稿件来源:高途
高中 | 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)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2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
某二倍体两性花植物的花色由$\rm 2$对等位基因$\rm A$、$\rm a$和$\rm B$、$\rm b$控制,该植物有$\rm 2$条蓝色素合成途径。基因$\rm A$和基因$\rm B$分别编码途径①中由无色前体物质$\rm M$合成蓝色素所必需的酶$\rm A$和酶$\rm B$;另外,只要有酶$\rm A$或酶$\rm B$存在,就能完全抑制途径②的无色前体物质$\rm N$合成蓝色素。已知基因$\rm a$和基因$\rm b$不编码蛋白质,无蓝色素时植物的花为白花。相关杂交实验及结果如表所示,不考虑其他突变和染色体互换;各配子和个体活力相同。
组别 | 亲本杂交组合 | $\rm F_{1}$ | $\rm F_{2}$ |
实验一 | 甲(白花植株)$\rm \times $乙(白花植株) | 全为蓝花植株 | 蓝花植株:白花植株$\rm =10:6$ |
实验二 | $\rm AaBb$(诱变)(♂)$\rm \times aabb$(♀) | 发现$\rm 1$株三体蓝花植株,该三体仅基因$\rm A$或$\rm a$所在染色体多了$\rm 1$条 |
据实验一分析,等位基因$\rm A$、$\rm a$和$\rm B$、$\rm b$的遗传 (填“符合”或“不符合”)自由组合定律。实验一的$\rm F_{2}$中,蓝花植株纯合体的占比为 。
实验一,亲本甲白花植株和乙白花植株杂交,子一代均为蓝花植株,蓝花植株自交子二代蓝花植株:白花植株$\rm =10:6$,为$\rm 9:3:3:1$的变式,满足自由组合定律,且已知某二倍体两性花植物的花色由$\rm 2$对等位基因$\rm A$、$\rm a$和$\rm B$、$\rm b$控制,因此等位基因$\rm A$、$\rm a$和$\rm B$、$\rm b$的遗传符合自由组合定律。基因$\rm A$和基因$\rm B$分别编码途径①中由无色前体物质$\rm M$合成蓝色素所必需的酶$\rm A$和酶$\rm B$;另外,只要有酶$\rm A$或酶$\rm B$存在,就能完全抑制途径②的无色前体物质$\rm N$合成蓝色素,说明$\rm A\_B\_$和$\rm aabb$表现为蓝花,$\rm A\_bb$和$\rm aaB\_$表现为白花,蓝花纯合子为$\rm AABB$和$\rm aabb$,分别占$\rm \dfrac{1}{16}$,因此蓝花植株纯合体的占比为$\rm \dfrac{2}{16}=\dfrac18$。
已知实验二中被诱变亲本在减数分裂时只发生了$\rm 1$次染色体不分离。实验二中的$\rm F_{1}$三体蓝花植株的$\rm 3$种可能的基因型为$\rm AAaBb$、 。请通过$\rm 1$次杂交实验,探究被诱变亲本染色体不分离发生的时期。已知三体细胞减数分裂时,任意$\rm 2$条同源染色体可正常联会并分离,另$\rm 1$条同源染色体随机移向细胞任一极。
实验方案: (填标号),统计子代表型及比例。
①三体蓝花植株自交 ②三体蓝花植株与基因型为$\rm aabb$的植株测交
预期结果:若 ,则染色体不分离发生在减数分裂Ⅰ;否则,发生在减数分裂Ⅱ。
$\\rm AaaBb$、$\\rm aaabb$;①;子代蓝花:白花$\\rm =5:3$
"]]已知该三体蓝花植株仅基因$\rm A$或$\rm a$所在染色体多了$\rm 1$条,且被诱变亲本在减数分裂时只发生了$\rm 1$次染色体不分离,同时含$\rm A$、$\rm B$个体或同时不含$\rm A$、$\rm B$个体表现为蓝花,可能的原因是减数第一次分裂含$\rm A$和$\rm a$的同源染色体未分离,产生$\rm AaB$的配子,与母本产生的$\rm ab$配子结合形成$\rm AaaBb$蓝花个体;也可能是减数第一次分裂正常,减数第二次分裂含$\rm A$的姐妹染色单体分离后移向同一极,从而产生$\rm AAB$的配子,与母本产生的$\rm ab$配子结合形成$\rm AAaBb$的蓝花个体;也可能是减数第二次分裂后期,含$\rm a$的姐妹染色单体分离后移向同一极,产生$\rm aab$的配子,与母本产生的$\rm ab$配子结合形成$\rm aaabb$的蓝花个体。
减数第一次分裂异常产生的三体蓝花植株基因型为$\rm AaaBb$,减数第二次分裂异常产生的三体蓝花植株基因型为$\rm AAaBb$或$\rm aaabb$,无论自交还是测交,若子代都只有蓝花,则该蓝花植株基因型为$\rm aaabb$,因此需要区分蓝花植株基因型为$\rm AaaBb$还是$\rm AAaBb$。若进行测交,$\rm AaaBb$个体进行测交,利用分离定律思维求解,先考虑$\rm A$、$\rm a$基因,$\rm Aaa$可以产生的配子种类及比例为$\rm A:a:Aa:aa=1:2:2:1$,测交后代含$\rm A$的个体和不含$\rm A$的个体比值为$\rm 1:1$,再考虑$\rm B$、$\rm b$基因,测交的结果是$\rm Bb:bb=1:1$,因此子代蓝花:白花$\rm =1:1$;$\rm AAaBb$个体进行测交,利用分离定律思维求解,先考虑$\rm A$、$\rm a$基因,$\rm AAa$可以产生的配子种类及比例为$\rm A:a:AA:Aa=2:1:1:2$,测交后代含$\rm A$的个体和不含$\rm A$的个体比值为$\rm 5:1$,再考虑$\rm B$、$\rm b$基因,测交的结果是$\rm Bb:bb=1:1$,因此子代蓝花:白花$\rm =1:1$,两种基因型的个体测交结果相同,无法进行判断。若进行自交,$\rm AaaBb$个体进行测交,利用分离定律思维求解,先考虑$\rm A$、$\rm a$基因,$\rm Aaa$可以产生的配子种类及比例为$\rm A:a:Aa:aa=1:2:2:1$,含$\rm A$的配子:不含$\rm A$配子$\rm =1:1$,自交后代含$\rm A$的个体和不含$\rm A$的个体比值为$\rm 3:1$,再考虑$\rm B$、$\rm b$基因,自交的结果是$\rm BB:Bb:bb=1:2:1$,因此子代蓝花:白花$\rm =5:3$;$\rm AAaBb$个体进行自交,利用分离定律思维求解,先考虑$\rm A$、$\rm a$基因,$\rm AAa$可以产生的配子种类及比例为$\rm A:a:AA:Aa=2:1:1:2$,含$\rm A$的配子:不含$\rm A$配子$\rm =5:1$,自交后代含$\rm A$的个体和不含$\rm A$的个体比值为$\rm 35:1$,再考虑$\rm B$、$\rm b$基因,自交的结果是$\rm BB:Bb:bb=1:2:1$,因此子代蓝花:白花$\rm =1:1$,蓝花:白花$\rm =(\rm 35\times 3+1):(35+3)=53:19$,两种三体蓝花植株自交子代表型及比例不同,可以判断染色体分离异常发生的时期。
已知基因$\rm B→b$只由$\rm 1$种染色体结构变异导致,且该结构变异发生时染色体只有$\rm 2$个断裂的位点。为探究该结构变异的类型,依据基因$\rm B$所在染色体的$\rm DNA$序列,设计了如图所示的引物,并以实验一中的甲、乙及$\rm F_{2}$中白花植株(丙)的叶片$\rm DNA$为模板进行了$\rm PCR$,同$\rm 1$对引物的扩增产物长度相同,结果如图所示,据图分析,该结构变异的类型是 。丙的基因型可能为 ;若要通过$\rm PCR$确定丙的基因型,还需选用的$\rm 1$对引物是 。
倒位;$\\rm aaBB$或$\\rm aaBb$;$\\rm F_{1}F_{2}$或$\\rm R_{1}R_{2}$
"]]染色体结构变异包括了染色体片段的缺失、重复、倒位和易位,已知同一对引物的扩增产物长度相同,若为易位、缺失和重复则导致$\rm b$基因和$\rm B$基因碱基长度不同,因此用同一对引物扩增产生的片段长度不同,因此判断该结构变异为倒位。甲、乙基因型为$\rm aaBB$、$\rm AAbb$,结合电泳结果可知,甲无论用哪一对引物扩增均能扩增出产物,引物是根据$\rm B$基因的碱基序列设计的,因此判断甲的基因型为$\rm aaBB$,乙的基因型为$\rm AAbb$,$\rm F_{2}$白花的基因型有$\rm AAbb$、$\rm Aabb$、$\rm aaBB$、$\rm aaBb$,丙用$\rm F2R1$扩增结果与甲相同,与乙不同,说明丙含有$\rm B$基因,因此丙的基因型为$\rm aaBB$或$\rm aaBb$。根据电泳结果判断是$\rm F_{2}$和$\rm R_{2}$对应的$\rm DNA$片段发生了倒位,使得基因$\rm B$突变为$\rm b$,倒位后获得的$\rm b$基因,$\rm F_{1}R_{2}$引物对应的是同一条单链,$\rm F_{2}R_{1}$引物对应的是同一条单链,因此用$\rm F_{2}R_{1}$扩增,乙植物无法扩增出产物。为了确定丙的基因型,即确定是否含有$\rm b$基因,可以选择引物$\rm F_{1}F_{2}$或$\rm R_{1}R_{2}$,由于$\rm B$基因$\rm F_{1}F_{2}$引物对应的是同一条单链,$\rm R_{1}R_{2}$对应的另一条单链,因此无法扩增,而由于倒位,$\rm b$基因可以正常扩增。
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