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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)
近日,袁隆平团队培育的进行自花传粉“超级稻”亩产$\rm 136$公斤,创下了我国双季稻产量新高。
Ⅰ.研究发现水稻的 $\rm 7$ 号染色体上的一对等位基因 $\rm Dd$ 与水稻的产量相关,$\rm D$ 基因控制高产性状,$\rm d$ 基因控制低产性状。水稻至少有一条正常的$\rm 7$ 号染色体才能存活。研究人员发现两株染色体异常稻(体细胞染色体如图所示),请据图分析回答:
Ⅱ.水稻叶片宽窄受细胞数目和细胞宽度的影响,为探究水稻窄叶突变体的遗传机理,科研人员进行了实验。科研人员利用化学诱变剂处理野生型宽叶水稻,可诱发野生型水稻基因突变,获得水稻窄叶突变体。
植株甲的可遗传变异类型具体为 ,请简要写出区分该变异类型与基因突变最简单的鉴别方法 。
染色体结构变异$\\rm /$染色体片段缺失;用光学显微镜观察区分
"]]甲中的异常染色体与正常染色体比较可知,异常染色体为染色体片段缺失,属于染色体结构变异。基因突变是染色体的某一位点上基因的改变,这种改变在光学显微镜下是无法直接观察到的,而染色体变异是可以用显微镜直接观察到的,所以用光学显微镜观察染色体的形态可以进行区分。
已知植株甲的基因型为$\rm Dd$,若要确定$\rm D$基因位于正常还是异常的$\rm 7$号染色体上,请试用最简单的方法设计实验证明$\rm D$基因的位置(请写出杂交组合预期结果及结论)
① ,将种子种植后观察子代植株的产量,统计性状分离比;
②若子代均为 ,$\rm D$ 基因在$\rm 7$号正常染色体上;若子代高产植株:低产植株为 $\rm 2:1$ ,$\rm D$ 基因在$\rm 7$号异常染色体上;
让甲植株自交产生种子;高产植株
"]]杂交组合预期结果及结论:
①让甲植株自交产生种子,种植后观察统计后代植株的产量;
②如果$\rm D$基因位于正常$\rm 7$号染色体上,则自交结果因$\rm dd$无正常$\rm 7$号染色体不能存活,故全部为高产($\rm DD$、$\rm 2Dd$);如果$\rm D$基因位于异常$\rm 7$号染色体上,则自交结果因$\rm DD$无正常$\rm 7$号染色体不能存活,故高产($\rm Dd$):低产($\rm dd$)$\rm =2:1$。
经实验确定基因$\rm D$位于异常染色体上,以植株甲为父本,正常的低产植株为母本进行杂交,子代中发现了一株植株乙。若植株乙的出现是精子异常所致,则具体原因是 。
$\\rm MI$后期,同源染色体($\\rm 7$ 号)未分离,移向一极
"]]植株甲作为父本,基因型为$\rm Dd$,低产植株为母本,基因型为$\rm dd$,若产生植株乙的基因型为$\rm Ddd$,且植株乙的出现是精子异常所致,则可判断异常精子的基因型为$\rm Dd$,产生的原因为减数第一次分裂后期,两条$\rm 7$号染色体没有分开,移向了细胞的同一极所致。
(规律提炼)若$\rm D$位于异常染色体上,若让植株甲、乙进行杂交, 假设产生配子时,三条互为同源的染色体其中任意两条随机联会,然后分离,多出的一条随机分配到细胞的一极,则子代表现型及比例为 。
高产:低产$\\rm =8:3$
"]]植株甲、乙进行杂交,子代表现型及基因型见下表:
乙的配子 甲的配子 | $\rm D$ | $\rm dd$ | $\rm 2d$ | $\rm 2Dd$ |
$\rm D$ | 不存活 | $\rm Ddd($高产$\rm )$ | $\rm 2Dd($高产$\rm )$ | $\rm 2DDd($高产$\rm )$ |
$\rm d$ | $\rm Dd($高产$\rm )$ | $\rm ddd($低产$\rm )$ | $\rm 2dd($低产$\rm )$ | $\rm 2Ddd($高产$\rm )$ |
由上表可知,高产:低产$\rm =8:3$。
(信息筛选)测定窄叶突变体和野生型宽叶水稻的叶片细胞数目和单个细胞宽度,结果如图所示。该结果说明窄叶是由于 而不是单个细胞宽度变窄所致。
由柱形图分析可知,窄叶性状出现是由于基因突变导致细胞数目减少造成的,每个细胞的宽度没有变窄。
将窄叶突变体与野生型水稻杂交,$\rm F_{1}$均为野生型,$\rm F_{1}$自交,测定$\rm F_{2}$水稻的(单株)叶片宽窄,统计得到野生型$\rm 118$株,窄叶突变体$\rm 41$株,据此推测窄叶性状是 性状。
将窄叶突变体与野生型水稻杂交,$\rm F_{1}$均为野生型,$\rm F_{1}$自交,测定$\rm F_{2}$水稻的(单株)叶片宽窄,统计得到野生型$\rm 118$株,窄叶突变体$\rm 41$株,表现型之比约为$\rm 3:1$,故窄叶为隐性性状。
研究发现,窄叶突变基因位于$\rm 2$号染色体上。科研人员推测$\rm 2$号染色体上已知的三个突变基因可能与窄叶性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如下表所示。
突变基因 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
碱基变化 | $\rm C→CG$ | $\rm C→T$ | $\rm CTT→C$ |
蛋白质 | 与野生型分子结构无差异 | 与野生型有一个氨基酸不同 | 长度比野生型明显变短 |
由上表推测,基因 Ⅰ基因突变 (填“会”或“不会”)导致窄叶性状。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,这是由于基因Ⅲ的突变导致 。
不会;翻译提前终止
"]]由表格信息可知,基因Ⅰ的突变是碱基对增添造成的,突变基因控制合成的蛋白质分子没有改变,由于蛋白质没有发生变化,该基因突变不会导致窄叶性状;基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短,说明基因突变使基因转录形成的$\rm mRNA$上的终止密码子提前,翻译提前终止。
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