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)

成人的血红蛋白是由两个$\rm \alpha$珠蛋白链和两个$\rm \beta$珠蛋白链组成的四聚体($\rm \alpha2\beta2$)。控制$\rm \alpha$$\rm \beta$珠蛋白合成的基因$\rm A$$\rm B$在染色体上的相对位置关系如图$\rm 1$所示,两个$\rm A$基因表达$\rm \alpha$珠蛋白链的结构和量均相同。因这些基因缺陷导致图$\rm 1$珠蛋白链合成异常所引起的贫血称为地中海贫血,简称地贫。根据缺陷基因类型不同,地贫可分为$\rm \alpha$型、$\rm \beta$型和$\rm \alpha\beta$复合型。请回答下列问题:

基因$\rm A$异常会导致细胞产生异常$\rm \alpha$链引起个体患$\rm \alpha$地贫,这体现了基因控制性状的方式是                                                                ,通常$\rm B$基因内部有$\rm 6$个突变位点,且其中任何一个位点突变均会造成$\rm \beta$珠蛋白合成异常。若单条染色体上的$\rm B$基因中仅会有一处位点发生突变,两个$\rm B$基因均突变才会引起个体患$\rm \beta$地贫,则人群中$\rm \beta$地贫患者的基因型有                种。

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基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状;$\\rm 21$

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基因$\rm A$控制$\rm \alpha$珠蛋白合成,基因$\rm A$异常导致细胞中$\rm \alpha/\beta$肽链比例失衡而引起个体患$\rm \alpha$地贫,体现的是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状;$\rm B$基因内部有$\rm 6$个突变位点,则人群中$\rm \beta$地贫患者中突变纯合子有$\rm 6$种,突变杂合子有$\rm 15$种,共$\rm 21$种基因型。

一般情况下,$\rm \alpha$地贫的严重程度与缺失$\rm A$基因个数相关,下表显示了$\rm A$基因缺少的个数与$\rm \alpha$地贫表型之间的关系,表中$\rm A^{^\circ}$表示$\rm A$基因片段缺失,$\rm A^{+}$表示$\rm A$基因正常,“$\rm /$”同侧的基因位于同一条染色体。

家族成员表型基因型$\rm \alpha$链的合成比例
父亲中度贫血(致残)$\rm A^{+}A{^\circ}/ A^{^\circ}A{^\circ}$未知
女儿中度贫血(致残)$\rm A^{^\circ}A^{+}/ A{^\circ}A{^\circ}$未知
儿子$\rm 1$轻度贫血(标准型)$\rm A^{+}A^{+}/ A{^\circ}A{^\circ}$未知
儿子$\rm 2$静止型(无贫血症状)$\rm A^{+}A^{+}/ A^{+}A{^\circ}$$\rm 75\%$

注:重症(早期死亡),其基因型为$\rm A{^\circ}A{^\circ}/ A{^\circ}A{^\circ}$$\rm \alpha$链的合成比例$\rm 0\%$

根据表中父亲和子女的表型,判断母亲的基因型为                 。儿子$\rm 1$与基因型为$\rm A^{^\circ}A^{+}/ A^{+}A^{+}$的女性婚配,后代患轻度贫血的概率为                 

[["$\\rm A^{+}A^{+}/A^{^\\circ}A^{+}$","$\\rm \\dfrac14$"]]

父亲基因型为$\rm A^{+}A^\circ/A^\circ A^\circ$,根据子代的基因型可推断母亲产生了$\rm A^\circ A^{+}$$\rm A^{+}A^{+}$两种配子,所以母亲基因型为$\rm A^{+}A^{+} /A^\circ A^{+}$。儿子$\rm 1$基因型为$\rm A^{+}A^{+}/A^\circ A^\circ$,与基因型为$\rm A^\circ A^{+}/A^{+}A^{+}$的女性婚配,后代患轻型贫血的基因型为$\rm A^{+}A^{+} /A^\circ A^\circ$,概率为$\rm \dfrac14$

研究发现,胎儿的血红蛋白由$\rm \alpha$珠蛋白和$\rm \gamma$珠蛋白组成,而控制$\rm \gamma$珠蛋白组成的$\rm D$基因同样也位于$\rm 11$号染色体,人出生后,$\rm D$基因的表达由开启变为关闭状态,而$\rm B$基因开始表达,其调控机制如图$\rm 2$所示,研究人员发现某一$\rm \beta$地贫患者甲的症状明显比其他患者轻,并对此开展研究,研究结果如图$\rm 3$

结合图$\rm 2$$\rm 3$分析,正常人$\rm D$基因甲基化水平应比患者甲                (填“高”或“低”或“基本一致”),依据是                                                                。根据以上信息推测,患者甲$\rm \beta$地贫症状较轻的原因是                                                                

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高;患者甲$\\rm D$基因$\\rm mRNA$的表达量高于正常人;患者甲的$\\rm D$基因甲基化水平较低,比普通$\\rm \\beta$地贫患者表达出较多的$\\rm \\gamma$珠蛋白,能与$\\rm \\alpha$珠蛋白构成血红蛋白,贫血症状较轻

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结合图$\rm 2$$\rm 3$分析,$\rm D$基因甲基化后转录水平降低,而正常人$\rm D$基因的$\rm mRNA$相对含量比患者甲要低,所以正常人$\rm D$基因甲基化水平较高;患者甲的$\rm D$基因甲基化水平较低,比普通$\rm \beta$地贫患者表达出较多的$\rm \gamma$珠蛋白,能与$\rm \alpha$珠蛋白构成血红蛋白,贫血症状较轻。

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