F2中紅眼雌果蠅的基因型只有XWXW
[解析]　F2中，紅眼和白眼的比例為3∶1，說明果蠅的眼色遺傳遵循基因的分離定律，A正確；摩爾根的果蠅雜交實驗和孟德爾的豌豆雜交實驗一樣，都采用了假說—演繹法，B正確；摩爾根所作的假設是控制白眼的基因位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因，親本中白眼雄果蠅的基因型是XwY，C正確；F2中紅眼雌果蠅的基因型有XWXW和XWXw，D錯誤。
[答案]　D
【應用·體驗】
1．紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅交配，子代雌、雄果蠅都表現紅眼，這些雌雄果蠅交配產生的后代中，紅眼雄果蠅占1/4，白眼雄果蠅占1/4，紅眼雌果蠅占1/2。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．紅眼對白眼是顯性
B．眼色遺傳符合分離定律
C．眼色和性別表現自由組合
D．紅眼和白眼基因位于X染色體上
解析：選C　非同源染色體上的非等位基因發生自由組合，眼色基因與性別基因均位于性染色體上，不能表現自由組合。故選C。
2．決定果蠅眼色的基因位于X染色體上，其中W基因控制紅色性狀，w基因控制白色性狀。一只紅眼雌果蠅與一只紅眼雄果蠅雜交，其后代中不可能出現的是(　　)
A．紅眼雄果蠅　　　　 B．白眼雄果蠅
C．紅眼雌果蠅 D．白眼雌果蠅
解析：選D　先寫出親代基因型，紅眼雌果蠅：XWXW或XWXw，紅眼雄果蠅：XWY。若XWXW×XWY→XWXW(紅眼雌果蠅)、XWY(紅眼雄果蠅)；若XWXw×XWY→XWXW(紅眼雌果蠅)、XWXw(紅眼雌果蠅)、XWY(紅眼雄果蠅)、XwY(白眼雄果蠅)。可見，后代中不可能有白眼雌果蠅。故選D。
新知探究(二)　孟德爾遺傳規律的現代解釋
【拓展·深化】
1．等位基因與非等位基因的辨析
等位基因 非等位基因
位置 同源染色體的同一位置 同源染色體、非同源染色體
特點 控制一對相對性狀 控制不同相對性狀
行為 隨同源染色體分開而分離 非同源染色體上的非等位基因，隨非同源染色體自由組合而自由組合
圖示 ①A和a、B和b、C和c為等位基因(即孟德爾所說的成對的遺傳因子)②A和B、A和C、B和C、A和b等均為非等位基因(即孟德爾所提出的不同對的遺傳因子)，其中A和B位于一條染色體上，A和b位于同源染色體上，不能自由組合；A和C、B和C位于非同源染色體上，可自由組合
2．兩個遺傳定律的細胞學基礎
(1)分離定律的細胞學基礎是等位基因隨同源染色體分開而分離，如圖：
(2)自由組合定律的細胞學基礎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，如圖：
[思考·討論]
(1)孟德爾遺傳規律中的遺傳因子與染色體上的基因對應關系是怎樣的？
提示：①分離定律中的一對遺傳因子指一對同源染色體上的一對等位基因。
②自由組合定律中的不同對的遺傳因子指位于非同源染色體上的非等位基因。
(2)等位基因和非等位基因在染色體上的分布位置有何區別？
提示：等位基因位于一對同源染色體的相同位置；非等位基因位于非同源染色體上或同源染色體的不同位置。
[典題·例析]
[例1]　(2019·江蘇高考)如圖為初級精母細胞減數分裂時的一對同源染色體示意圖，圖中1～8表示基因。不考慮突變的情況下，下列敘述正確的是(　　)
A．1與2、3、4互為等位基因，與6、7、8互為非等位基因
B．同一個體的精原細胞有絲分裂前期也應含有基因1～8
C．1與3都在減數第一次分裂分離，1與2都在減數第二次分裂分離
D．1分別與6、7、8組合都能形成重組型的配子
[解析]　不考慮突變的情況下，1與2不是等位基因，而是相同基因；1與3、4可能是相同基因，也可能是等位基因，A錯誤。不考慮突變的情況下，同一個體精原細胞的染色體與體細胞的相同，有絲分裂前期一條染色體上含兩條姐妹染色單體，故也含有圖中的基因1～8，B正確。不考慮突變的情況下，若發生了互換引起的基因重組，則1與3也可能在減數第二次分裂分離，1與2也可能在減數第一次分裂分離，C錯誤。1與6在同一條染色體的兩條姐妹染色單體上，不能組合形成重組型的配子，D錯誤。
[答案]　B
[例2]　如圖表示某一昆蟲個體的基因組成，以下判斷正確的是(不考慮互換)(　　)
A．基因A、a與B、b遺傳時遵循自由組合定律
B．該個體的一個初級精母細胞產生2種精細胞
C．有絲分裂后期，移向細胞同一極的基因為ABC或abc
D．該個體與另一相同基因型的個體交配，后代基因型比例為9∶3∶3∶1
[解析]　基因 A、a 與B、b位于同一對同源染色體上，不遵循自由組合定律，A錯誤；一個初級精母細胞所產生的精細胞基因型只有2種，即ABC和abc或ABc和abC，B正確；有絲分裂后期，移向細胞同一極的基因為AaBbCc，C錯誤；不考慮互換，該個體產生的配子種類及比例為ABC∶abc∶ABc∶abC＝1∶1∶1∶1，其與另一相同基因型個體交配，后代基因型有9種，比例為1∶2∶2∶1∶4∶1∶2∶2∶1，D錯誤。
[答案]　B
易錯提醒—————————————————————————————————
基因的行為并不都遵循孟德爾遺傳規律
(1)原核生物和病毒中的基因都不遵循孟德爾遺傳規律。
(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德爾的遺傳規律，葉綠體、線粒體中的基因都不遵循孟德爾的遺傳規律。
(3)并不是所有的非等位基因都遵循自由組合定律，只有非同源染色體上的非等位基因遵循自由組合定律。
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【應用·體驗】
1．據下圖，下列選項中不遵循基因自由組合定律的是(　　)
解析：選A　基因自由組合定律的實質是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。在選項A中的與是位于同一對同源染色體上的基因，是不能自由組合的。故選A。
2.如圖表示果蠅的一個細胞，其中數字表示染色體，字母表示基因。下列敘述正確的是(　　)
A．從染色體情況看，該果蠅只能形成一種配子
B．基因e控制的性狀在雌雄個體中出現的概率相等
C．形成配子時基因A、a與B、b間自由組合
D．只考慮3、4與7、8兩對染色體時，該個體能形成四種配子，并且配子數量相等
解析：選D　由圖可知，該果蠅為雄性個體，圖中7為X染色體，8為Y染色體，因此，從染色體情況看，它能形成兩種配子，A錯誤；基因e位于X染色體上，Y染色體上不含有它的等位基因，所以基因e控制的性狀，在雄性個體中出現的概率高于在雌性個體中出現的概率，B錯誤；基因A、a與B、b位于同一對同源染色體上，經減數分裂過程形成配子時，基因A、B進入一個配子，基因a、b進入另一個配子，它們連鎖在一起，因此，基因A、a與B、b之間不能自由組合，C錯誤；只考慮3、4與7、8兩對同源染色體時，該果蠅基因型可寫成DdXeY，可產生DXe、dXe、DY、dY四種配子，且數量相等，D正確。
科學思維——推理法
(一)由基因在染色體上的推理初識推理法
(二)推理法與假說—演繹法的比較
項目 推理法 假說—演繹法
原理 將未知的和已知的做比較，根據驚人的一致性(即平行關系)，做出它們之間有關系的推理 在提出問題、作出假說的基礎上對未知世界進行演繹推理，再與實際實驗做比較以驗證假說的正確性
結論 不具有邏輯的必然性，不一定正確，還需要驗證 具有邏輯的必然性，是科學的實驗結論，一定正確
實例 薩頓的假說：基因在染色體上 孟德爾的兩大遺傳定律、摩爾根的果蠅雜交實驗證明眼色基因位于染色體上，以及第3章中的DNA的半保留復制等
【素養評價】
1．美國遺傳學家薩頓在用蝗蟲細胞作材料研究精子和卵細胞的形成過程中，提出了“基因和染色體行為存在著明顯的平行關系”的假說。下列說法不符合其觀點的是(　　)
A．基因在雜交過程中保持完整性和獨立性
B．在體細胞中基因成對存在，染色體也是成對存在的
C．體細胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方
D．非等位基因在形成配子時自由組合，非同源染色體在減數分裂Ⅱ后期也是自由組合的
解析：選D　基因和染色體在行為上保持一致性，在體細胞中兩者都成對存在，其來源上一個來自父方，一個來自母方。同源染色體分離導致等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因，隨非同源染色體自由組合而隨機組合，都發生在減數分裂Ⅰ的后期。故選D。
2．在探索遺傳本質的過程中，科學發現與研究方法相一致的是(　　)
①孟德爾的豌豆雜交實驗，提出遺傳定律　②薩頓研究蝗蟲的減數分裂，提出假說“基因在染色體上”　③摩爾根進行果蠅雜交實驗，證明基因位于染色體上
A．①假說—演繹法　②假說—演繹法　③推理法
B．①假說—演繹法　②推理法　③推理法
C．①假說—演繹法　②推理法　③假說—演繹法
D．①推理法　②假說—演繹法　③推理法
解析：選C　孟德爾根據豌豆雜交實驗，提出遺傳定律采用的是“假說—演繹法”；薩頓研究蝗蟲的減數分裂，提出假說“基因在染色體上”，采用的是“推理法”；摩爾根進行果蠅雜交實驗，證明基因位于染色體上采用的是“假說—演繹法”。故選C。
3．摩爾根研究白眼雄果蠅基因的顯隱性及其在染色體的位置時，經歷了若干過程。①白眼性狀是如何遺傳的，是否與性別有關？②白眼由隱性基因控制，僅位于X染色體上。③對F1紅眼雌果蠅進行測交。上面三個敘述中(　　)
A．①為假說，②為推論，③為實驗
B．①為觀察，②為假說，③為推論
C．①為問題，②為假說，③為實驗
D．①為推論，②為假說，③為實驗
解析：選C　摩爾根研究白眼雄果蠅基因的顯隱性及其在染色體的位置時，采用的方法是假說—演繹法，根據觀察現象提出的問題是“白眼性狀是如何遺傳的，是否與性別有關？”；作出的假說是“白眼由隱性基因控制，僅位于X染色體上，Y染色體上無對應的等位基因”；然后利用F1紅眼雌果蠅與白眼雄果蠅進行測交，來驗證假說是否正確，C正確。
[課時跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)體細胞中基因成對存在，配子中只含1個基因。(×)
(2)基因和染色體并不是一一對應的關系，一條染色體上含有很多基因。(√)
(3)所有的基因都位于染色體上。(×)
(4)等位基因隨著同源染色體的分開而分離發生在減數分裂Ⅰ中期。(×)
(5)所有的非等位基因，都會隨著非同源染色體的自由組合而自由組合。(×)
2.如圖為果蠅某條染色體上部分基因的分布圖，下列有關說法錯誤的是(　　)
A．一條染色體上有多個基因
B．基因在染色體上呈線性排列
C．圖中的白眼基因和朱紅眼基因可稱為一對等位基因
D．果蠅細胞內的基因并非全都分布在染色體上
解析：選C　由題圖可知，一條染色體上有多個基因，基因在染色體上呈線性排列，A、B正確；圖中白眼基因和朱紅眼基因位于一條染色體上，不是等位基因，C錯誤；果蠅細胞內的基因主要分布在染色體上，還有少量分布在線粒體DNA上，D正確。
3．關于孟德爾的一對相對性狀雜交實驗和摩爾根證實基因位于染色體上的果蠅雜交實驗，下列敘述錯誤的是(　　)
A．實驗中涉及的性狀均受一對等位基因控制
B．兩實驗都采用了統計學方法分析實驗數據
C．兩實驗均采用了“假說—演繹”的研究方法
D．兩實驗都設計了正反交實驗，排除親本選擇干擾
解析：選D　豌豆的高莖和矮莖，果蠅的紅眼和白眼都受一對等位基因控制，A正確。兩實驗均對F2的性狀進行了統計分析，B正確。兩實驗都采用了假說—演繹法，C正確。摩爾根的果蠅雜交實驗并未設計親本的正反交實驗，D錯誤。
4．圖甲、乙代表馬蛔蟲(2n＝4)某細胞分裂不同時期的染色體圖像，下列說法正確的是(　　)
A．圖乙所代表細胞是初級卵母細胞
B．圖甲所代表的染色體行為是基因自由組合定律的細胞學基礎
C．圖乙所代表的染色體行為是基因分離定律的細胞學基礎
D．馬蛔蟲經減數分裂產生的生殖細胞中有1對同源染色體
解析：選B　圖乙細胞處于減數分裂Ⅱ的中期，不能代表初級卵母細胞，A錯誤；圖甲等位基因隨著同源染色體的分開而分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合，故圖甲所代表的染色體行為是基因自由組合定律的細胞學基礎，B正確；等位基因隨著同源染色體的分開而分離是基因分離定律的細胞學基礎，圖乙處于減數分裂Ⅱ，無同源染色體，C錯誤；馬蛔蟲是二倍體生物，經減數分裂產生的生殖細胞中沒有同源染色體，D錯誤。
5．下列敘述錯誤的是(　　)
A．在減數分裂過程中，同源染色體分開，其上的等位基因分離
B．在減數分裂過程中，所有的非等位基因都可能自由組合
C．果蠅的紅眼基因只存在于X染色體上
D．同源染色體一條來自父方，一條來自母方
解析：選B　等位基因位于同源染色體上，減數分裂過程中，等位基因隨同源染色體的分開而分離，非同源染色體上的非等位基因，隨非同源染色體自由組合而自由組合，A正確，B錯誤；控制果蠅紅眼、白眼的基因位于X染色體上，Y染色體上不含有相關的等位基因，C正確；同源染色體一條來自父方，一條來自母方，D正確。
6．紅眼(R)雌果蠅和白眼(r)雄果蠅交配，F1全是紅眼，F1雌雄果蠅雜交所得的F2中紅眼雌果蠅121只、紅眼雄果蠅60只、白眼雌果蠅0只、白眼雄果蠅59只，則F2卵細胞中具有R和r或精子中具有R和r的比例是(　　)
A．卵細胞：R∶r＝1∶1　　 B．卵細胞：R∶r＝3∶1
C．精子：R∶r＝3∶1 D．精子：R∶r＝1∶0
解析：選B　紅眼(R)雌果蠅和白眼(r)雄果蠅交配，F1全是紅眼，說明紅眼是顯性性狀，白眼是隱性性狀。F1雌雄果蠅雜交所得的F2中紅眼雌果蠅121只、紅眼雄果蠅60只、白眼雌果蠅0只、白眼雄果蠅59只，說明控制眼色的R、r基因位于X染色體上，所以親本的基因型組合是XRXR×XrY，F1基因型為XRXr、XRY。F1自交所得的F2基因型為XRXR、XRXr、XRY、XrY，所以F2卵細胞中具有R和r的比例是3∶1，F2精子中具有R和r的比例是1∶1。故選B。
7．果蠅的紅眼對白眼為顯性，控制紅眼和白眼性狀的基因位于X染色體上，在下列哪項雜交組合中，通過眼色就可直接判斷子代果蠅的性別(　　)
A．白眼(♀)×白眼()
B．雜合紅眼(♀)×紅眼()
C．白眼(♀)×紅眼()
D．雜合紅眼(♀)×白眼()
解析：選C　據題意可知，A項組合的子代都是白眼；B項組合的子代中，雌、雄果蠅都有紅眼；C項組合的子代中，雌果蠅都為紅眼，雄果蠅都為白眼；D項組合的子代中，雌果蠅與雄果蠅中都有紅眼和白眼。故選C。
8．果蠅的紅眼(R)對白眼(r)是顯性，控制眼色的基因位于X染色體上。現用一對果蠅雜交，一方為紅眼，另一方為白眼，雜交后F1中雄果蠅與親本雌果蠅眼色相同，雌果蠅與親本雄果蠅眼色相同，那么親本果蠅的基因型組合為(　　)
A．XRXR×XrY B．XrXr×XRY
C．XRXr×XrY D．XRXr×XRY
解析：選B　根據題意可知，F1中雄果蠅與親本雌果蠅眼色相同，因此，親本雌果蠅一定為純合子，由此排除C和D項；若選A項，則子代雌果蠅與親代雄果蠅的眼色不同，因此，只有當雌性親本為隱性個體，雄性親本為顯性個體時，才符合題中條件，即XrXr×XRY。故選B。
9．基因型為Mm的動物，在其精子形成過程中，基因MM、mm、Mm分開分別發生在(　　)
①精原細胞形成初級精母細胞時　②初級精母細胞形成次級精母細胞時　③次級精母細胞形成精細胞時　④精細胞形成精子時
A．①②③ B．③③②
C．②②③ D．②③④
解析：選B　基因MM、mm的產生是通過DNA復制形成的，因此位于姐妹染色單體上，它們的分離發生在減數分裂Ⅱ和有絲分裂后期，伴隨著絲粒分裂、姐妹染色單體的分開而分離。基因Mm是一對等位基因，位于一對同源染色體上，它們的分離發生在減數分裂Ⅰ后期，伴隨同源染色體的分開而分離。故選B。
10．摩爾根在實驗室的大群野生型紅眼果蠅中偶然發現了一只白眼雄果蠅，他想知道白眼性狀是如何遺傳的，便做了下圖所示的雜交實驗，回答下列問題：
(1)根據上述雜交實驗結果，你能獲得哪些結論？
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
(2)根據F2中果蠅的性狀表現，摩爾根提出的假設是_____________________________________________________________________________。
在下面的方框中試用遺傳圖解的方式表達摩爾根的上述假設(紅眼基因為B、白眼基因為b)。
(3)為驗證此假說是否正確，可選用______________果蠅交配，若此雜交后代果蠅的表型及其比例為__________________________，則假說是正確的。
解析：(1)由題圖所示的雜交實驗結果可獲得的結論有①果蠅的紅眼對白眼是顯性；②果蠅的紅眼與白眼的遺傳符合基因的分離定律；③白眼性狀的表現總是與性別相關聯。(2)根據F2中果蠅的性狀表現，摩爾根提出控制白眼的基因在X染色體上，且Y染色體上不含有它的等位基因的假說。(3)為驗證此假說，可采用測交法，即用白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交，如果后代中紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅＝1∶1，則說明假說成立。
答案：(1)①果蠅的紅眼對白眼是顯性(或紅眼和白眼受一對等位基因控制)　②果蠅的紅眼與白眼這一相對性狀的遺傳符合基因的分離定律　③白眼性狀的表現總是與性別相關聯　(2)控制白眼的基因在X染色體上，且Y染色體上不含有它的等位基因
如圖所示：
(3)白眼雌果蠅和紅眼雄　紅眼雌果蠅∶白眼雄果蠅＝1∶1
[遷移·應用·發展]
11．用純合子果蠅作為親本進行兩對相對性狀的遺傳實驗，結果如下，下列說法錯誤的是(　　)
P F1
灰身紅眼♀×黑身白眼 灰身紅眼♀、灰身紅眼
黑身白眼♀×灰身紅眼 灰身紅眼♀、灰身白眼
A.實驗中屬于顯性性狀的是灰身、紅眼
B．體色和眼色的遺傳符合自由組合定律
C．若組合①的F1隨機交配，則F2雄果蠅中灰身白眼的概率為3/4
D．若組合②的F1隨機交配，則F2中黑身白眼的概率為1/8
解析：選C　根據第①組的實驗可以判斷灰身、紅眼是顯性性狀，A正確；根據第②組的后代可以判斷控制眼色遺傳的基因位于X染色體上。假設控制體色的基因用B和b表示，控制眼色的基因用A和a表示，第①組中F1的基因型為BbXAXa和BbXAY，則F2雄果蠅中灰身白眼的概率為3/4×1/2＝3/8，B正確，C錯誤；第②組中F1的基因型為BbXAXa和BbXaY，則F2中黑身白眼的概率為1/4×1/2＝1/8，D正確。
12．已知果蠅長翅和短翅、紅眼和棕眼各為一對相對性狀，分別受一對等位基因控制，且兩對等位基因位于不同的染色體上。某同學讓一只雌性長翅紅眼果蠅與一只雄性長翅棕眼果蠅雜交，發現子一代中表型及比例為長翅紅眼∶長翅棕眼∶短翅紅眼∶短翅棕眼＝3∶3∶1∶1。由上述材料可知(　　)
A．長翅為顯性性狀，但不能確定控制長翅的基因的位置
B．長翅為顯性性狀，控制長翅的基因位于常染色體上
C．紅眼為隱性性狀，控制紅眼的基因位于X染色體上
D．紅眼性狀的顯隱性未知，控制紅眼的基因位于常染色體上
解析：選A　由子一代中表型及比例可知，長翅∶短翅＝3∶1、紅眼∶棕眼＝1∶1，這說明長翅為顯性性狀，但不能確定紅眼和棕眼的顯隱性；而且題中沒有說明性狀與性別的關系，所以不能確定這兩對等位基因的位置。故選A。
13．人和鼠細胞融合形成的雜種細胞每分裂一次，都會丟失一些人的染色體，經過若干次分裂后會達到相對穩定的狀態，這時的雜種細胞含有小鼠的全套染色體和人的一或多條染色體，通過某基因產物與人的染色體是否共存就可以進行基因定位。下列敘述錯誤的是(　　)
注：“＋”代表共存，“－”代表不共存
A．b在1號染色體上
B．a在2號染色體上
C．d不在1、2、3號染色體上
D．c在3號染色體上
解析：選D　根據B細胞系和C細胞系中基因產物與人的染色體的共存情況對照可知：b基因位于1號染色體上，A正確。根據A細胞系和C細胞系中基因產物與人的染色體的共存情況對照可知：a、c基因位于2號染色體上，B正確。根據C細胞系和D細胞系中基因產物與人的染色體的共存情況對照可知：C細胞系中人的1、2、3號染色體均不含有，但檢測到了d基因；而D細胞系含有人的1、2、3號染色體，卻未檢測到d基因，說明d基因不在1、2、3號染色體上，C正確。根據E細胞系中基因產物與人的染色體的共存情況可知：E細胞系含有人的3號染色體，而a、b、c、d四種基因均未檢測到，說明a、b、c、d四種基因均不在3號染色體上，D錯誤。
14．實驗室中現有一批未交配過的純種長翅灰體和殘翅黑檀體的果蠅。已知長翅和殘翅這對相對性狀受一對位于Ⅱ號同源染色體上的等位基因控制。現欲利用以上兩種果蠅研究有關果蠅灰體與黑檀體性狀的遺傳特點(說明：控制果蠅灰體和黑檀體的基因在常染色體上，所有果蠅均能正常繁殖、存活)，請設計一套雜交方案，同時研究以下兩個問題：
問題一：研究果蠅灰體、黑檀體是否由一對等位基因控制，并作出判斷。
問題二：研究控制灰體、黑檀體的等位基因是否也位于Ⅱ號同源染色體上，并作出判斷。
(1)雜交方案：
①選取______________和______________兩親本雜交得F1；
②F1____________________得F2；
③分析判斷。
(2)對問題一的推斷及結論：
若F2出現性狀分離，且灰體與黑檀體果蠅數目之比為________________，說明控制該對性狀的是一對等位基因；反之，則不是由一對等位基因控制。
(3)對問題二的推斷及結論：
如果F2出現________種表型，且分離比為________，說明該兩對性狀的遺傳符合基因的自由組合定律，因此控制灰體、黑檀體的這對等位基因不是位于Ⅱ號同源染色體上。反之，則可能位于Ⅱ號同源染色體上。
解析：如果果蠅灰體、黑檀體是由一對等位基因控制的，則該對性狀的遺傳符合基因的分離定律，F2的性狀分離比為3∶1，否則就不是由一對等位基因控制；如果控制灰體、黑檀體的等位基因不位于Ⅱ號同源染色體上，則體色和翅形這兩對相對性狀的遺傳遵循基因的自由組合定律，F2的性狀分離比是9∶3∶3∶1，否則控制果蠅體色的基因就可能位于Ⅱ號同源染色體上。
答案：(1)①長翅灰體　殘翅黑檀體　②雌雄果蠅雜交　(2)1∶3(或3∶1)　(3)4　9∶3∶3∶1第3節　伴性遺傳
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.概述性染色體上的基因傳遞和性別相關聯的特點。2．基于對伴性遺傳的認識，運用演繹推理，對位于性染色體上的顯性和隱性基因的遺傳特點進行分析。對常見的由一對等位基因決定的伴性遺傳病，能夠根據雙親的表型對后代的患病概率作出科學的預測。3．運用伴性遺傳規律，提出相關的優生建議。4．關注伴性遺傳理論在實踐中的應用。 1.XY型性別決定的生物，雌性的性染色體組成為XX，雄性為XY；ZW型性別決定的生物，雄性的性染色體組成為ZZ，雌性為ZW。2．伴X染色體隱性遺傳病的遺傳特點：①男性患者多于女性患者；②女性患者的父親和兒子一定是患者；③隔代遺傳。3．伴X染色體顯性遺傳病的遺傳特點：①女性患者多于男性患者；②男性患者的母親和女兒一定是患者；③一般具有世代連續遺傳現象。
【主干知識梳理】
一、伴性遺傳
1．概念：性染色體上的基因所控制的性狀遺傳，與性別相關聯的現象。
2．常見實例：人類紅綠色盲、抗維生素D佝僂病和果蠅的眼色遺傳等。
二、人類紅綠色盲
1．人類的X、Y性染色體
X染色體攜帶著許多個基因，Y染色體只有X染色體大小的1/5左右，攜帶的基因比較少。所以許多位于X染色體上的基因，在Y染色體上沒有相應的等位基因。
2．紅綠色盲基因位置
紅綠色盲基因位于X染色體上，Y染色體上沒有等位基因。
3．人類正常色覺和紅綠色盲的基因型和表型
項目 女性 男性
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
表型 正常 正常(攜帶者) 色盲 正常 色盲
4．人類紅綠色盲遺傳的主要婚配方式
(1)女性正常和男性色盲：
(2)女性攜帶者和男性正常：
(3)女性色盲與男性正常：
(4)女性攜帶者與男性色盲：
5．伴X隱性遺傳的特點
(1)患者中男性遠多于女性。
(2)男性患者的基因只能從母親那里傳來，以后只能傳給女兒。
三、抗維生素D佝僂病
1．基因位置：位于X染色體上。
2．將下列基因型和表型連線。
3．伴X顯性遺傳的特點
(1)患者中女性多于男性，但部分女性患者病癥較輕。
(2)男性患者與正常女性婚配的后代中，女性都是患者，男性正常。
四、伴性遺傳理論在實踐中的應用
1．根據伴性遺傳的規律，可以推算后代的患病概率，從而指導優生。
2．伴性遺傳還可以指導育種工作
(1)雞的性別決定
性別 性染色體類型 性染色體組成
雌性 異型 ZW
雄性 同型 ZZ
(2)根據雛雞的羽毛特征來區分雌性和雄性
【教材微點發掘】
1．下圖為人類X、Y染色體的掃描電鏡照片(教材第35頁圖2 12)，據圖回答相關問題：
(1)正常男性的染色體組成為44＋XY，正常女性的染色體組成為44＋XX。
(2)男性個體進行正常減數分裂時，次級精母細胞不可能同時存在X、Y兩條性染色體，其原因是減數分裂Ⅰ時X、Y同源染色體分離。
(3)控制人類紅綠色盲的基因只位于X染色體上，控制人類紅綠色盲的基因是否存在等位基因？
提示：在女性體內存在等位基因，在男性體內不存在等位基因。
(4)X和Y染色體都有一部分與對方不同源，但也有一部分是同源的。若控制某一相對性狀的基因位于X、Y染色體的同源區段上，則男性的基因型有XAYA、XAYa、XaYA、XaYa 4種(用A、a表示基因)。
2．根據伴性遺傳的規律，推算后代的患病概率，指導優生(教材第36頁“思考·討論”問題2)。如果一位女性紅綠色盲患者與一位色覺正常男性結婚，其后代患紅綠色盲的概率是______。從優生優育角度分析，你為上述夫婦提出什么樣的生育建議？依據是什么？
提示：1/2　 建議生女孩，因為女孩都不是紅綠色盲患者，只是紅綠色盲基因的攜帶者，而男孩全是紅綠色盲患者。
教材問題提示
思考·討論1(教材第35頁)
1．紅綠色盲基因位于X染色體上。
2．紅綠色盲基因是隱性基因。
3．Ⅰ1：XbY；Ⅰ2：XBXB或XBXb；
Ⅱ1：XBXb或XBXB；Ⅱ2：XBY；Ⅱ3：XBXb；Ⅱ4：XBY；Ⅱ5：XBXb；Ⅱ6：XBY；
Ⅲ5：XBY；Ⅲ6：XbY；Ⅲ7：XbY；Ⅲ9：XBXB或XBXb。
思考·討論2(教材第36頁)
1．子女的基因型和表型共有4種，即XBXb(女性攜帶者)、XbXb(女性色盲)、XBY(男性正常)、XbY(男性色盲)，且概率都是1/4。
2．子女中所有的男性均為色盲，女性均為攜帶者。
新知探究(一)　伴性遺傳的類型及特點
【探究·深化】
[問題驅動]　
(1)色盲調查結果顯示，人群中男性色盲患病率(7%)遠遠高于女性(0.49%)，試分析出現該差異的原因。
提示：女性體細胞內兩條X染色體上同時有b基因(XbXb)時，才會表現出色盲；男性體細胞中只有一條X染色體，只要存在色盲基因b，就表現色盲，所以男性色盲患者總是多于女性。
(2)有一色盲男孩，其父母親色覺正常，外祖父是色盲，試探究該男孩色盲基因是通過什么途徑由長輩傳遞而來的？從致病基因遺傳角度，總結這一過程體現了伴X染色體隱性遺傳病的什么特點。
提示：傳遞途徑：外祖父(XbY)→母親(XBXb)→色盲男孩(XbY)。
特點：隔代遺傳和交叉遺傳。
(3)抗維生素D佝僂病在男性和女性中的發病率相同嗎？推測有什么特點？說明原因。
提示：不相同。女性患者多于男性患者。抗維生素D佝僂病是伴X染色體顯性遺傳病，女性體細胞中有兩條X染色體，只要有一條X染色體有致病基因就患病；而男性體細胞中只有一條X染色體，只有當該X染色體上有致病基因時，才表現出患病。
(4)在抗維生素D佝僂病家系中，男性患者與正常女性結婚所生后代中，女性都是患者，男性全都正常。分析其原因。
提示：男性患者和正常女性的基因型分別為XDY和XdXd，他們結婚所生子女中，男性均為XdY，女性均為XDXd，所以，女性均患病，男性均正常。
[重難點撥]　
1．性別決定
(1)性別決定是指細胞內遺傳物質對性別的作用。受精卵的遺傳物質是性別決定的物質基礎。
(2)性別決定的常見方式
①XY型
②ZW型
(3)性別決定的時期：精卵結合時。
2．人類伴性遺傳的類型及特點
類型 M 伴X隱性遺傳 伴X顯性遺傳
模型圖解
基因位置 致病基因位于Y染色體上 隱性致病基因及其等位基因只位于X染色體上 顯性致病基因及其等位基因只位于X染色體上
特點 ①患者全為男性②父傳子、子傳孫 ①男性患者多于女性患者②往往隔代交叉遺傳③女患父子患 ①女性患者多于男性患者②連續遺傳③男患母女患
舉例 外耳道多毛癥 血友病、紅綠色盲 抗維生素D佝僂病
【典題·例析】
[例1]　下列有關性染色體及伴性遺傳的敘述，正確的是(　　)
A．性染色體上的基因控制的性狀都與性別決定有關
B．人類位于X和Y染色體上所有基因的遺傳都屬于伴性遺傳
C．生物細胞中的染色體都可分為性染色體和常染色體
D．XY型性別決定的生物，含X染色體的配子是雌配子
[解析]　 性染色體上的基因控制的性狀并不都與性別有關，如色盲基因，A錯誤。生物的性別決定方式有多種，只有由性染色體決定性別的生物才有性染色體和常染色體之分，C錯誤。XY型性別決定的生物中，雌性的性染色體組成為同型的，即XX，雌配子均含X染色體；雄性的性染色體組成為異型的，即XY，雄配子中一半含有X染色體，一半含有Y染色體，D錯誤。
[答案]　B
[例2]　抗維生素D佝僂病為伴X染色體顯性遺傳病，短指為常染色體顯性遺傳病，紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病，白化病為常染色體隱性遺傳病。下列關于這四種遺傳病遺傳特點的敘述，正確的是(　　)
A．短指的發病率男性高于女性
B．紅綠色盲女性患者的父親和兒子都是該病的患者
C．抗維生素D佝僂病的發病率男性高于女性
D．白化病通常會在一個家系的幾代人中連續出現
[解析]　短指為常染色體顯性遺傳病，在人群中其發病率男性與女性相同，A錯誤；紅綠色盲是伴X染色體隱性遺傳病，男性個體只要有一個色盲基因即患病，因此紅綠色盲女性患者的父親和兒子都是該病的患者，B正確；抗維生素D佝僂病屬于伴X染色體顯性遺傳病，其特點之一是女患者多于男患者，C錯誤；白化病屬于常染色體隱性遺傳病，往往在一個家系的幾代人中隔代出現，D錯誤。
[答案]　B
方法規律—————————————————————————————————
X、Y染色體的來源及傳遞規律
(1)X1Y中X1來自母親，Y來自父親。向下一代傳遞時，X1只能傳給女兒，Y只能傳給兒子。
(2)X2X3中X2、X3一條來自父親，一條來自母親。向下一代傳遞時，X2、X3中任何一條既可以傳給女兒，又可以傳給兒子。
(3)一對染色體組成為X1Y、X2X3的夫婦生了兩個女兒，則女兒中來自父親的都為X1，且是相同的；但來自母親的可能為X2，也可能為X3，不一定相同。
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【應用·體驗】
1．(2023·山東高考，改編)某二倍體動物的性染色體僅有X染色體，其性別有3種，由X染色體條數及常染色體基因T、TR、TD決定。只要含有TD基因就表現為雌性，只要基因型為TRTR就表現為雄性。TT和TTR個體中，僅有1條X染色體的為雄性，有2條X染色體的既不稱為雄性也不稱為雌性，而稱為雌雄同體。已知無X染色體的胚胎致死，雌雄同體可異體受精也可自體受精。不考慮突變，下列推斷錯誤的是(　　)
A．3種性別均有的群體自由交配，F1的基因型最多有6種可能
B．兩個基因型相同的個體雜交，F1中一定沒有雌性個體
C．多個基因型為TDTR、TRTR的個體自由交配，F1中雌性與雄性占比相等
D．雌雄同體的雜合子自體受精獲得F1，F1自體受精獲得到的F2中雄性占比為1/6
解析：選A　假設只有一條X染色體的個體基因型為XO,3種性別均有的群體自由交配，F1的基因型最多有TTXO、TTXX、TTRXO、TTRXX、TRTRXO、TRTRXX、TDTRXO、TDTRXX、TDTXO、TDTXX 10種可能，A錯誤；若后代中有雌性個體，說明親本一定含有TD，含有TD且基因型相同的兩個個體均為雌性，不能產生下一代，B正確；多個基因型為TDTR、TRTR的個體自由交配，雌配子有TD、TR兩種，雄配子僅TR一種，F1中雌性(TDTR)與雄性(TRTR)占比相等，C正確；雌雄同體的雜合子(基因型為TTRXX)自體受精獲得F1，F1基因型為1/4TTXX(雌雄同體)、1/2TTRXX(雌雄同體)、1/4TRTRXX(雄性)，只有1/4TTXX(雌雄同體)、1/2TTRXX(雌雄同體)才能自體受精獲得F2，即1/3TTXX(雌雄同體)、2/3TTRXX(雌雄同體)自體受精產生下一代雄性(TRTRXX)的比例為2/3×1/4＝1/6，D正確。
2.進行性肌營養不良癥是遺傳性骨骼肌變性疾病，臨床上以緩慢進行性發展的肌萎縮、肌無力為主要表現。如圖為Becker型進行性肌營養不良癥的系譜圖(圖中黑色為患者)，該病為伴X染色體隱性遺傳病。Ⅲ1個體致病基因的來源是(　　)
A．Ⅰ1　　　　　　　　 B．Ⅰ2
C．Ⅰ3 D．Ⅰ4
解析：選B　由于Ⅲ1是男性，其X染色體只能來自其母親Ⅱ1，由于Ⅱ1的父親Ⅰ1不攜帶患病基因，因此Ⅱ1致病基因也只能來自Ⅰ2，所以Ⅲ1個體致病基因的來源是Ⅰ2。故選B。
新知探究(二)　遺傳系譜圖中遺傳方式的判斷
【探究·深化】
[問題驅動]　
某種遺傳病受一對等位基因(A、a)控制，如圖為該遺傳病的系譜圖。
(1)該遺傳病的遺傳方式可能是什么？不可能是什么遺傳病？
提示：該遺傳病的遺傳方式可能是常染色體顯性、常染色體隱性或伴X染色體隱性遺傳；不可能是伴Y染色體遺傳病或伴X染色體顯性遺傳病。
(2)若Ⅱ1為純合子，該病是什么遺傳病？Ⅱ2和Ⅲ2的基因型分別是什么？
提示：常染色體顯性遺傳病；AA或Aa，aa。
(3)若該病為伴X染色體顯性遺傳病，則該遺傳系譜圖第Ⅲ代中表型不正確的是哪個個體？
提示：Ⅲ1和Ⅲ2。
(4)若該病為常染色體隱性遺傳病，Ⅰ1和Ⅱ1基因型相同的概率是多少？
提示：100%。
[重難點撥]　
判斷遺傳系譜圖中遺傳方式的思路和方法
1．首先確定是否伴Y染色體遺傳
(1)若系譜圖中女性全正常，患者全為男性，而且患者的父親、兒子全為患者，則為伴Y染色體遺傳。如圖：
(2)若系譜圖中，患者有男有女，則不是伴Y染色體遺傳。
2．其次確定是顯性遺傳還是隱性遺傳
(1)“無中生有”是隱性遺傳病，如圖1。
(2)“有中生無”是顯性遺傳病，如圖2。
3．再確定是常染色體遺傳還是伴X染色體遺傳
(1)在已確定是隱性遺傳的系譜圖中
①若女患者的父親和兒子都患病，則最大可能為伴X染色體隱性遺傳，如圖1。
②若女患者的父親和兒子中有正常的，則一定為常染色體隱性遺傳，如圖2。
(2)在已確定是顯性遺傳的系譜圖中
①若男患者的母親和女兒都患病，則最大可能為伴X染色體顯性遺傳，如圖1。
②若男患者的母親和女兒中有正常的，則一定為常染色體顯性遺傳，如圖2。
4．若系譜圖中無上述特征，只能從可能性大小推測
(1)若該病在代與代之間呈連續遺傳，則最可能為顯性遺傳病；再根據患者性別比例進一步確定，如圖：
(2)如圖所示的遺傳病最可能為伴X染色體顯性遺傳。
【典題·例析】
[典例]　判斷下列遺傳系譜圖中遺傳病的遺傳方式。
(1)圖1最可能的遺傳方式是________________。
(2)圖2最可能的遺傳方式是________________。
(3)圖3的遺傳方式是________________。
(4)圖4最可能的遺傳方式是________________。
(5)圖5的遺傳方式是________________。
(6)圖6最可能的遺傳方式是________________。
[解析]　圖1中患者全為男性，最可能為伴Y染色體遺傳病；圖2為隱性遺傳病，且女患者的父親和兒子都患病，最可能為伴X染色體隱性遺傳病；圖3是隱性遺傳病，且女患者的父親不患病，為常染色體隱性遺傳病；圖4為顯性遺傳病，且男患者的母親和女兒都患病，最可能為伴X染色體顯性遺傳病；圖5是顯性遺傳病，但有一男患者的女兒不患病，因此為常染色體顯性遺傳病；根據圖6中相關信息無法確定該遺傳病的顯隱性，但據代代有患者，且男患者的母親和男患者的女兒都患病，患病人數女性多于男性，故最大可能為伴X染色體顯性遺傳病。
[答案]　(1)伴Y染色體遺傳
(2)伴X染色體隱性遺傳
(3)常染色體隱性遺傳　(4)伴X染色體顯性遺傳
(5)常染色體顯性遺傳　(6)伴X染色體顯性遺傳
方法規律—————————————————————————————————
條件給予型遺傳方式的判斷：在右圖所示的遺傳系譜圖中，若已知男性親本不攜帶致病基因(無基因突變)，則該病一定為伴X染色體隱性遺傳病。
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【應用·體驗】
(2023·浙江6月選考)某家系甲病和乙病的系譜圖如圖所示。已知兩病獨立遺傳，各由一對等位基因控制，且基因不位于Y染色體。甲病在人群中的發病率為1/2 500。
回答下列問題：
(1)甲病的遺傳方式是________________，判斷依據是____________________________
____________________________________________________。
(2)從系譜圖中推測乙病的可能遺傳方式有______種。為確定此病的遺傳方式，可用乙病的正常基因和致病基因分別設計DNA探針，只需對個體________(填系譜圖中的編號)進行核酸雜交，根據結果判定其基因型，就可確定遺傳方式。
(3)若檢測確定乙病是一種常染色體顯性遺傳病。同時考慮兩種病，Ⅲ3個體的基因型可能有______種，若她與一個表型正常的男子結婚，所生的子女患兩種病的概率為________。
(4)研究發現，甲病是一種因上皮細胞膜上轉運Cl－的載體蛋白功能異常所導致的疾病，乙病是一種因異常蛋白損害神經元的結構和功能所導致的疾病，甲病雜合子和乙病雜合子中均同時表達正常蛋白和異常蛋白，但在是否患病上表現不同，原因是甲病雜合子中異常蛋白不能轉運Cl－，正常蛋白____________；乙病雜合子中異常蛋白損害神經元，正常蛋白不損害神經元，也不能阻止或解除這種損害的發生，雜合子表型為_________________________。
解析：設甲病受基因A/a控制，乙病受基因B/b控制。(1)分析遺傳系譜圖可知，Ⅰ1和Ⅰ2不患甲病，二者婚配所生女兒Ⅱ3患甲病，可知甲病的遺傳方式為常染色體隱性遺傳。(2)分析遺傳系譜圖可知，Ⅱ4和Ⅱ5患乙病，二者婚配所生兒子Ⅲ4不患乙病，可推測乙病的遺傳方式為常染色體顯性遺傳或伴X染色體顯性遺傳。若乙病為常染色體顯性遺傳病，則Ⅱ4關于乙病的基因型為Bb，用乙病的正常基因和致病基因分別設計的DNA探針與Ⅱ4的相關基因進行核酸雜交，都有雜交帶出現；若乙病為伴X染色體顯性遺傳病，則Ⅱ4關于乙病的基因型為XBY，用乙病的正常基因設計的DNA探針與Ⅱ4的相關基因進行核酸雜交，沒有雜交帶出現，而用題圖中其他個體進行核酸雜交，不能確定乙病的遺傳方式。(3)若乙病為常染色體顯性遺傳病，則Ⅱ4和Ⅱ5的基因型均為AaBb，Ⅲ3為乙病患者，其基因型為1/9AABB、2/9AABb、2/9AaBB、4/9AaBb，共4種。由題中信息可知，甲病在人群中的發病率為1/2 500，則aa基因型頻率為1/2 500，a基因的頻率為1/50，A基因的頻率為49/50，則正常人群中Aa基因型頻率為2×(49/50)×(1/50)÷[(49/50)2＋2×(49/50)×(1/50)]＝2/51；只考慮甲病，Ⅲ3的基因型為2/3Aa、1/3AA，表型正常男子的基因型為49/51AA、2/51Aa，二者生一個患甲病孩子的概率為2/3×2/51×1/4＝1/153；再考慮乙病，Ⅲ3的基因型為2/3Bb、1/3BB，表型正常男子的基因型為bb，二者生一個患乙病孩子的概率為1－2/3×1/2＝2/3；故Ⅲ3與表型正常的男子結婚，生一個患兩種病子女(aaBb)的概率為1/153×2/3＝2/459。(4)由題意可知，甲病雜合子中異常蛋白不能轉運Cl－，正常蛋白能轉運Cl－。雜合子中正常基因和致病基因都能表達。對甲病而言，雜合子表型正常；對乙病而言，雜合子表型為患病，神經元結構和功能受損。
答案：(1)常染色體隱性遺傳　不患甲病的Ⅰ1和Ⅰ2生有患甲病的Ⅱ3(女性)　(2)2　Ⅱ4　(3)4　2/459　(4)能轉運Cl－　患乙病，神經元結構和功能受損
新知探究(三)　伴性遺傳與患病概率計算
【拓展·深化】
用集合方法解決兩種遺傳病的患病概率
當兩種遺傳病(甲病和乙病)之間具有“自由組合”關系時，可用圖解法來計算患病概率。首先根據題意求出患一種病的概率(患甲病或患乙病的概率)，再根據乘法原理計算：
(1)兩病兼患概率＝患甲病概率×患乙病概率；
(2)只患甲病概率＝患甲病概率－兩病兼患概率；
(3)只患乙病概率＝患乙病概率－兩病兼患概率；
(4)只患一種病概率＝只患甲病概率＋只患乙病概率；
(5)患病概率＝患甲病概率＋患乙病概率－兩病兼患概率；
(6)正常概率＝(1－患甲病概率)×(1－患乙病概率)或1－患病概率。
【典題·例析】
[例1]　如圖為某家系成員患多指癥(常染色體顯性遺傳病)和甲型血友病(伴X染色體隱性遺傳病)的系譜圖及圖例。下列敘述正確的是(　　)
A．Ⅰ1和Ⅰ2均為雜合子
B．Ⅱ2患兩種病的概率為1/8
C．Ⅱ2患多指癥的概率是1/4
D．群體中女性甲型血友病發病率較高
[解析]　設控制多指癥和甲型血友病的基因分別為A/a、B/b，由圖分析可知，Ⅰ1的基因型為aaXBY，是純合子，A錯誤；Ⅱ2患多指癥(Aa)的概率為1/2，患甲型血友病(XbY)的概率為1/4，故患兩種病的概率為1/2×1/4＝1/8，B正確，C錯誤；伴X染色體隱性遺傳病在群體中男性的發病率較高，D錯誤。
[答案]　B
[例2]　下圖為甲病(A a)和乙病(B b)的遺傳系譜圖，其中乙病為伴性遺傳病，請回答下列問題：
(1)甲病屬于________，乙病屬于________。(均填選項編號)
A．常染色體顯性遺傳病
B．常染色體隱性遺傳病
C．伴X染色體顯性遺傳病
D．伴X染色體隱性遺傳病
E．伴Y染色體遺傳病
(2)Ⅱ5為純合子的概率是__________，Ⅲ11的基因型為________，Ⅲ13的致病基因來自________。
(3)假如Ⅲ10和Ⅲ13結婚，所生孩子只患一種病的概率是________； 如果生男孩，其同時患甲、乙兩種病的概率是________；生育的孩子患甲病的概率是________，患乙病的概率是________，不患病的概率是________。
[解析]　(1)由圖可知，Ⅱ3和Ⅱ4有甲病，而其女兒Ⅲ9沒有病，說明甲病是常染色體顯性遺傳病。Ⅰ1和Ⅰ2沒有乙病而其兒子Ⅱ7有乙病，說明是隱性遺傳病，因此乙病為伴X染色體隱性遺傳病。(2)甲病為常染色體顯性遺傳病，Ⅱ5不患病，其基因型為aa；乙病為伴X染色體隱性遺傳病，Ⅱ7患病，其基因型為XbY，所以Ⅰ1、Ⅰ2基因型為aaXBXb、AaXBY，Ⅱ5的基因型可能為1/2aaXBXB或1/2aaXBXb。Ⅲ11表現正常，其基因型為aaXBY。Ⅲ13患乙病，其致病基因只能來自母方Ⅱ8。(3)Ⅲ10的基因型為A_XBX－，其親本Ⅱ3、Ⅱ4均為甲病患者(Aa)，就甲病而言，
Ⅲ10的基因型為1/3AA、2/3Aa；就乙病而言，由于Ⅱ7為患者，Ⅰ1為該致病基因的攜帶者，因此Ⅱ4的基因型為1/2XBXB、1/2XBXb，Ⅱ3的基因型為XBY，故Ⅲ10關于乙病的基因型為3/4XBXB、1/4XBXb。Ⅲ13是乙病患者，則其基因型為aaXbY，Ⅲ10與Ⅲ13結婚，后代患甲病的概率是1－2/3×1/2＝2/3，患乙病的概率是1/4×1/2＝1/8，因此所生孩子只患一種病的概率是2/3×(1－1/8)＋(1－2/3)×1/8＝5/8；生男孩同時患甲、乙兩種病的概率是2/3×1/4×1/2＝1/12；所生孩子不患病的概率為(1－2/3) (1－1/8)＝7/24。
[答案]　(1)A　D　(2)1/2　aaXBY　 Ⅱ8
(3)5/8　1/12　2/3　1/8　7/24
易錯提醒—————————————————————————————————
“患病男孩”與“男孩患病”概率的計算方法
(1)由常染色體上的基因控制的遺傳病
①男孩患病概率＝女孩患病概率＝患病孩子概率。
②患病男孩概率＝患病女孩概率＝患病孩子概率×1/2。
(2)由性染色體上的基因控制的遺傳病
①若病名在前、性別在后，則從全部后代中找出患病男(女)，即可求得患病男(女)的概率。
②若性別在前、病名在后，求概率時只考慮相應性別中的發病情況，如男孩患病概率則是指所有男孩中患病的男孩占的比例。
【應用·體驗】
1．一對表型正常的夫婦，丈夫的母親患白化病，妻子的父親患紅綠色盲，母親患白化病。這對夫婦生育一患遺傳病孩子的概率是(　　)
A．1/16　　　　　　　　 B．4/16
C．7/16 D．9/16
解析：選C　設與白化病和紅綠色盲的相關基因用A/a、B/b表示，表型正常的夫婦，丈夫的母親患白化病(aa)，所以表型正常的丈夫的基因型是AaXBY，妻子父親患紅綠色盲(XbY)，母親患白化病(aa)，所以正常的妻子的基因型是AaXBXb，所以二者婚配生下患白化病(aa)的孩子的概率為1/4，患紅綠色盲(XbY)的概率為1/4，因此生下患遺傳病孩子的概率＝1－不患病的概率＝1－(1－1/4)×(1－1/4)＝7/16。
2．如圖是甲病(顯性基因為A，隱性基因為a)和乙病(為伴性遺傳病，顯性基因為B，隱性基因為b)兩種遺傳病的系譜圖。據圖分析，下列敘述正確的是(　　)
A．甲病是伴X染色體顯性遺傳病
B．Ⅲ2基因型為AAXbY
C．若Ⅱ5與一正常的女性婚配，則其子女患甲病的概率為1/2
D．若Ⅲ1與Ⅲ5結婚生了一個男孩，其患一種病的概率為1/8
解析：選C　根據系譜圖分析可知，Ⅱ5、Ⅱ6患甲病，其女兒Ⅲ3正常，因此甲病的遺傳方式為常染色體顯性遺傳，A錯誤。Ⅱ1、Ⅱ2正常，Ⅲ2患乙病，則乙病為伴X染色體隱性遺傳病，就乙病而言，Ⅲ2的基因型為XbY；Ⅲ2患甲病，而其父親不患甲病，故Ⅲ2的基因型為AaXbY，B錯誤。Ⅱ5與一正常女性婚配，兩者與甲病相關的基因型分別為Aa、aa，其子女患甲病的概率為1/2，C正確。若Ⅲ1(1/2aaXBXB、1/2aaXBXb)與Ⅲ5(aaXBY)結婚，由兩者的基因型可知，其子女不會患甲病，故所生育的男孩患乙病的概率為1/2×1/2＝1/4，D錯誤。
科學探究——基因在染色體上位置的實驗探究
一、探究基因位于常染色體上還是位于X染色體上
(一)若已知性狀的顯隱性
(二)若未知性狀的顯隱性
二、探究基因位于X、Y染色體的同源區段還是只位于X染色體上
(一)適用條件：已知性狀的顯隱性和控制性狀的基因在性染色體上。
(二)基本思路一：用“純合隱性雌×純合顯性雄”進行實驗，觀察分析F1的性狀。
基本思路二：用“雜合顯性雌×純合顯性雄”進行實驗，觀察分析F1的性狀。
三、探究基因位于X、Y染色體的同源區段還是位于常染色體上
設計思路：隱性的純合雌性個體與顯性的純合雄性個體雜交，獲得的F1全表現為顯性性狀，再選子代中的雌雄個體雜交獲得F2，觀察F2表型情況。即：
【素養評價】
1．(2023·浙江6月選考)某昆蟲的性別決定方式為XY型，其翅形長翅和殘翅、眼色紅眼和紫眼為兩對相對性狀，各由一對等位基因控制，且基因不位于Y染色體。現用長翅紫眼和殘翅紅眼昆蟲各1只雜交獲得F1，F1有長翅紅眼、長翅紫眼、殘翅紅眼、殘翅紫眼4種表型，且比例相等。不考慮突變、交叉互換和致死。下列關于該雜交實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A．若F1每種表型都有雌雄個體，則控制翅形和眼色的基因可位于兩對染色體
B．若F1每種表型都有雌雄個體，則控制翅形和眼色的基因不可都位于X染色體
C．若F1有兩種表型為雌性，兩種為雄性，則控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色體
D．若F1有兩種表型為雌性，兩種為雄性，則控制翅形和眼色的基因不可位于一對染色體
解析：選D　若控制翅形的基因(用A/a表示)和眼色的基因(用B/b表示)位于兩對常染色體上，假設親代長翅紫眼的基因型為AaBb、殘翅紅眼基因型為aabb，則后代有四種表型且比例相等，每種表型都可能有雌雄個體，A正確；若控制翅形和眼色的基因都位于X染色體，則兩對基因連鎖，且遺傳將與性別相聯系，不會出現F1每種表型都有雌雄個體的情況，B正確；若F1有兩種表型為雌性，兩種為雄性，性狀與性別相聯系，則控制翅形和眼色的基因不可都位于常染色體，C正確；若控制翅形和眼色的基因都位于X染色體，且假設親代長翅紫眼的基因型為XAbXab、殘翅紅眼的基因型為XaBY，則后代表型符合題設要求，D錯誤。
2．科學家研究黑腹果蠅時發現，剛毛基因(B)對截剛毛基因(b)為完全顯性。若這對等位基因存在于X、Y染色體上的同源區段，則剛毛雄果蠅表示為XBYB、XBYb、XbYB；若僅位于X染色體上，則剛毛雄果蠅只能表示為XBY。現有各種純種果蠅若干，請利用一次雜交實驗來推斷這對等位基因是位于X、Y染色體上的同源區段還是僅位于X染色體上，寫出遺傳圖解，并簡要說明推斷過程。
解析：本題涉及一次雜交實驗且性狀的顯隱性已知，直接用雌蠅(隱性性狀)與雄蠅(顯性性狀)雜交即可。
答案：
用純種截剛毛雌果蠅與純種剛毛雄果蠅雜交，若F1雌雄果蠅均為剛毛，則這對等位基因存在于X、Y染色體上的同源區段；若F1雄果蠅為截剛毛，雌果蠅為剛毛，則這對等位基因僅位于X染色體上。
3．果蠅的性染色體X和Y有非同源區和同源區，非同源區上的X和Y片段上無等位基因或相同基因，同源區上的X和Y片段上有等位基因或相同基因。控制果蠅眼形的基因不在非同源區，棒眼(E)對圓眼(e)為顯性。現有足夠的純合雌、雄棒眼果蠅和純合雌、雄圓眼果蠅個體，請用雜交實驗的方法推斷這對基因是位于X、Y染色體的同源區還是位于常染色體上，寫出實驗方法、推斷過程和相應遺傳圖解。
答案：將純合的圓眼雌蠅與純合的棒眼雄蠅雜交，得到足夠多的F1個體，再選擇F1中的雄性棒眼個體與雌性棒眼個體相互交配得F2。
①若F2中雄性全為棒眼，雌性既有棒眼又有圓眼，則E、e位于X、Y染色體的同源區。其遺傳圖解如下：
②若F2中雌、雄個體均有棒眼和圓眼，則E、e位于常染色體上。其遺傳圖解如下：

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