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高中 | 第1 节 基因突变和基因重组题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二 遗传与进化
第五章 基因突变及其他变异
第1 节 基因突变和基因重组
某种二倍体观赏鱼类尾鳍有多种,其中圆尾、扇尾和三角尾受到$\rm A/a$、$\rm B/b$两对等位基因的控制,$\rm A$、$\rm a$位于常染色体上,$\rm B$、$\rm b$仅位于$\rm X$染色体上,且两种隐性基因均纯合时致死。科学家为研究三种尾鳍表型的遗传机制,进行了甲乙两组杂交实验,结果如表($\rm F_{1}$随机交配得到$\rm F_{2}$)。
| 编号 | 母本表型 | 父本表型 | $\rm F_{1}$表型及比例 | $\rm F_{2}$表型及比例 |
| 甲 | 圆尾 | 三角尾 | 圆尾雄∶扇尾雌$\rm =1: 1$ | 三角尾∶圆尾∶扇尾$\rm =1: 3: 3$ |
| 乙 | 三角尾 | 圆尾 | 扇尾雄∶扇尾雌$\rm =1: 1$ | 三角尾∶圆尾∶扇尾$\rm =1: 1: 3$ |
杂交实验甲和乙为 实验,该实验通常用于判断 (写出一点)。
正反交;某性状的遗传方式是细胞质遗传还是细胞核遗传、核基因位于常染色体上还是性染色体上
"]]实验甲(母本圆尾$\rm \times $父本三角尾)与实验乙(母本三角尾$\rm \times $父本圆尾)是交换亲本表型的杂交设计,属于正反交实验。正反交实验通常用于判断某性状的遗传方式是细胞质遗传还是细胞核遗传,或核基因位于常染色体上还是性染色体上(例如若正反交结果不同,则性状遗传可能与性染色体相关)。
杂交实验甲中母本的基因型是 ,$\rm F_{2}$扇尾个体中纯合子所占比例是 。
由题干信息、甲和乙杂交实验$\rm F_{1}$表型可知,扇尾应该是双显个体,圆尾和三角尾为单显个体,亲本均为纯合子;甲亲本基因型为$\rm AAX^{b}X^{b}\times aaX^{B}Y$或$\rm aaX^{B}X^{B}\times AAX^{b}Y$,其$\rm F_{1}$分别为$\rm AaX^{b}Y:AaX^{B}X^{b}=1:1$或$\rm AaX^{B}Y:AaX^{B}X^{b}=1:1$,发现后者不符合题意;可见甲亲本的基因型为圆尾$\rm AAX^{b}X^{b}\times $三角尾$\rm aaX^{B}Y$,扇尾为双显,则$\rm F_{1}Aa\times Aa$,$\rm F_{2}$中$\rm AA$占$\rm \dfrac{1}{4}$,$\rm Aa$占$\rm \dfrac{1}{2}$,$\rm F_{1}X^{b}Y\times X^{B}X^{b}$,$\rm F_{2}$中$\rm X^{B}Y$占$\rm \dfrac{1}{4}$,$\rm X^{B}X^{b}$占$\rm \dfrac{1}{4}$,而$\rm aaX^{b}Y$($\rm \dfrac{1}{16}$)和$\rm aaX^{b}X^{b}$($\rm \dfrac{1}{16}$)致死,即$\rm F_{2}$中扇尾的基因型为$\rm AAX^{B}Y\left(\rm \dfrac{1}{14}\right):AAX^{B}X^{b}\left(\rm \dfrac{1}{14}\right):\rm AaX^{B}Y\left(\rm \dfrac{1}{7}\right):\rm AaX^{B}X^{b}\left(\rm \dfrac{1}{7}\right)=1:1:2:2$,$\rm F_{2}$中扇尾的基因型有$\rm 4$种,其中纯合子的比例是$\rm \dfrac{1}{6}$。
在与$\rm a$基因的$\rm mRNA$比对时发现$\rm A$基因的$\rm mRNA$多了$\rm 1386$个核苷酸,插入位置如图$\rm 1$所示。据图分析,$\rm AAX^{B}Y$与$\rm aaX^{B}Y$的个体尾鳍形状不同的机制是 。
$\\rm a$基因发生碱基对的增添后,突变成了$\\rm A$,该突变导致终止密码子提前出现,其编码的多肽链比$\\rm a$基因编码的多肽链更短(或减少了$\\rm 428$个氨基酸)
"]]已知$\rm UAA$为终止密码子,$\rm A$基因对应的$\rm mRNA$翻译区的第$\rm 232$个核苷酸和$\rm 233$个核苷酸之间增加了$\rm 1386$个核苷酸,属于基因突变中的增添;并且插入的第$\rm 60\sim 63$个核苷酸组成了终止密码子,使得终止密码子提前出现,翻译提前终止,因此$\rm A$基因编码的多肽链长度为$\dfrac{\rm 232+59}{3}=97$个氨基酸,$\rm a$基因编码的多肽链长度为$\rm \dfrac{1575}{3}=525$个氨基酸,$\rm A$基因编码的多肽链比$\rm a$基因编码的多肽链减少了$\rm 525-97=428$个氨基酸。
$\rm SSR$是染色体中的简单重复$\rm DNA$序列,非同源染色体上的$\rm SSR$、不同品种的同源染色体上的$\rm SSR$都不同,利用电泳技术可将其分开,并用于基因定位。若上述$\rm A/a$基因位于$\rm 3$号或$\rm 4$号染色体上,为了确定其所在染色体,将实验甲中母本的$\rm 3$号和$\rm 4$号染色体上特有的$\rm SSR$分别记为$\rm SSR-M3$、$\rm SSR-M4$(如图$\rm 2$所示),选实验甲中$\rm F_{1}$的部分精子的$\rm DNA$为模板进行$\rm PCR$并进行电泳检测,部分结果如下表(能反映理论值)所示。
| 精子编号 | $\rm 1$ | $\rm 2$ | $\rm 3$ | $\rm 4$ | $\rm 5$ | $\rm 6$ | $\rm 7$ | $\rm 8$ | $\rm 9$ | $\rm 10$ | $\rm 11$ | $\rm 12$ | $\rm 13$ | $\rm 14$ | $\rm 15$ | $\rm 16$ | |
| 相关序列 | $\rm SSR-M3$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | ||||||||
| $\rm SSR-M4$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | |||||||||
| 基因$\rm a$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | $\rm +$ | |||||||||
(注:“$\rm +$”表示能检测到相关序列,每个编号下的精子均为单个。)
据表分析,基因$\rm a$应位于 号染色体上,判断的依据是 。
$\\rm 4$;含$\\rm SSR-M4$的精子均不含基因$\\rm a$,不含$\\rm SSR-M4$的精子均含基因$\\rm a$
"]]由图可知,含$\rm SSR-M4$的精子均不含基因$\rm a$,不含$\rm SSR-M4$的精子均含基因$\rm a$,推测基因$\rm a$与$\rm SSR-M4$位于一条染色体上,故$\rm A/a$位于$\rm 4$号染色体。
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