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高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二 遗传与进化
第一章 遗传因子的发现
第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
野生型黄瓜叶片形状为心形。研究者用化学诱变剂处理野生型黄瓜种子,获得了纯合圆叶突变体甲和纯合窄叶突变体乙(如图$\rm 1$),并进行系列实验。
甲与野生型杂交,$\rm F_{1}$均为心形叶,$\rm F_{1}$自交,$\rm F_{2}$中心形叶植株与圆叶植株数量比约为$\rm 3:1$,说明心形叶与圆叶性状的遗传遵循 定律。
甲为纯合圆叶突变体,与野生型杂交,$\rm F_{1}$均为心形叶,$\rm F_{1}$自交,$\rm F_{2}$中心形叶植株与圆叶植株数量比约为$\rm 3$∶$\rm 1$,说明心形叶与圆叶性状的遗传遵循基因分离定律。
研究者克隆出上述实验中不同个体的叶形基因,用限制酶$\rm H$处理,电泳结果如图$\rm 2$。
据图$\rm 2$分析,与野生型个体的叶形基因相比,甲的突变基因碱基序列的改变是由 引起的。$\rm F_{2}$中某心形叶个体的叶形基因用限制酶$\rm H$处理后,电泳条带数目为 条。
与野生型个体的叶形基因相比,甲的突变基因碱基序列的改变是由碱基的替换引起的。$\rm F_{2}$中某心形叶个体的叶形基因型为显性纯合子或者杂合子,用限制酶$\rm H$处理后,电泳条带数目为$\rm 2$或$\rm 3$条。
甲与乙杂交,$\rm F_{1}$为心形叶,$\rm F_{1}$自交,$\rm F_{2}$中心形叶、窄叶、圆叶和小圆叶植株数量比约为$\rm 9$∶$\rm 3$∶$\rm 3$∶$\rm 1$。由此可知,决定圆叶的基因与决定窄叶的基因在染色体上的位置关系是 。
若野生型黄瓜叶片的基因型为$\rm EEFF$,则突变体甲的基因型可能为$\rm EEff$,突变体乙的基因型可能为$\rm eeFF$,甲与乙杂交,$\rm F_{1}$为心形叶,基因型为$\rm EeFf$,$\rm F_{1}$自交,$\rm F_{2}$中心形叶、窄叶、圆叶和小圆叶植株数量比约为$\rm 9$∶$\rm 3$∶$\rm 3$∶$\rm 1$,符合基因自由组合定律,则决定圆叶的基因与决定窄叶的基因在染色体上的位置关系是位于非同源染色体上。
研究发现,当叶片边缘特定位点生长素运输载体$\rm PIN2$聚集时,生长素浓度较高,位点生长较快,使叶片边缘产生突起。$\rm D$基因编码的$\rm D$蛋白可调控$\rm PIN2$的分布,$\rm d$基因丧失该功能;$\rm A$基因编码的蛋白可上调$\rm D$基因的表达,$\rm a$基因丧失该功能。推测甲、乙的基因型分别是 (用字母$\rm D/d$、$\rm A/a$表示)。
甲表现为纯合圆叶,$\rm D$基因会使叶片边缘产生突起,则甲中$\rm D$基因不表达,$\rm A$基因编码的蛋白可上调$\rm D$基因的表达,则甲的基因型为$\rm ddAA$;乙表现为纯合窄叶,则乙中$\rm D$基因表达,$\rm a$基因丧失$\rm a$基因丧失该功能,则乙的基因型为 $\rm DDaa$。
甲乙杂交实验的$\rm F_{2}$中小圆叶植株的叶形与圆叶相似但略小。为进一步研究相关基因与性状的关系,研究者构建$\rm 3$种表达载体,分别导入烟草叶片中,实验处理及结果如图$\rm 3$。
综合图$\rm 3$及上述实验结果,解释甲乙杂交实验$\rm F_{2}$中小圆叶性状的成因 。
小圆叶个体基因型为 $\\rm ddaa$,$\\rm d$基因表达产物不能调控 $\\rm PIN2$ 在叶片边缘特定位点聚集,导致叶片无突起,$\\rm a$基因不能促进 $\\rm PIN2$ 基因表达,导致叶片边缘生长素浓度较低,叶片边缘生长速率较低
"]]据图$\rm 3$实验结果分析,小圆叶个体基因型为$\rm ddaa$,$\rm d$基因表达产物不能调控 $\rm PIN2$ 在叶片边缘特定位点聚集,导致叶片无突,$\rm a$基因不能促进 $\rm PIN2$ 基因表达,导致叶片边缘生长素浓度较低,叶片边缘生长速率较低。
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