高中 | 第2节 基因表达与性状的关系 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第四章 基因的表达

第2节 基因表达与性状的关系

如图所示人类编码红、绿感光色素的基因位于$\rm X$染色体上,若该类基因表达异常则会出现色弱或色盲。

        

色弱或色盲的遗传总是与性别相关联的现象叫                。图甲是一个红绿色盲家族系谱图,Ⅲ$\rm -2$和Ⅲ$\rm -3$是一对同卵双胞胎。该家系的遗传是否符合典型的伴$\rm X$染色体隐性遗传病的特点并说明判断依据:                                                                

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伴性遗传;不符合,Ⅲ$\\rm -2$色盲,Ⅳ$\\rm -1$、Ⅳ$\\rm -3$正常

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人类编码红、绿感光色素的基因位于$\rm X$染色体上,性染色体上基因控制的性状的遗传总是与性别相关联,这种现象叫作伴性遗传。伴$\rm X$染色体隐性遗传病的特点是母病子必病,但Ⅲ$\rm -2$色盲,其子Ⅳ$\rm -1$和Ⅳ$\rm -3$却正常,不符合典型的伴$\rm X$染色体隐性遗传病的特点。

$\rm X$染色体上有一个红色觉基因和一个或多个绿色觉基因,只有完整的红色觉基因和距离红色觉基因最近的绿色觉基因才能在视网膜中表达,因红绿色觉基因起源自同一祖先基因,二者高度同源,可发生片段交换形成嵌合基因,从而影响色觉,机理如图乙所示。检测发现$\rm I-1$$\rm I-2$均为色觉正常的纯合子,Ⅲ$\rm -2$的色觉基因组成为  。请根据以上信息回答下列问题:

①根据Ⅲ$\rm -2$的色觉基因组成画出Ⅱ$\rm -1$的色觉基因组成为                

②判断$\rm IV-2$的色觉(辨别红、绿颜色)具体表现为                                                                

③从世代$\rm I$的个体推测$\rm IV-2$患病的根本原因是:                                                                

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 ;红色觉正常,绿色盲或绿色弱;Ⅰ$\\rm -2$减数分裂产生卵细胞时$\\rm X$染色体上的红、绿色觉基因发生片段交换形成嵌合基因(嵌合基因传递给Ⅱ$\\rm -1$,Ⅱ$\\rm -1$传递给Ⅲ$\\rm -2$,进而传递给Ⅳ$\\rm -2$,嵌合基因不能正常表达,从而影响色觉)

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$\rm -2$的色觉基因组成为  ,Ⅲ$\rm -2$的两条$\rm X$染色体,一条来自Ⅱ$\rm -1$,Ⅱ$\rm -1$和Ⅲ$\rm -2$均患病,所以Ⅱ$\rm -1$  这条$\rm X$染色体传递给Ⅲ$\rm -2$。Ⅲ$\rm -2$的儿子Ⅳ$\rm -2$$\rm X$染色体也为  ,所以其色觉表现为红色觉正常,绿色盲或绿色弱。Ⅱ$\rm -1$患病,Ⅰ$\rm -1$和Ⅰ$\rm -2$均为色觉正常的纯合子,说明是Ⅰ$\rm -2$减数分裂产生卵细胞时$\rm X$染色体上的红、绿色觉基因发生片段交换形成嵌合基因,传递给Ⅱ$\rm -1$,并最终传递给Ⅳ$\rm -2$

色觉基因和基因$\rm DXS$均位于$\rm X$染色体,检测发现Ⅲ$\rm -2$和Ⅲ$\rm -3$的色觉基因序列无差异,基因$\rm DXS$序列也无差异。扩增二人的$\rm DXS$,用限制酶$\rm Pst$Ⅰ处理结果相同(图丙中$\rm P$组所示),用限制酶$\rm Hap$Ⅱ和$\rm PstI$混合处理($\rm H$组)结果有差异。已知$\rm Hap$Ⅱ对甲基化的$\rm DNA$无效,推测基因$\rm DXS$与色觉基因的关系是                                                                

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$\\rm DXS$抑制色觉基因表达$\\rm /$甲基化的$\\rm DXS$促进色觉基因表达$\\rm /DXS$的甲基化解除了对色觉基因表达的抑制

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根据电泳图和遗传系谱图可知,Ⅲ$\rm -2$表达来自父方的色觉基因,则Ⅲ$\rm -2$来自父方的$\rm DXS$甲基化,Ⅲ$\rm -3$表达来自母方的色觉基因,则Ⅲ$\rm -3$来自母方的$\rm DXS$甲基化,甲基化的$\rm DXS$,同一条染色体上的色觉基因就表达,所以$\rm DXS$的甲基化可能是解除了对色觉基因表达的抑制。

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