高中 | 二 隔离在物种形成中的作用 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修二 遗传与进化

第6章 生物的进化

第3节 种群基因组成的变化与物种的形成

二 隔离在物种形成中的作用

掘洞筑巢是啮齿类动物野外生存的重要行为。沙滩鼠生活在裸露的海岸沙丘地,有复杂的“双通道”洞穴,即洞穴一端有长入巢通道(约$\rm 12\;\rm cm$)、另一端还有逃生通道。北美鹿鼠生活在植被茂盛的森林,只有一个短入巢通道(约$\rm 3\;\rm cm$),没有逃生通道。科研人员对此现象进行了多年研究:

上述两种鼠生活环境存在差异,掘洞行为不同是长期的                结果。科学家对两种鼠进行了杂交,产生了可育的$\rm F_{1}$代(如实验一),说明沙滩鼠和北美鹿鼠                (填“是”或“不是”)同一物种。实验一中沙滩鼠和北美鹿鼠杂交获得的$\rm F_{1}$代洞穴形态全部类似于亲本沙滩鼠,由此可知掘洞筑巢行为的显性性状表现为

                

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适应环境;是;长入巢通道,有逃生通道

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上述两种鼠生活环境存在差异,掘洞行为不同是长期适应环境的结果。由题可知沙滩鼠和北美鹿鼠杂交后产生可育的$\rm F_{1}$,则证明沙滩鼠和北美鹿鼠没有产生生殖隔离,是同一物种。实验一中沙滩鼠和北美鹿鼠杂交(具有相对性状的亲本杂交)获得的$\rm F_{1}$代洞穴形态全部类似于亲本沙滩鼠,由此可知掘洞筑巢行为的显性性状表现为长入巢通道,有逃生通道。

针对沙滩鼠复杂的掘洞行为,科学家进一步进行了杂交实验(如实验二):$\rm F_{2}$代洞穴中有逃生信道和无逃生信道的类型各占$\rm 1/2$;入巢通道长度中,$\rm 3\;\rm cm$$\rm 6\;\rm cm$$\rm 9\;\rm cm$$\rm 12\;\rm cm=1$$\rm 3$$\rm 3$$\rm 1$

①若不考虑互换及其他变异,由上述信息判断,通道长度的性状最可能由                 对基因控制。

②在回交$\rm F$₂代中入巢通道长度在$\rm 9\;\rm cm$左右且无逃生通道的小鼠的基因型有                 种。

[["$\\rm 3/$三","$\\rm 3/$三"]]

①由题可知子代洞穴有逃生通道和无逃生通道的类型各占$\rm 1/2$,则假设控制有无逃生通道的基因为$\rm A/a$$\rm F_{1}$的基因型为$\rm Aa$,亲本北美鹿鼠的基因型为$\rm aa$$\rm F_{1}$回交后的基因型即表现型和比例为$\rm Aa$ $\rm ($有逃生通道$\rm )$$\rm aa$ $\rm ($无逃生通道)$\rm =1:1$,而$\rm F_{2}$中有$\rm 1/8$个体入巢通道长度与亲本沙鼠($\rm 12\;\rm cm$)类似,由结果可知,每对控制入巢通道长度的基因会使入巢通道的平均长度增加$\rm 3\;\rm cm$,推测控制通道入巢长度的基因不止一对,则$\rm F_{1}$最有可能的基因型为$\rm Aa$(控制逃生通道的有无)$\rm BbCcDd$(控制入巢通道长度,随着显性基因个数增加,长度增加),北美鹿鼠的基因型为$\rm aabbccdd$,且它们的遗传满足基因的自由组合定律,故若不考虑互换及其他变异,由上述信息判断,通道长度的性状最可能由$\rm 3$对基因控制。

②在回交($\rm AaBbCcDd\times aabbccdd$)后$\rm F$₂代中入巢通道长度在$\rm 9\;\rm cm$(含有$\rm 2$个与控制入巢通道长度有关的显性基因)左右且无逃生通道($\rm aa$)的小鼠的基因型有$\rm aaBbCcdd$$\rm aaBbccDd$$\rm aabbCcDd$$\rm 3$种。

为证实上述推理,科学家希望定位控制鼠掘洞行为的基因所在的染色体。真核细胞染色体上有特定的遗传序列,它们在不同个体间存在较大差异。图二是其中两条染色体上特定遗传序列($\rm M$$\rm P$)的筛查结果,由此判断

                号染色体上存在控制入巢通道长度的基因(遗传序列),其判断依据是                                                                                  ;图二中与入巢通道长度相关的染色体上,遗传序列组成相同的个体入巢通道长度不同,结合前面的分析,可能的原因是                                                  (至少写出两点)。

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$\\rm 1$$\\rm F_{2}$代个体的遗传序列来源组成与入巢通道长度存在相关性(或含有沙滩鼠源遗传序列的个体入巢通道长度更长);环境因素影响以及样本还存在其他增加入巢通道长度的基因

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据图可知,图$\rm 1$中入巢通道与遗传序列组成有一定的相关性,且含有沙滩鼠源遗传序列的个体入巢通道长度更长,故$\rm 1$号染色体上存在控制入巢通道长度的基因;生物的性状由基因和环境因素共同决定,图二中与入巢通道长度相关的染色体上,遗传序列组成相同的个体入巢通道长度不同,结合前面的分析,可能的原因环境因素影响以及样本还存在其他增加入巢通道长度的基因。

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