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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)
科学家系统解析了豌豆$\rm 7$对性状的遗传基础,以下为部分实验,回答下列问题。
将控制花腋生和顶生性状的基因定位于$\rm 4$号染色体上,用$\rm F/f$表示。在大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,$\rm F_{2}$腋生:顶生约为$\rm 3:1$,符合孟德尔的 定律。
豌豆花腋生和顶生性状属于相对性状,其由一对等位基因$\rm F/f$控制,即一对等位基因控制的一对相对性状;大多数腋生纯系与顶生纯系的杂交中,$\rm F_{2}$腋生:顶生约为$\rm 3:1$,符合孟德尔的分离定律。
然而,某顶生个体自交,子代个体中$\rm 20\%$以上表现为腋生。此现象 (填“能”或“不能”)用基因突变来解释,原因是 。
不能;基因突变的频率很低
"]]基因突变具有低频性,即频率很低,若发生基因突变,某顶生个体自交,不可能出现子代个体中$\rm 20\%$以上表现为腋生。即某顶生个体自交,子代个体中$\rm 20\%$以上表现为腋生。此现象不能用基因突变来解释,原因是基因突变出现的频率很低。
定位于$\rm 6$号染色体上的基因$\rm D/d$可能与($\rm 2$)中的现象有关。为了验证这个假设,用两种纯种豌豆杂交得到$\rm F_{1}$,$\rm F_{1}$自交产生的$\rm F_{2}$表型和基因型的对应关系如下表,表格内“$\rm +$”、“$\rm -$”分别表示有、无相应基因型的个体。
腋生表型 | 顶生表型 | ||||||
基因型 | $\rm FF$ | $\rm Ff$ | $\rm ff$ | 基因型 | $\rm FF$ | $\rm Ff$ | $\rm ff$ |
$\rm DD$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm -$ | $\rm DD$ | $\rm -$ | $\rm -$ | $\rm +$ |
$\rm Dd$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm -$ | $\rm Dd$ | $\rm -$ | $\rm -$ | $\rm +$ |
$\rm dd$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm dd$ | $\rm -$ | $\rm -$ | $\rm -$ |
结果证实了上述假设,则$\rm F_{2}$中腋生$\rm :$顶生的理论比例为 ,并可推出($\rm 2$)中顶生亲本的基因型是 。
分析题表可知,$\rm F_{2}$中$\rm F\_D\_+F\_dd+ffdd$为腋生,$\rm ffD\_$为顶生,可见$\rm F_{2}$属于$\rm 9:3:3:1$变式,即$\rm F_{2}$中腋生($\rm F\_D\_+F\_dd+ffdd=9+3+1=13$):顶生$(\rm ffD\_=3) =13:3$,可见($\rm 2$)中顶生亲本的基因型为$\rm ffDd$。
研究发现群体中控制黄色子叶的$\rm Y$基因有两种突变形式$\rm y-1$和$\rm y-2$,基因结构示意图如下。$\rm Y$突变为$\rm y-1$导致其表达的蛋白功能丧失,$\rm Y$突变为$\rm y-2$导致 。$\rm y-1$和$\rm y-2$纯合突变体都表现为绿色子叶。
在一次$\rm y-1$纯合体与$\rm y-2$纯合体杂交中,$\rm F_{1}$全部为绿色子叶,$\rm F_{2}$出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。图中哪一个位点发生断裂并交换能解释上述现象? (填“①”或“②”或“③”)。若此$\rm F_{1}$个体的$\rm 20$个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生 个具有正常功能$\rm Y$基因的子细胞。
基因无法正常表达;②;$\\rm 20/$二十
"]]分析题图可知,$\rm Y$基因非编码区启动子区缺失了部分序列使得$\rm Y$基因突变为$\rm y-2$,导致$\rm RNA$聚合酶无法识别并结合启动子,基因无法正常表达。
根据题意可知,$\rm Y$控制黄色子叶,$\rm y-1$因为编码区插入了一段$\rm DNA$序列导致其表达的蛋白功能丧失,而$\rm y-2$因为启动子区缺失了部分序列导致基因无法正常表达;在一次$\rm y-1$纯合体与$\rm y-2$纯合体杂交中,$\rm F_{1}$全部为绿色子叶,$\rm F_{2}$出现黄色子叶个体,这种现象可因减数分裂过程中发生染色体互换引起。分析题图可知,图中$\rm y-1$与$\rm y-2$②位点发生断裂并交换,能产生正常$\rm Y$基因,可解释上述现象。在一次$\rm y-1$纯合体与$\rm y-2$纯合体杂交中,$\rm F_{1}$全部为绿色子叶,$\rm F_{1}$基因型为$\rm y-1y-2$,$\rm 1$个基因型为$\rm y-1y-2$的花粉母细胞经过减数分裂且减数分裂中发生一次②位点的交换,产生$\rm 4$个精细胞,其中只有$\rm 1$个具有正常功能$\rm Y$基因,则$\rm F_{1}$个体的$\rm 20$个花粉母细胞(精母细胞)在减数分裂中各发生一次此类交换,在减数分裂完成时会产生$\rm 20$个具有正常功能$\rm Y$基因的子细胞。
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