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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)
研究者在秦岭地区发现了棕色大熊猫。大熊猫毛色与黑色素沉积形成的黑色素体有关。
研究者研究了三个大熊猫家系,如图$\rm 1$所示($\rm Qizai$和$\rm Huahua$为棕色),$\rm B/b$基因表达情况直接与黑色素形成有关。据此推测大熊猫棕色的遗传方式最可能是由 (常$\rm /X$)染色体上的 基因控制。
研究者研究了三个大熊猫家系,图中$\rm Qizai$和$\rm Huahua$为棕色,根据相对性状的个体杂交后代没有出现棕色,因此可判断棕色为隐性,棕色$\rm Huahua$生出的雄性个体表现为黑色,因而可判断大熊猫棕色的遗传方式最可能是由常染色体上的隐性基因控制。
为进一步研究熊猫毛色的差异,对黑色和棕色毛发细胞进行了显微观察,结果如图$\rm 2.$据图分析,大熊猫毛色差异的原因是 。
细胞中黑色素体的数量和大小不同
"]]为进一步研究熊猫毛色的差异,对黑色和棕色毛发进行了显微观察,结合图$\rm 2$结果可以看出,大熊猫毛色差异的原因是细胞中黑色素体的数量和大小不同,之所以表现为棕色是由于其细胞中黑色素体的大小和数量偏小导致的,即大熊猫毛色差异的原因是细胞中黑色素体的数量和大小不同。
研究者发现$\rm B$基因的外显子$\rm 1$部分发生的$\rm 25$个碱基对的缺失可能与毛色变异有关。$\rm B$基因相应的$\rm mRNA$序列见图$\rm 3.$据图分析,$\rm 25$个碱基对的缺失导致毛色变异的可能原因是 。
终止密码子提前出现,无法合成具有特定空间结构的蛋白质,无法执行相应功能
"]]研究者发现$\rm B$基因的外显子$\rm 1$发生了$\rm 25$个碱基对的缺失因而导致$\rm B$基因相应的$\rm mRNA$序列发生改变,由于缺失的$\rm 25$个碱基对不是$\rm 3$的整数倍,因而对$\rm B$基因控制合成的蛋白质影响较大,进而表现为$\rm mRNA$中终止密码子提前出现,无法合成具有特定空间结构的蛋白质,进而无法执行相应功能。
黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上,$\rm B$蛋白的作用可能与$\rm PMEL$水解生成淀粉样蛋白有关,图$\rm 4$显示淀粉样蛋白的生成过程。为进一步研究$\rm B$基因影响熊猫毛色的机理,研究者设计了下列实验:
①向黑色素瘤细胞中导入一段$\rm RNA$干扰$\rm B$基因的 过程,会导致细胞内$\rm B$蛋白含量仅为正常细胞的$\rm 25\%$。
②通过蛋白质电泳与抗原$\rm —$抗体杂交技术检测$\rm PMEL$切割后的片段,部分结果如图$\rm 5$,$\rm B$蛋白在$\rm PMEL$上的作用位点是 ($\rm a/b/c/d$),做出此判断的依据是 。
③综合以上研究,概述$\rm B$基因突变影响熊猫毛色的机理 。
翻译;$\\rm d$;$\\rm B$基因表达下降导致$\\rm M\\beta$含量明显上升,而$\\rm CTF$含量明显下降;$\\rm B$基因突变无法合成具有活性的$\\rm B$蛋白,无法对$\\rm PMEL$ 进行剪切,使得淀粉样蛋白含量下降,影响黑色素的沉积减少了黑色素体的形成,进而影响了毛色
"]]①向黑色素瘤细胞中导入一小段$\rm RNA$,会由于碱基互补配对干扰$\rm B$基因的翻译过程,进而使得细胞内$\rm B$蛋白含量仅为正常细胞的$\rm 25\%$。
②通过蛋白质电泳与抗原$\rm —$抗体杂交技术检测$\rm PMEL$切割后的片段,部分结果如图$\rm 5$,结果显示,$\rm B$基因表达下降导致$\rm M\beta$含量明显上升,而$\rm CTF$含量明显下降,据此结果可说明$\rm B$蛋白在$\rm PMEL$上的作用位点是$\rm d$。
③综合以上研究,概述$\rm B$基因突变影响熊猫毛色的机理为:$\rm B$基因突变无法合成具有活性的$\rm B$蛋白,无法对$\rm PMEL$ 进行剪切,使得淀粉样蛋白含量下降,影响黑色素的沉积减少了黑色素体的形成,进而影响了毛色。
研究发现大熊猫体内编码$\rm PMEL$的存在系列基因,在其他哺乳动物体中也普遍存在。已知$\rm pmelx$、$\rm pmelo$、$\rm pmelm$在一条染色体上。该染色体上的因交换发生基因重组,基因之间的距离越大交换越易发生。现以小鼠为实验材料,用三对基因均杂合的个体进行测交实验,得到下表的结果:
测交子代表型 | 数目 |
$\rm +++$ | $\rm 73$ |
$\rm ++m$ | $\rm 348$ |
$\rm +o+$ | $\rm 2$ |
$\rm +om$ | $\rm 96$ |
$\rm x++$ | $\rm 110$ |
$\rm xo+$ | $\rm 306$ |
$\rm x+m$ | $\rm 2$ |
$\rm xom$ | $\rm 63$ |
①请标出基因$\rm pmelx$、$\rm pmelo$、$\rm pmelm$(分别用$\rm x$、$\rm o$、$\rm m$表示)在染色体上的相对位置 。
②若只考虑基因$\rm pmelx$和$\rm pmelm$之间的互换情况,推测发生互换的性母细胞占比大约是 $\rm \%$。
;$\\rm 28$
"]]①题意显示,基因之间的距离越大交换越易发生交换,且测交子代表现型代表的是配子的种类和比例,结合表格可知,$\rm ++m$和$\rm x$ $\rm o+$两种配子种类最多,其次$\rm +o$ $\rm m$和$\rm x++$,说明$\rm m$与$\rm o$距离较远,再次为$\rm x$ $\rm o$ $\rm m$和$\rm +++$数量少,说明$\rm 0$和$\rm x$距离较近,而数量最少的是$\rm +o+$和$\rm x+m$,据此最近的是$\rm x$和$\rm m$,因此相关基因的排序为: ;②若只考虑基因$\rm pmel$ $\rm x$和$\rm pmel$ $\rm m$之间的互换情况,推测发生互换的性母细胞占比大约是$\rm 2\times $($\rm 73+63+2+2$)$\rm \div $($\rm 73+348+2+96+110+306+2+63$)$\rm =28\%$。
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