稿件来源:高途
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)
秀丽隐杆线虫$\rm ($简称“线虫”$\rm )$是遗传学中重要的模式生物。线虫有雌雄同体$\rm (XX$,$\rm 2n=12)$ 和雄虫$\rm (XO$,$\rm 2n-1=11)$ 两种性别, 雄虫仅占群体的$\rm 0.2\%$。雌雄同体能自体受精或与雄虫交配,但雌雄同体的不同个体之间不能交配。
正常情况下,线虫产生雄性后代的交配方式为 $\rm ($填“自交”“杂交”或“自交和杂交”$\rm )$。理论上仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续,那么自然界中雄虫存在的意义是 。
杂交;使后代呈现多样性,以适应多变的自然环境
"]]因为雌雄同体的不同个体之间不能交配,雌雄同体能自体受精或与雄虫交配,而雄性后代是由含$\rm X$的卵细胞和含$\rm O$的精子结合形成的,含$\rm O$的精子只能来自雄虫,所以正常情况下,线虫产生雄性后代的交配方式为杂交;仅有雌雄同体线虫即可完成线虫种群的延续,自然界中雄虫存在的意义是通过与雌雄同体交配,增加遗传多样性,因为杂交过程中基因的重新组合会产生更多的变异类型,使后代呈现多样性,有利于种群在自然选择中更好地适应多变的自然环境,推动种群的进化。
线虫Ⅰ号染色体上一对等位基因决定其身体细长$\rm (B)$或短粗$\rm (b)$,$\rm X$染色体上一对等位基因决定另一性状的野生型$\rm (D)$对突变型$\rm (d)$。将基因型为 $\rm \text{Bb}{{\text{X}}^{\text{D}}}{{\text{X}}^{\text{d}}}$与$\rm bbX^{d}O$的虫混合培养,则子一代基因型有 种,根据子一代中突变型与野生型的比例 $\rm ($可以$\rm /$不可以$\rm )$验证基因的分离定律。
将基因型为$\rm BbX^{D}X^{d}$与$\rm bbX^{d}O$的虫混合培养,交配方式有两种。第一种 :$\rm BbX^{D}X^{d}$与$\rm bbX^{d}O$杂交,子代基因型有$\rm 2\times 4=8$种。第二种:$\rm BbX^{D}X^{d}$自交,与第一种相比,新出现的基因型有$\rm BBX^{D}X^{D}$、$\rm BBX^{D}X^{d}$、$\rm BBX^{d}X^{d}$、$\rm BbX^{D}X^{D}$、$\rm bbX^{D}X^{D}$,共$\rm 13$种基因型。子一代中突变型与野生型比例可反映等位基因分离情况,能验证基因分离定律。因为有两种交配方式,且两种交配方式的概率未知,根据子一代中突变型与野生型的比例不可以验证基因的分离定律。
$\rm QF/QUAS$是人工合成的基因表达调控系统,$\rm QF$ 表达产物能够与诱导型启动子$\rm QUAS$ 结合,并驱动下游基因的表达。科研人员将$\rm QF$插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上,将一个$\rm QUAS—$红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上。现利用上述转基因线虫进行杂交得$\rm F$₁,$\rm F$₁中红色荧光个体相互交配得到$\rm F_2$,得到如下实验结果。
$\rm F_1$ | $\rm F_2$ |
红色荧光个体:无色个体$\rm =1:3$ | 红色荧光个体:无色个体$\rm =9:7$ |
①仅根据上述杂交结果判断$\rm QUAS——$红色荧光蛋白融合基因 $\rm ($是$\rm /$否$\rm )$插入Ⅱ号染色体上,依据是 。
②进一步调查发现$\rm F_2$中雌雄同体和雄虫中的体色比例不同,推测最可能的原因是 ,若统计$\rm F_2$中无色雄虫占比是 ,说明推测是正确的。
否;杂交结果显示$\\rm F_{2}$表型及比例是$\\rm 9:7$,说明$\\rm F_{1}$在产生配子时符合基因的自由组合定律,可确定$\\rm QUAS—$红色荧光蛋白基因没有插入Ⅱ号染色体上;$\\rm QUAS—$红色荧光蛋白基因插入线虫的$\\rm X$染色体上;$\\rm \\dfrac{5}{16}$
"]]①若两对基因位于非同源染色体上,遵循自由组合定律,$\rm F_1$中红色荧光个体(假设为双杂合子)相互交配,$\rm F_{2}$中红色荧光个体(双显性状):无色个体(其他三种性状组合)$\rm =9:7$,这是自由组合定律中$\rm 9:3:3:1$的变式 。若$\rm QUAS—$红色荧光蛋白融合基因插入Ⅱ号染色体上,即两对基因位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律,$\rm F_{2}$的性状分离比不会是$\rm 9:7$。所以仅根据上述杂交结果能判断$\rm QUAS—$红色荧光蛋白融合基因没有插入Ⅱ号染色体上,依据是$\rm F_{2}$中红色荧光个体:无色个体$\rm =9:7$,符合基因自由组合定律的性状分离比;
②乙组同学另选一对亲代蝇进行以上的杂交实验,发现$\rm F_{2}$中雄雄果蝇中翅色比例不同,最可能的原因是$\rm QUAS-$红色荧光蛋白基因可能插入雌雄同体线虫的$\rm X$染色体上。假设$\rm QF$基因用$\rm A$表示,无$\rm QF$基因用$\rm a$表示,$\rm QUAS—$红色荧光蛋白基因用$\rm B$表示,无该基因用$\rm b$表示,由于$\rm F_{2}$中红色荧光个体:无色个体$\rm =9:7$,可知$\rm F_{1}$红色荧光个体是双杂合子(假设为$\rm AaBb$)。又因为$\rm QF$插入雄虫的一条Ⅱ号染色体上,$\rm QUAS—$红色荧光蛋白基因插入雌雄同体线虫的一条染色体上,若控制体色的基因位于$\rm X$染色体上,且$\rm F2$中红色荧光个体:无色个体$\rm =9:7$,则$\rm F_{1}$中红色荧光个体基因型为$\rm AaX^{B}X^{b}$(雌雄同体)和$\rm AaX^{B}O$(雄虫),雌雄同体的不同个体之间不能交配,只能与雄虫交配,$\rm F_{2}$中无色雄虫($\rm aaXO$、$\rm A\_X^{b}O$)的比例为$\rm \dfrac14\times \dfrac12+\dfrac34\times \dfrac14=\dfrac{5}{16}$。所以若统计$\rm F_{2}$中无色雄虫占比是$\rm \dfrac{5}{16}$,说明推测是正确的。
线虫的正常培养温度为$\rm 20^\circ\rm C$,研究发现将雌雄同体线虫置于$\rm 30^\circ\rm C$一段时间,收回正常培养环境后,种群中雄虫比例会升高,推测升温度使雌雄同体线虫的减数分裂发生了异常,则该异常具体表现为 。
减数分裂Ⅰ后期两条$\\rm X$染色体未分开或减数分裂Ⅱ后期$\\rm X$姐妹染色单体分开后移入同一极
"]]正常情况下雌雄同体产生的配子都含$\rm X$染色体。将雌雄同体线虫置于$\rm 30^\circ\rm C$一段时间后,种群中雄虫比例升高,雄虫的性染色体为$\rm XO$,说明减数分裂Ⅰ后期两条$\rm X$的同源染色体染色体未分开或减数分裂Ⅱ后期$\rm X$姐妹染色单体未分离,导致产生了不含$\rm X$染色体的配子,这些不含$\rm X$染色体的配子与含$\rm X$染色体的配子结合,就会产生$\rm XO$的雄虫。
高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)题目答案及解析(完整版)