高中 | 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第三章 基因的本质

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段

$\rm I$.果蝇是进行遗传学研究的模式生物,其有$\rm 3$对常染色体(分别编号为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和$\rm 1$ 对性染色体。请回答下列问题:

雄果蝇含有                 条形态、功能不同的染色体。

[["$\\rm 5/$五"]]

雄果蝇共有$\rm 8$条染色体,包括$\rm 6$条常染色体和$\rm 2$条性染色体($\rm XY$),故含有$\rm 4+X+Y=5$条形态、功能不同的染色体。

科研人员培育出果蝇甲品系,其$\rm 4$种突变性状(多翅脉、卷曲翅、短刚毛、钝圆平衡棒) 分别由一种显性突变基因控制,位置如图,突变基因纯合时胚胎致死(不考虑同源染色体非姐妹染色单体的互换)。

  

①果蝇甲品系雌果蝇产生的卵细胞有                 种(只考虑图示基因)。

②果蝇甲品系遗传时,下列基因遵循自由组合定律的是                 (填字母)。

$\rm a.$ $\rm A/a$$\rm C/c$             $\rm b.$ $\rm A/a$$\rm S/s$         $\rm c.$ $\rm A/a$$\rm T/t$

$\rm d.$ $\rm C/c$$\rm S/s$             $\rm e.$ $\rm C/c$$\rm T/t$         $\rm f.$ $\rm S/s$$\rm T/t$

[["$\\rm 4/$四","$\\rm bcde$"]]

①图示$\rm A/a$$\rm C/c$连锁,$\rm S/s$$\rm T/t$连锁,只考虑图示基因,则果蝇甲品系雌果蝇产生的卵细胞有$\rm 2\times 2=4$种。

②基因自由组合定律是进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合,果蝇甲品系遗传时,遵循自由组合定律的是$\rm A/a$$\rm S/s$$\rm A/a$$\rm T/t$$\rm C/c$$\rm S/s$$\rm C/c$$\rm T/t$ ,故选:$\rm bcde$

果蝇甲品系的雌、雄个体间相互交配,子代果蝇的胚胎致死率为                 

[["$\\rm 75\\%/\\dfrac{3}{4}$"]]

因为果蝇甲品系含有$\rm 4$种显性突变基因,且控制刚毛和平衡棒的基因位于一对同源染色体上,控制翅形和翅脉的基因位于另一对同源染色体上,都位于一对同源染色体上,故不能自由组合,且突变基因纯合时胚胎致死,甲品系内的雌雄交配的后代中$\rm AaCc$$\rm \dfrac{1}{2}$$\rm AAcc$$\rm \dfrac{1}{4}$$\rm aaCC$$\rm \dfrac{1}{4}$,另一对后代$\rm SsTt$$\rm \dfrac{1}{2}$$\rm SStt$$\rm \dfrac{1}{4}$$\rm ssTT$$\rm \dfrac{1}{2}$,由于突变基因(显性基因)纯合时胚胎致死,故存活个体即$\rm AaCcSsTt$$\rm \dfrac{1}{2}\times \dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{4}=25\%$,则致死率$\rm =1-\dfrac{1}{4}=\dfrac{3}{4}=75\%$

为探究果蝇眼色基因($\rm B$$\rm b$)的位置,科研人员进行了如图的杂交实验(除图中性状 外,其他均为隐性性状):

  

根据上述结果,判断$\rm B$$\rm b$基因                (填“一定”或“不一定”)位于常染色体上,简要说明理由:                                                                                 

[["

不一定;$\\rm B$$\\rm b$基因也可能位于$\\rm X$$\\rm Y$染色体的同源区段上

"]]

分析题意,用纯合红眼正常翅雄果蝇与紫眼卷曲翅雌果蝇杂交,子一代中出现红眼卷曲翅雌:红眼卷曲翅雄:红眼正常翅雌:红眼正常翅雄$\rm ≈1$$\rm 1$$\rm 1$$\rm 1$,据图无法判断$\rm B$$\rm b$基因一定位于常染色体上,因为$\rm B$$\rm b$也可能位于$\rm X$$\rm Y$染色体的同源区段,如$\rm X^{B}Y^{B}\times X^{b}X^{b}→X^{B}X^{b}$$\rm X^{b}Y^{B}$,也符合题意。

$\rm II.$自然界中果蝇的直刚毛和焦刚毛由等位基因$\rm D/d$控制。研究者进行如下杂交实验 (注:$\rm F$₁中雌雄个体数相同),据表分析回答下列问题:

杂交实验组合亲本$\rm (P)$$\rm F_{1}$
组合①焦刚毛直刚毛直刚毛焦刚毛
组合②直刚毛焦刚毛直刚毛直刚毛

$\rm D/d$是一对等位基因,其本质区别是                                                  

[["

碱基对的排列顺序不同$\\rm /$核苷酸序列不同$\\rm /$碱基对序列不同

"]]

$\rm D/d$是一对等位基因,其本质区别是碱基对的排列顺序不同。

直刚毛对焦刚毛为                性;$\rm D/d$基因位于                (填“常”、“$\rm X$”或“$\rm Y$”) 染色体上,判断依据是                                                  

[["

显;$\\rm X$;正交与反交结果表现不一致,且子代雌雄都有直刚毛

"]]

分析题意,组合②中亲本为焦刚毛和直刚毛,子一代均为直刚毛,说明直刚毛对焦刚毛是显性;组合①和组合②是正反交实验,子代中表现不同,且子代雌雄都有直刚毛,说明该性状相关基因$\rm D/d$位于$\rm X$染色体上。

组合①的$\rm F$₁随机交配得到$\rm F_{2}$$\rm F_{2}$中雌果蝇有                 种基因型;组合②的$\rm F_{1}$随机交配得到$\rm F_{2}$$\rm F_{2}$的雌果蝇中直刚毛所占比例为                 

[["$\\rm 2/$$\\rm /$两","$\\rm 100\\%/1$"]]

组合①的亲本基因型是$\rm X^{d}X^{d}\times X^{D}Y$,子一代基因型是$\rm X^{D}X^{d}$$\rm X^{d}Y$$\rm F_{2}$中雌果蝇有$\rm X^{D}X^{d}$$\rm X^{d}X^{d}$,有$\rm 2$种基因型;组合②的亲本基因型是$\rm X^{D}X^{D}\times X^{d}Y$,子一代基因型是$\rm X^{D}X^{d}$$\rm X^{D}Y$$\rm F_{1}$随机交配得到$\rm F_{2}$$\rm F_{2}$的雌果蝇包括$\rm X^{D}X^{D}$$\rm X^{D}X^{d}$,其中直刚毛($\rm X^{D}X^{-}$)所占比例为$\rm 100\%$

在全为焦刚毛的果蝇种群中,偶然发现了一只直刚毛雄果蝇,现要探究该直刚毛雄果蝇出现的原因是发生了基因突变,还是由于只是受环境剧烈变化引起的性状改变,欲设计一个简便的实验验证,实验思路为                                                                                  

[["

让该直刚毛雄果蝇与多只焦刚毛雌果蝇杂交得到$\\rm F$₁代,在正常(且适宜)的环境中培养$\\rm F$₁代,观察统计$\\rm F$₁代的表型及比例

"]]

在全为焦刚毛的果蝇种群中,偶然发现了一只直刚毛雄果蝇,现要探究该直刚毛雄果蝇出现的原因是发生了基因突变,还是由于只是受环境剧烈变化引起的性状改变,由于两者的本质区别在于遗传物质是否发生改变,故可让该直刚毛雄果蝇与多只焦刚毛雌果蝇杂交得到$\rm F_{1}$代,在正常(且适宜)的环境中培养$\rm F_{1}$代,观察统计$\rm F_{1}$代的表型及比例。

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