高中 | 第2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二) 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2节 孟德尔的豌豆杂交实验(二)

某昆虫的性别决定为$\rm XY$型,眼色、体色和翅膀长度$\rm 3$种性状的遗传只涉及$\rm 2$ 对等位基因($\rm A$$\rm a$$\rm B$$\rm b$),且每种性状只由$\rm 1$ 对等位基因控制,$\rm A$$\rm a$控制眼色。用纯合红眼灰体长翅雌虫与纯合白眼黑体短翅雄虫杂交,$\rm F_{1}$全为红眼灰体长翅。选取 $\rm F_{1}$雌虫与白眼黑体短翅雄虫杂交,$\rm F_{2}$表型及比例为:红眼灰体长翅:白眼黑体短翅:红眼灰体短翅:白眼黑体长翅$\rm =119:119:1:1$,回答下列问题。

由同一对等位基因控制的$\rm 2$种性状是                 $\rm A$$\rm a$$\rm B$$\rm b$                 (填“是”或“否”)遵循自由组合定律。

[["体色和翅膀长度","否"]]

据题干信息“眼色、体色和翅膀长度$\rm 3$种性状的遗传只涉及$\rm 2$ 对等位基因($\rm A$$\rm a$$\rm B$$\rm b$),且每种性状只由$\rm 1$ 对等位基因控制,$\rm A$$\rm a$控制眼色”可知,由同一对等位基因控制的$\rm 2$种性状是体色和翅膀长度;用纯合红眼灰体长翅雌虫与纯合白眼黑体短翅雄虫杂交,$\rm F_{1}$全为红眼灰体长翅,说明红眼为显性,灰体长翅为显性,取$\rm F_{1}$红眼灰体长翅雌虫与白眼黑体短翅雄虫(隐性纯合子)杂交,即测交,$\rm F_{2}$表型及比例为:红眼灰体长翅:白眼黑体短翅:红眼灰体短翅:白眼黑体长翅$\rm =119:119:1:1$,可反映$\rm F1$产生配子类型及比例为$\rm AB:ab:Ab:aB=119:119:1:1$,其中$\rm Ab$$\rm aB$配子占比极少,可知它们由同源染色体中非姐妹染色单体交叉互换所产生的,故$\rm A$$\rm a$$\rm B$$\rm b$位于一对同源染色体上,不遵循自由组合定律。

若选取 $\rm F_{1}$雄性个体进行杂交,则$\rm F_{2}$雌性眼色表型为                 ,可确定 $\rm A$$\rm a$$\rm B$$\rm b$位于$\rm X$$\rm Y$染色体同源区段上。

[["均为红眼"]]

据($\rm 1$)解析可知,$\rm A$$\rm B$在同一条染色体上,$\rm a$$\rm b$在同一条染色体上,若它们位于$\rm X$$\rm Y$染色体同源区段上,结合题干信息“纯合红眼灰体长翅雌虫与纯合白眼黑体短翅雄虫杂交”,则 $\rm F_{1}$雄性个体基因型为$\rm X^{AB}Y^{ab}$,与白眼黑体短翅雌虫($\rm X^{AB}X^{ab}$)杂交,子代基因型为$\rm X^{AB}X^{AB}$(红眼灰体长翅雌):$\rm X^{AB}X^{ab}$(红眼灰体长翅雌):$\rm X^{AB}Y^{ab}$(红眼灰体长翅雄):$\rm X^{ab}Y^{ab}$(白眼黑体短翅雄)$\rm =1:1:1:1$,故$\rm F_{2}$雌性眼色表型为均为红眼。

$\rm GAL4/UAS$系统可实现基因在特定类型的组织或细胞中表达,该系统由$\rm GAL4$ 纯合昆虫品系和“$\rm UAS-$待表达基因”纯合昆虫品系组成。$\rm GAL4$ 基因编码转录激活因子,$\rm UAS$是上游激活序列,其下游连接待表达的基因。$\rm GAL4$的表达产物可激活 $\rm UAS$进而表达其下游基因,$\rm GAL4/UAS$系统的工作原理如图。

①构建$\rm GAL4$纯合昆虫品系时,在一雌虫和一雄虫的常染色体上分别导入一个$\rm GAL4$,该雌、雄个体交配后,子代果蝇中有                (比例)符合要求。若子代全不符合要求,原因是                                                                                  

②研究人员构建了$\rm GAL4$$\rm UAS-A$$\rm UAS-a$三个昆虫纯合品系并进行实验,通过检测昆虫的睡眠清醒节律是否发生变化,证明了$\rm A$基因是引起睡眠清醒节律失调的基因。

实验过程:                                                                                  

实验现象:                                                                                  

[["

$\\rm \\dfrac{1}{4}$; 这两个$\\rm GAL4$分别插入雌雄果蝇的非同源染色体上 将 $\\rm GAL4$果蝇分为两组,分别与$\\rm UAS-a$(甲组)、$\\rm UAS-A$(乙组)果蝇品系杂交,检测子代的睡眠清醒节律的变化,从而得出结论;甲组子代果蝇的睡眠清醒节律不发生改变乙,组子代果蝇的睡眠清醒节律发生改变

"]]

①构建 $\rm GAL4$ 纯合果蝇品系时, 在一雌果蝇和一雄果蝇的常染色体上分别导入一个$\rm GAL4$,如果插入一对同源染色体上时,相当于雌雄果蝇均为杂合子, 该雌、 雄果蝇交配后, 子代果蝇中含有两个该基因的个体(看作是纯合子)占子代的$\rm 1/4$,如果子代果蝇全不符合要求,最可能的原因是这两个$\rm GAL4$分别插入雌雄果蝇的非同源染色体上了(子代看作双杂合子);

②为了验证 $\rm A$ 基因是引起睡眠清醒节律失调的基因,则该基因的有无就是实验的自变量,故实验过程为:将 $\rm GAL4$果蝇分为两组,分别与$\rm UAS-a$(甲组)、$\rm UAS-A$(乙组)果蝇品系杂交,检测子代的睡眠清醒节律的变化,从而得出结论;如果$\rm A$ 基因是引起睡眠清醒节律失调的基因,则实验现象为:乙组子代果蝇的睡眠清醒节律发生改变,而甲组子代果蝇的睡眠清醒节律不发生改变。

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