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高中 | 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)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2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)
斑马鱼是科学研究中的全球第三大模式动物,它的性别决定方式是$\rm XY$型,请结合下列有关实验回答问题。
研究发现斑马鱼$\rm A/a$基因与红色色素的合成有关,$\rm B/b$基因与紫色色素的合成有关,$\rm A/a$和$\rm B/b$两对等位基因均不位于$\rm X$、$\rm Y$染色体同源区段。现有纯合红色雌鱼与纯合白色雄鱼杂交,$\rm F_{1}$中紫色雌鱼$\rm :$红色雄鱼$\rm =1:1$,$\rm F_{1}$相互交配,$\rm F_{2}$中红色$\rm :$紫色$\rm :$白色$\rm =3:3:2$。
①斑马鱼体色的遗传遵循基因的自由组合定律,亲代纯合红色雌鱼与纯合白色雄鱼的基因型分别是 。
②另选取表型为 的纯合斑马鱼做亲本,重复实验,也可能得到相同的实验结果。根据实验结果,请用箭头、色素及相关基因描述斑马鱼色素的转化过程为:白色前体物质 。
①已知$\rm F_{1}$相互交配,$\rm F_{2}$中紫色∶白色$\rm =3$∶$\rm 3$∶$\rm 2$,可变形为$\rm 6$∶$\rm 6$∶$\rm 4$,这是$\rm 9$∶$\rm 3$∶$\rm 3$∶$\rm 1$的变式。已知$\rm A/a$基因与红色色素合成有关,$\rm B/b$基因与紫色色素合成有关,纯合红色雌鱼与纯合白色雄鱼杂交,$\rm F_{1}$中紫色雌鱼∶红色雄鱼$\rm =1$∶$\rm 1$,结合上述自由组合定律及性状表现,推测亲本纯合红色雌鱼基因型为$\rm AAX^{b}X^{b}$,纯合白色雄鱼基因型为$\rm aaX^{B}Y$。因为亲本纯合红色雌鱼($\rm AAX^{b}X^{b}$)产生的配子为$\rm AX^{b}$,纯合白色雄鱼($\rm aaX^{b}Y$)产生的配子为$\rm aX^{B}$和$\rm aY$,所以$\rm F_{1}$中紫色雌鱼($\rm AaX^{B}X^{b}$)和红色雄鱼($\rm AaX^{b}Y$)。
②选择亲本重复实验:由于$\rm F_{1}$的基因型为$\rm AaX^{B}X^{b}$和$\rm AaX^{b}Y$,为了得到相同实验结果,应选择白色雌性($\rm aaX^{b}X^{b}$)与紫色雄性($\rm AAX^{B}Y$)纯合斑马鱼做亲本,因为白色雌性($\rm aaX^{b}X^{b}$)产生的配子为$\rm aX^{b}$,紫色雄性($\rm AAX^{B}Y$)产生的配子为$\rm AX^{B}$和$\rm AY$,杂交后$\rm F_{1}$同样会出现紫色雌鱼($\rm AaX^{B}X^{b}$)和红色雄鱼($\rm AaX^{b}Y$),$\rm F_{1}$相互交配也会出现类似的性状分离比。色素转化关系:因为$\rm A/a$基因与红色色素合成有关,$\rm B/b$基因与紫色色素合成有关,且有$\rm A$基因能合成红色色素,在此基础上有$\rm B$基因能合成紫色色素,所以色素转化关系为$\rm \overset{A}{\mathop{\to }}\,$红色色素$\rm \overset{B}{\mathop{\to }}\,$紫色色素。
斑马鱼幼体透明且肌细胞和生殖细胞均存在雌激素受体。将$\rm ERE$、$\rm UAS$、$\rm Gal4$基因和绿色荧光蛋白($\rm GFP$)基因共同转入斑马鱼的 细胞中,培育出转基因斑马鱼$\rm MO$。$\rm MO$可以经济且快速地监测水体中的雌激素类物质$\rm A$,原理如下图所示。
常见的启动子可分为三类:①组成型启动子:驱动基因在所有细胞、组织和器官中持续表达;②组织特异性启动子:调控基因只在某些特定的部位中表达;③诱导型启动子:活性受特定化学物质或环境条件调控。据图分析,$\rm ERE$和$\rm UAS$分别被$\rm A—$受体复合物和酵母来源的$\rm Gal4$蛋白特异性激活,启动下游基因表达,推测$\rm ERE$和$\rm UAS$是两种 (填“组成型启动子”或“诱导型启动子”或“组织特异性启动子”)。研究人员通过检测斑马鱼$\rm MO$的 来确定水体中雌激素类物质$\rm A$的污染情况。
转基因细胞选择:要培育出转基因斑马鱼$\rm MO$,能经济且快速地监测水体中的雌激素类物质$\rm A$,由于胚胎发育是由受精卵开始的,将$\rm ERE$、$\rm UAS$、$\rm Gal4$基因和绿色荧光蛋白($\rm GFP$)基因共同转入斑马鱼的受精卵细胞中,这样发育成的个体才能整体表现出相应的监测功能。 从图中可知,$\rm ERE$和$\rm UAS$分别被$\rm A$ $\rm -$ 受体复合物和酵母来源的$\rm Gal4$蛋白特异性激活,启动下游基因表达,在基因表达调控中,能启动基因表达的通常是启动子,所以推测$\rm ERE$和$\rm UAS$是两种诱导型启动子。 监测水体污染的指标:因为该转基因斑马鱼$\rm MO$中含有绿色荧光蛋白($\rm GFP$)基因,当水体中有雌激素类物质$\rm A$时,通过一系列反应会启动绿色荧光蛋白基因表达,所以研究人员通过检测斑马鱼$\rm MO$的绿色荧光强度来确定水体中雌激素类物质$\rm A$的污染情况,荧光强度越强,说明水体中雌激素类物质$\rm A$含量越高,污染越严重。
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