高中 | 第1节 细胞的增殖 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修一 分子与细胞

第六章 细胞的生命历程

第1节 细胞的增殖

玉米具有易种植、遗传背景清晰等特点,是遗传学家常用的实验材料。

研究者利用一种紫粒玉米品系与黄粒玉米品系进行杂交,实验过程及结果如图$\rm 1$所示。据此推测,籽粒颜色的遗传由                 对基因控制,符合                 定律。

[["$\\rm 2$","自由组合"]]

由于图$\rm 1$$\rm F_{2}$性状分离比为$\rm 12:3:1$,为$\rm 9:3:3:1$的变式,因此籽粒颜色的遗传是由两对基因控制的,且两对等位基因遵循自由组合定律。

研究者播种斑点籽粒,长成后进行测交实验,发现少部分后代植株出现紫粒性状的恢复。针对斑点性状的这种“不稳定性”,有学者提出存在一种移动因子,可以插入到籽粒颜色相关基因($\rm A/a$)中,影响基因功能;也可以从基因中切离。该因子的移动受到另一对等位基因($\rm D/d$)控制。

①据此推测,基因                中存在移动因子,斑点性状紫色区域产生的原因是玉米发育过程中进行                分裂时,$\rm D$基因的存在使得斑点基因中的移动因子随机切离,恢复为有功能的基因,这一事件在发育过程越早的时期,紫斑越                。进而可以推论,斑点籽粒播种后测交实验后代中出现紫色性状的原因是                                                                                  

②研究者发现上述测交实验中恢复为紫色籽粒的玉米中,又出现了一些籽粒黄色、凹陷、非蜡质的新表型(图$\rm 2a$)。经研究,决定籽粒颜色、形状、蜡质的基因均位于$\rm 9$号染色体上(图$\rm 2b$)。

由此,研究者提出切离的移动因子可能会插入其他位置,并从其他位置切离导致染色体断裂。根据该推测,请在图$\rm 2b$中画出移动因子插入、切离的位置                

[["

$\\rm a$;有丝;大;花斑玉米产生的 $\\rm aD$ 配子中,$\\rm D$基因的存在使 $\\rm a$ 基因恢复为$\\rm A$,获得该配子的子代玉米表现为紫色籽粒;

"]]

如果玉米发育过程中产生花斑性状,玉米发育过程是有丝分裂,因此是有丝分裂过程中$\rm D$基因的存在使得$\rm a$基因中的移动因子随机切离,恢复为$\rm A$基因,这一事件在发育过程越早的时期,紫斑越大;花斑玉米产生的 $\rm aD$配子中,$\rm D$基因的存在使 $\rm a$ 基因恢复为$\rm A$,产生了一定比例的$\rm AD$的配子,使测交子代玉米表现为紫色籽粒。

由于测交实验中恢复为紫色籽粒的玉米中,又出现了一些籽粒无色、凹陷、非蜡质的新表型,且决定籽粒颜色、性状、蜡质的基因均位于$\rm 9$号染色体上,移动因子插入、切离后,使$\rm 9$号染色体上$\rm A/a$$\rm S/s$$\rm W/w$基因所在染色体片段缺失,若雌、雄配子均发生了这种变异,子代会出现无色、凹陷、非蜡质的籽粒。移动因子插入、切离的位置如下图:

科学家发现的移动因子可以导致频繁的                (变异类型),从而为育种提供丰富的材料。为构建育种所用的突变体库,利用转基因技术构建                两个品系,将二者杂交后选择携带突变纯合且不带$\rm D$基因的植株,原因是                                                                                  

[["

基因突变和染色体结构变异;含移动因子和含有$\\rm D$基因;防止$\\rm D$基因导致移动因子切离,引起所需突变体发生变异

"]]

$\rm D$基因的存在使得$\rm a$基因中的移动因子随机切离,恢复为$\rm A$基因,说明移动因子可以导致频繁的基因突变,移动因子可能会插入其他位置,并从其他位置切离导致染色体断裂,属于染色体结构变异。利用转基因技术,可以构建具有移动因子和 $\rm D$ 基因的两个品系,选取后代出现符合需要的突变性状且$\rm dd$ 纯合的植株留种,避免后代出现移动因子的转移,导致所需突变体发生变异。

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