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第4 讲 基因在染色体上
考点一 基因在染色体上假说和证据
一、萨顿的假说
1. 萨顿的假说： 基因 是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。
2.依据：基因在 染色体 上，基因和染色体行为存在明显的 平行 关系 。
基因 染色体
在配子形成和受精过程中，
生殖过程中 在杂交过程中保持完整性和 独立性
形态结构 相对稳定
存 体细胞 成对 成对
在 配子 成单 成单
成对基因一个来自 父方 ，一个来自 母 一对同源染色体，一条来自
体细胞中来源
方 父方 ，一条来自 母方
形成配子时 非同源染色体上的 非等位基因 自由组合 非同源染色体 自由组合
二、基因位于染色体上的实验证据
1.证明者： 摩尔根 。
2.研究方法： 假说—演绎法 。
3.果蝇作为遗传学实验材料的优点：
（1）具有易于区分的 相对性状 ；
（2）体型小， 易 饲养 ，繁殖 快 ；
（3）产生的后代数量 多 ，便于统计；
（4） 染色体 数目少，便于观察。
4.基因位于染色体上的实验过程
观察现象
提出问题 红 眼
___
_ 3:1
①果蝇红眼与白眼是一对 相对 性状。
②F 全为红眼，说明 红眼 是显性性状。
1
③F 红眼:白眼＝ 3: 1 ，说明眼色遗传符合 分离 定律，红眼与白眼受 一
2
对等位基因控制。
④白眼性状的表现与 性别 相联系。
分析问题 控制白眼的基因在 X 染色体上，而Y染色体上 不含有 它的等位基因。
提出假说演绎推理
实验验证
雄配子
1/2XW 1/2Y
雌配子
1/2XW 1/4 X W X W ( 红眼雌性 ) 1/4 X W Y ( 红眼雄性 )
1/2Xw 1/4 X W X w ( 红眼雌性 ) 1/4 X w Y ( 白眼雄性 )
分析结果 基因位于 染色体 上,每种生物的基因数量，都要远远多于这种生物的染色体
得出结论 的数目,一条染色体上有 许多 个基因，基因在染色体上呈 线性 排
列。
考点二 孟德尔遗传规律的现代解释
1. 基因的分离定律的实质是:
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，
分别进入两个配子中，独立地随 配子 遗传给后代。
2. 基因的自由组合定律的实质是:
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。
3.重要遗传学发展历
①提出“性状是由遗传因子决定的”观点是___ 孟德尔 __。
②把“遗传因子”改为“基因”，并提出“等位基因”概念是_ _ 约翰逊 _。
③提出“基因在染色体上”的假说是_ _ 萨顿 ___。
④用实验证明了“基因在染色体上”是_ _ _ 摩尔根 _。
4.生物体细胞中的基因与染色体易错提示
(1)真核生物的 细胞核 基因都位于染色体上，而细胞质中的基因位于细胞的 线粒体 和
叶绿体 的DNA上。
(2)原核细胞中无染色体，原核细胞的基因在 拟核 或 质粒 上。
【真题训练】
一、单选题
1．（2021·海南·高考真题）孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两
个经典实验。下列有关这两个实验的叙述，错误的是（ ）
A．均将基因和染色体行为进行类比推理，得出相关的遗传学定律
B．均采用统计学方法分析实验结果C．对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证
D．均采用测交实验来验证假说
【答案】A
【详解】
A、两个实验都是采用的假说演绎法得出相关的遗传学定律，A错误;
B、孟德尔豌豆杂交实验和摩尔根果蝇杂交实验都采用了统计学方法分析实验数据，B正确;
C、孟德尔豌豆杂交实验成功的原因之一是选择了豌豆作为实验材料，并且从豌豆的众多性
状中选择了7对性状；摩尔根的果蝇杂交实验成功的原因之一是选择了果蝇作为实验材料，
同时也从果蝇的众多性状当中选择了易于区分的白红眼性状进行研究，C正确；
D、这两个实验都采用测交实验来验证假说，D正确。
2．（2019·江苏·高考真题）下图为初级精母细胞减数分裂时的一对同源染色体示意图，图
中1～8表示基因。不考虑突变的情况下，下列叙述正确的是（ ）
A．1与2、3、4互为等位基因，与6、7、8互为非等位基因
B．同一个体的精原细胞有丝分裂前期也应含有基因1～8
C．1与3都在减数第一次分裂分离，1与2都在减数第二次分裂分离
D．1分别与6、7、8组合都能形成重组型的配子
【答案】B
【详解】
1与2是相同基因，1与3、4可能互为等位基因，1与6、7、8互为非等位基因，A错误；
精原细胞有丝分裂前期与其进行减数分裂时形成的初级精母细胞含有的染色体的数目和基
因种类、数目均相同，故均含有基因1~8，B正确；若不考虑交叉互换，1与3会在减数第
一次分裂的后期随同源染色体的分开而分离，1与2会在减数第二次分裂的后期随姐妹染
色单体的分开而分离，若考虑交叉互换，则1与2可能会在减数第一次分裂的后期随同源
染色体分开而分离，1与3可能在减数第二次分裂的后期随姐妹染色单体的分开而分离，C
错误；1与5在同一条姐妹染色单体上，5与6是相同的基因，因此1与6的组合不能形成
重组配子，D错误。
3．（2018·浙江·高考真题）下列关于基因和染色体的叙述，错误的是（ ）
A．体细胞中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性
B．受精卵中成对的等位基因或同源染色体一半来自母方，另一半来自父方
C．减数分裂时，成对的等位基因或同源染色体彼此分离分别进入不同配子D．雌雄配子结合形成合子时，非同源染色体上的非等位基因自由组合
【答案】D
【详解】
等位基因是指位于一对同源染色体的相同位置上、控制相对性状的基因，同源染色体是指
形状和大小一般都相同，而且一条来自父方、一条来自母方的两条染色体。可见，体细胞
中成对的等位基因或同源染色体在杂交过程中保持独立性，受精卵中成对的等位基因或同
源染色体一半来自母方，另一半来自父方，A、B正确；减数分裂时，成对的等位基因随同
源染色体的彼此分离而分别进入不同的配子中，C正确；减数分裂形成配子时，非同源染
色体上的非等位基因自由组合，D错误。
4．（2017·全国·高考真题）已知某种细胞有4条染色体，且两对等位基因分别位于两对同
源染色体上。某同学用示意图表示这种细胞在正常减数分裂过程中可能产生的细胞。其中
表示错误的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】
A、A项中两个细胞大小相等，每条染色体上有两条染色单体，两条染色单体上有由DNA
复制而来的两个相同的基因，为减数第二次分裂前期两个次级精母细胞，A正确；
B、B项中两个细胞大小也相等，也为减数第二次分裂前期两个次级精母细胞，与A项细胞
不同的原因是非同源染色体上的非等位基因的自由组合的方式不同，产生了基因组成为
ggHH、GGhh的两个次级精母细胞，B正确；
C、C项中4个细胞大小相同，为4个精细胞，两两相同，C正确；
D、D项中虽然4个大小相同的精细胞也是两两相同，但是每个精细胞中不能出现同源染色
体、等位基因，即G和g、H和h一般不会在一个精细胞中，D错误。
5．（2017·上海·高考真题）在番茄中，圆形果（R)对卵圆形果（r）为显性，单一花序（E)
对复状花序(e)是显性。对某单一花序圆形果植株进行测交，测交后代表型及其株数为：单
一花序圆形果22株、单一花序卵圆形果83株、复状花序圆形果85株、复状花序卵圆形20
株。据此判断，下列四图中，能正确表示该单一花序圆形果植株基因与染色体关系的是（）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】
根据单一花序圆形果植株测交后代表型及其株数为：单一花序圆形果22株、单一花序卵圆
形果83株、复状花序圆形果85株、复状花序卵圆形20株，说明四种表现型的比例不能近
似转化为1：1：1：1，由此推知单一花序圆形果植株的基因型为EeRr，但两对基因最可能
位于一对同源染色体上，因部分发生交叉互换才导致产生的四种配子的比例不为1：1：
1：1，综合分析，A正确，BCD错误。
6．（2017·全国·高考真题）果蝇的红眼基因（R）对白眼基因（r）为显性，位于X染色体
上；长翅基因（B）对残翅基因（b）为显性，位于常染色体上。现有一只红眼长翅果蝇与
一只白眼长翅果蝇交配，F 雄蝇中有1/8为白眼残翅，下列叙述错误的是（ ）
1
A．亲本雌蝇的基因型是BbXRXr
B．F 中出现长翅雄蝇的概率为1/16
1
C．雌、雄亲本产生含Xr配子的比例相同
D．白眼残翅雌蝇可形成基因型为bXr的极体
【答案】B
【详解】
A、根据分析，亲本雌果蝇基因型是BbXRXr，A正确；
B、F 出现长翅雄果蝇（B_）的概率为1/2×3/4＝3/8，B错误；
1
C、亲本雄果蝇关于眼色基因型是XrY，雌果蝇基因型是XRXr，产生Xr的配子的比例都是
1/2，C正确；
D、白眼残翅雌果蝇的基因型为bbXrXr，经减数分裂可以产生基因型为bXr的极体，D正确。
7．（2016·全国·高考真题）果蝇的某对相对性状由等位基因G、g控制，且对于这对性状
的表现型而言，G对g完全显性。受精卵中不存在G、g中的某个特定基因时会致死。用一
对表现型不同的果蝇进行交配，得到的子一代果蝇中雌：雄＝2:1，且雌蝇有两种表现型。
据此可推测：雌蝇中
A．这对等位基因位于常染色体上，G基因纯合时致死B．这对等位基因位于常染色体上，g基因纯合时致死
C．这对等位基因位于X染色体上，g基因纯合时致死
D．这对等位基因位于X染色体上，G基因纯合时致死
【答案】D
【详解】
由题意“子一代果蝇中雌:雄＝2:1”可知,该对相对性状的遗传与性别相关联，为伴性遗传，
G、g这对等位基因位于X染色体上；由题意“子一代雌蝇有两种表现型且双亲的表现型不
同”可推知：双亲的基因型分别为XGXg和XgY；再结合题意“受精卵中不存在G、g中的某
个特定基因时会致使”，可进一步推测：G基因纯合时致死。综上分析，A、B、C三项均
错误，D项正确。
8．（2015·江苏·高考真题）下列关于研究材料、方法及结论的叙述,错误的是（ ）
A．孟德尔以豌豆为研究材料,采用人工杂交的方法,发现了基因分离与自由组合定律
B．摩尔根等人以果蝇为研究材料,通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比,认同了基因位于
染色体上的理论
C．赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过同位素示踪技术区分蛋白质与 DNA,证明
了 DNA 是遗传物质
D．沃森和克里克以 DNA 大分子为研究材料,采用 X 射线衍射的方法,破译了全部密码子
【答案】D
【详解】
A、孟德尔以豌豆作为实验材料，采用人工杂交的方法，利用假说演绎法，发现了基因分
离和自由组合定律，A正确；
B、摩尔根等人以果蝇作为材料，通过研究其眼色的遗传，认同了基因位于染色体上的理论，
B正确；
C、赫尔希和蔡斯以噬菌体和细菌为实验材料，利用同位素示踪技术，证明了DNA是遗传
物质，C正确；
D、沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构，尼伦伯格破译了第一个密码子，后来科学
家陆续破译了全部密码子，D错误。
9．（2018·江苏·高考真题）下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述
不正确的是
A．朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因
B．在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上
C．在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
D．在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极【答案】A
【详解】
A.根据以上分析可知，朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上，而等位基
因应该位于同源染色体上，A错误；
B.在有丝分裂中期，所有染色体的着丝点都排列在赤道板上，B正确；
C.在有丝分裂后期，着丝点分裂、姐妹染色单体分离，分别移向细胞的两极，两极都含有
与亲本相同的遗传物质，因此两极都含有基因cn、cl、v、w，C正确；
D.在减数第二次分裂后期， X染色体与常染色体可以同时出现在细胞的同一极，因此基因
cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极，D正确；
二、解答题
10．（2014·全国·高考真题）现有4个小麦纯合品种，即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病
无芒、感锈病有芒，已知抗锈病对感锈病为显性，无芒对有芒为显性，且这两对相对性状
各由一对等位基因控制。若用上述四个品种组成两个杂交组合，使其F 均为抗锈病无芒，
1
且这两个杂交组合的F 表现型及其数量比完全一致。回答问题：
2
（1）为实现上述目的，理论上，必需满足的条件有：在亲本中控制这两对相对性状生物两
对等位基因必须位于___________，在形成配子时非等位基因要___________，在受精时雌
雄配子要___________，而且每种合子（受精卵）的存活率也要_______________。那么。
这两个杂交组合分别是___________和___________。
（2）上述两个杂交组合的全部F 植株自交得到F 种子，1个F 植株上所结的全部F 种子种
2 3 2 3
在一起，长成的植株称为1个株系。理论上，在所有F 株系中，只表现出一对性状分离的
3
株系有4种，那么，在这4种株系中，每种株系的表现型及其数量比分别是
_________________，___________________，_________________和__________________。
【答案】
（1）非同源染色体 自由组合 随机结合 相等 抗锈病
无芒 × 感锈病有芒 抗锈病有芒× 感锈病无芒
（2）抗锈病无芒 ：抗锈病有芒 =3：1 抗锈病无芒：感锈病无芒 = 3：1 感锈病无芒 ：
感锈病有芒 = 3：1 抗锈病有芒 = 3：1感锈病有芒 = 3：1
【详解】
（1）根据遗传的基因自由组合定律可以知道：能够自由组合的是非同源染色体上的非等位
基因，在减数第一次分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合，其不同类型的雌雄配
子彼此结合的概率也相同。又根据题目要求F 均为抗锈病无芒个体，且在其后代F 中的表
1 2
现性和数量比完全相同，则其杂交后所得的F 的基因型也相同，则根据这两个条件可以得
1
出其杂交组合只能为：抗锈病无芒 × 感锈病有芒和抗锈病有芒 × 感锈病无芒。
（2）设抗锈病性状由T基因控制，无芒性状由D基因控制，则在F 自交后代F 中只出现一
2 3
对性状分离的个体必然只含有一对等位基因，另一个性状必为纯合体。所以，F 中符合要
2
求的个体的基因型为：TTDd（抗锈病无芒）、TtDD（抗锈病无芒）、ttDd（感抗锈病无芒）、Ttdd（抗锈病有
芒）。
TTDd（抗锈病无芒）自交，后代为抗锈病无芒：抗锈病有芒=3：1；
TtDD（抗锈病无芒）自交，后代为抗锈病无芒：感锈病无芒=3：1；
ttDd（感锈病无芒）自交，后代为感锈病无芒：感锈病有芒=3：1；
Ttdd（抗锈病有芒）自交，后代为抗锈病有芒：感锈病有芒=3：1。
