高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一) 题目答案及解析

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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)

$\rm .$烟草是雌雄同株植物,却无法自交产生后代。这是由$\rm S$基因控制的遗传机制所决定的,其规律如下图所示(注:精子通过花粉管输送到卵细胞所在处,完成受精)。

  

控制该性状的基因在遗传时是否遵循基因自由组合定律?理由是?                                 

[["

不符合只涉及到一对等位基因

"]]

自由组合定律适用于两对以上等位基因的独立遗传,控制该性状的基因只有一对,故不符合自由组合定律。

研究发现,烟草的$\rm S$基因分为$\rm S_{1}$$\rm S_{2}$$\rm S_{3}$……等$\rm 15$种,它们互为等位基因,这体现了基因突变的                 特点。

[["多方向性(不定向)"]]

$\rm S$基因的不同的等位基因就是基因突变产生的,体现了基因突变的不定向性。

如图可见,如果花粉所含$\rm S$基因与母本的任何一个$\rm S$基因种类相同,花粉管就不能伸长完成受精。据此推断在自然条件下,烟草不存在$\rm S$基因的                 个体。

[["纯合"]]

根据题意可知,雌蕊产生的$\rm S$核酸酶进入花粉管中,只能与同型$\rm S$基因表达合成的$\rm S$因子特异性结合,进而将花粉管细胞中的$\rm mRNA$降解,使花粉管不能伸长,则含有$\rm S$基因的雌配子和含有$\rm S$基因的雄配子不能完成受精,因此将不存在$\rm SS$的纯合个体。

将基因型为$\rm S_{1}S_{2}$$\rm S_{1}S_{3}$的烟草间行种植,子代的全部基因型有                 

[["$\\rm S_{1}S_{2}$、$\\rm S_{1}S_{3}$、$\\rm S_{2}S_{3}$"]]

由题意可知,当花粉所含$\rm S$基因种类和母本相同时,就不能完成花粉管的伸长,现在$\rm S_{1}S_{2}$$\rm S_{1}S_{3}$间行种植,由于$\rm S_{2}$的卵细胞(或花粉)不能与$\rm S_{2}$的花粉(或卵细胞)受精,因此全部子代的基因型为$\rm S_{2}S_{3}$$\rm S_{1}S_{3}$$\rm S_{1}S_{2}$

请设计一个方案,培育基因型为:$\rm S_{1}S_{1}$的纯合体烟草:                                                                                  。 

[["

$\\rm S_{1}S_{3}$(或$\\rm S_{1}S_{2}$)的花粉离体培养,用秋水仙素加倍恢复成二倍体,从中筛选基因型$\\rm S_{1}S_{1}$的个体

"]]

单倍体育种能够缩短育种年限,结合信息可知,为培育基因型为$\rm S_{1}S_{1}$的纯合体烟草,可取$\rm S_{1}S_{3}$(或$\rm S_{1}S_{2}$)的花粉离体培养,用秋水仙素加倍恢复成二倍体,从中筛选基因型$\rm S_{1}S_{1}$的个体。

$\rm .$金鱼的观赏价值体现在体形、体色及斑纹的艳丽程度上,雌性鱼类更具有性状优势。科学家用人工诱导雌核发育技术来提高鱼的观赏价值,人工诱导雌核发育的方法有第一次卵裂阻止法(方法一)和第二极体放出阻止法(方法二)。下图所示精子需要用紫外线或$\rm X$光照射进行灭活处理,使其失去遗传能力(破坏染色体),但保留受精能力。回答下列问题:

 

为提高鱼的观赏价值,科学家人工诱导雌核发育时,选择次级卵母细胞而不是极体的原因是                                 

[["

体积大易操作,营养物质多

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由于初级卵母细胞是细胞质不均等分裂, 形成的次级卵母细胞体积大,易操作,营养物质多, 含有激发细胞核全能性的物质,所以经常被作为发 育成个体的实验材料。

“方法一”中,低温阻止第一次卵裂(即该细胞的有丝分裂),导致染色体数目加倍的原理是                 ,该过程发生的时期是                 

[["抑制(破坏)纺锤体的形成","(有丝分裂)前期"]]

低温阻止第一次卵裂,导致染色体数目加倍的原理是抑制纺锤体的形成,纺锤体形成发生在有丝分裂前期,故该过程在有丝分裂前期。

通过“方法二”获得的个体一般都是纯合子,若通过“方法一”获得了杂合子,请分析可能的原因                (写出两种)。“方法二”诱导形成二倍体,这种变异类型属于                                                                                 

[["

基因突变;减数第一次分裂发生交叉互换;

染色体变异(数量、整倍)

"]]

据图可知,若减数第一次分 裂前期同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生了 交叉互换,而导致同一染色体上的两条姐妹染色单体中可能会含有等位基因,或在该过程中发生了基因突变,均可能会获得杂合子;由图示可知,方法二诱导形成二倍体的变异类型是染色体变异。

若使用未经过处理、含有正常染色体的精子受精,再经“方法二”成功发育成金鱼,推测该两种金鱼是否有生育能力?为什么?                                                                                 

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没有三倍体减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能形成成熟的生殖细胞

"]]

若使用未经过处理、含有正常染色体的精子受精,再经“方法二”成功发育成金鱼,由于三倍体减数分裂时同源染色体联会紊乱,不能形成成熟的生殖细胞,故该两种金鱼没有有生育能力。

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