1.(16分)分析下列图形中各细胞内染色体组成情况,并回答相关问题。
(1)一般情况下,一定属于单倍体生物体细胞染色体组成的是图_____________。
(2)图C中含____________个染色体组,每个染色体组含__________条染色体,由c细胞组成的生物体可育吗?为什么?
________________________________________________________________________。
(3)对于进行有性生殖的生物而言,在__________________________________________________时,由B细胞组成的生物 体是二倍体;在________________________________________时,由B细胞组成的生物体是单倍体。
(4)若由A细胞组成的生物体是单倍体,则其正常物种体细胞内含__________个染色体组。 (5)基因型分别为AAaBbb、AaBB、AaaaBBbb及Ab的体细胞,其染色体组数目依次与图A~D中的________________________________________相等。
2.(10分)果蝇的野生型和突变型为一对相对性状,受一对等位基因控制。某自然种群的果蝇全为野生型,现用该自然种群中一对野生型果蝇交配,后代中出现了一只突变型雄果蝇。研究发现突变型雄果蝇出现的原因是其中一个亲本的一个基因发生了基因突变。请回答下列问题:
(1)突变型基因的产生是由于野生型基因发生了碱基对的______,而导致基因结构发生了改变。 (2)若控制该对相对性状的基因位于常染色体上,则显性性状为______,发生基因突变的亲本是______(填父本、母本或父本或母本)。
(3)若控制该对相对性状的基因位于X染色体上,则发生基因突变的亲本是______,判断理由是______________________________________________________________________________________。
3.(16分)金鱼是观赏价值很高的鱼类,利用体积较大的卵细胞培育二倍体金鱼是日前育种的重要技术,其关键步骤包括:①精子染色体的失活处理(活后的精子可激活卵母细胞完成减数分裂形成卵细胞);②诱导卵细胞染色体二倍体化处理等。具体操作步骤如下图所示,请据图回答下列问题:
(1)经辐射处理可导致精子染色体断裂失活,这属于______________变异。
(2)卵细胞的二倍体化有两种方法:用方法一获得的子代是纯合二倍体,导致染色体数目加倍的原因是______________;用方法二获得的子代通常是杂合二倍体,这是因为______________发生了交叉互换造成。
(3)用上述方法繁殖鱼类并统计子代性别比例,判断其性别决定机制。若子代性别为___________,则其性别决定为XY型;若子代性别为______________,则其性别决定为ZW型。(WW或YY个体不能成活) (4)已知金鱼的正常眼(A)对龙眼(a)为显性,另一对同源染色体上的等位基因B、b将影响基因a的表达,当基因b纯合时,基因a不能表达。偶然发现一只具有观赏价值的龙眼雌鱼,若用卵细胞二倍体化的方法进行大量繁殖,子代出现了正常眼雌鱼,则该龙眼雌鱼的基因型为_____________;若用基因型为AABB的雄鱼与子代的正常眼雌鱼杂交子二代出现龙眼个体的概率为_____________。
(5)研究发现,金鱼的双尾鳍(D)对单尾鳍(d)为显性,在一个自由交配的种群中,双尾鳍的个体占36%。现有一对双尾鳍金鱼杂交,它们产生单尾鳍后代的概率是_____________。
4.(10分)单体是指某对染色体缺失一条的个体,其染色体条数可以用2n-l来表示。1973年,我国从加拿大引进了“中国春”(小麦品种)单体系统。小麦有21对同源染色体,所以,“中国春”单体系统中共有21种不同的单体类型。
(1)从可遗传变异的类型来看,单体属于___________变异,鉴定此种变异最简便的方法是________。 (2)中国农科院张玉兰等科学家利用“中国春”单体系统和本地“京红1号”小麦交配并选育,培育出了中国自己的“京红1号”单体系统,具体方法如下:
①将“中国春”单体系统分别作为母本,“京红1号”作为父本,逐一进行杂交,再逐株鉴定杂种F1的核型(染色体组成)。
②将后代F1中的单体植株作为母本,继续与_____________(“京红1号”/“中国舂”)交配,得到子代后再筛选出单体植株作为母本,按相同方法连续交配5-8次,基本上可以选出纯合或接近纯合的“京红1号”单体系统。
(3)从染色体数量来看,单体植株可以产生的配子种类及比例理论上应为________,但是上述实验过程中,发现如果将单体植株作为父本,则后代中单体植株所占的比例只有2%,以单体作为母本,则后代中单体植株比例约为38%,出现这种现象的可能原因是:__________________________。
5.(12分)毛囊性鱼鳞病、脱发、畏光综合征(IFAP)是一种由基因突变引起的极为罕见的遗传性疾病,以非瘢痕性无毛发或毛发稀疏,严重畏光及毛囊性角化过度为三大特征性表现。IFAP最初被提出为X染色体隐性遗传病,近年来,随着更多病例的发现和研究的深入,IFAP的遗传方式为常染色体显性遗传被提出,该疾病的分子发病机制至今不清。回答下列问题: (1)在没有外来因素的影响时,基因突变也会由于____________________、_______________等原因产生。 (2)若该病受一对等位基因控制,在不考虑基因突变和染色体变异的情况下,现有某家族中一男性IFAP患者的母亲、外公、奶奶以及他的两个叔叔都是患者,其他家庭成员正常,则该病的遗传更可能符合题干中提到的哪种方式?_______________,原因是________;该患者和一个正常女性婚配,其子女患病情况是___________________。
(3)若某地区有一定数量的该病患者,但无法得知他们之间的亲缘关系,欲判断IFAP到底是X染色体隐性遗传病还是常染色体显性遗传病,请提出一个简单的方案及判断方法。
6.(18分)研究发现,M和P两个品系果蝇杂交过程出现一种不育现象,子代性腺发生退化,无法产生正常配子,此现象与P品系特有的P因子(一段可转移的DNA)有关。用两个品系的果蝇进行实验,结果如下表。 组别 1 2 3 4 亲本组合 P♂×P♀ M♂×M♀ M♂×P♀ P♂×M♀ 子代配子正常率 100% 100% 100% 0%
(1)由实验结果可知,这种子代不育现象仅在____________时出现,据此判断不育现象的发生除了P因子外,还与____________品系的细胞质成分有关。由此分析,1组和2组子代能正常产生配子的原因是____________。
(2)研究发现,P因子可以从染色体的一个位置转移到相同或不同染色体的其他位置上,会导致被插入基因发生____________,进而导致不育现象。体细胞阶段,P因子能表达出抑制P因子转移的阻遏蛋白,在细胞质中大量积累。受精后,P品系卵细胞质中积累的大量阻遏蛋白___________,因此第3组子代能正常产生配子;P品系精子只提供____________,因此第4组子代不能正常产生配子。
(3)进一步研究发现,在生殖细胞阶段,P因子能表达出P因子转移所需要的转移酶。这种转移酶总长度大于阻遏蛋白,并且前面2/3左右的____________序列与阻遏蛋白完全相同,推测出现这种现象的原因是P因子____________。
(4)雄果蝇减数分裂时同源染色体不会发生交叉互换,但是将P因子导入到雄果蝇染色体上,可以引起P因子处发生交叉互换。若右图所示基因型的雄果蝇进行测交,测交后代中aabb基因型的个体所占比例为n,则该雄果蝇产生的重组配子所占比例为____________。
(实验班附加)7.(12分)果蝇种群中常出现性染色体异常的现象,从而产生不同的表现型。已知:性染色体组成为XXX和YO(细胞中只有一条Y染色体,没有X染色体)时表现为胚胎期致死,XXY时表现为雌性可育,XYY时表现为雄性可育,而XO(细胞中只有一条X染色体,没有Y染色体)表现为雄性不育。为探究果蝇眼色的遗传方式,摩尔根做了下列杂交实验:①白眼雄果蝇×红眼雌果蝇→全部红眼;②白眼雌果蝇×红眼雄果蝇→1/2白眼雄、1/2红眼雌。但蒂更斯通过大量实验发现白眼雌果姆与红眼雄果蝇的杂交子代有少数例外:每2000~
3000只雌果蝇中出现一只白眼可育果蝇,每2000~3000只雄果蝇中出现一只红眼不育果蝇。请根据上述信息回答:
(1)红眼和白眼这对相对性状中,___________为显性性状,控制眼色的基因位于_________染色体上。 (2)基因通过控制__________合成来控制生物体性状。
(3)杂交实验:②白眼雌果蝇×红眼雄果蝇→1/2白眼雄、1/2红眼雌,子代雌雄果蝇自由交配,子二代中雌果蝇的表现型及比例是_______________,子二代中雌果蝇全部跟白眼雄果蝇交配,子三代中雌果蝇的表现型及比例是________________。
(4)用遗传图解解释蒂更斯实验中为什么会出现例外(设有关基因为B、b)。________________
1.【答案】D 3 3 不可育。因为由C细胞组成的生物体含有三个染色体组,减数分裂时联会紊乱,不能产生可育配子 该个体由受精卵发育而来 该个体由未受精的生殖细胞直接发育而来 8 C、B、A、D
2.【答案】替换、增添或缺失 突变型 父本或母本 母本 雄果蝇的X染色体只能来自母本 3.【答案】染色体结构 低温抑制纺锤体的形成 同源染色体(的非姐妹染色单体) 雌性 雄性 aaBb 3/16 16/81
4.【答案】染色体数目(染色体) 显微镜下观察 京红1号 正常(n)配子:缺一条染色体的(n-1)配子=1:1 缺一条染色体的卵细胞存活率(活性等说法亦可)稍低于正常卵细胞,而缺一条染色体的精子存活率远低于正常精子。[注意:异常精子存活率不是正常精子的2%,而是2/(100-2);同理,异常卵细胞的存活率是正常卵细胞的38/(100-38)] 【解析】 试题分析:由题意知,普通小麦染色体数目是21对同源染色体;单体比正常个体少一条染色体,用(2n-1)表示,含有41条染色体。
(1)单体是由于缺少一条染色体而产生的,属于染色体数目变异。染色体变异在显微镜下可以观察到。 (2)利用“中国春”单体系统和本地“京红1号”小麦交配并选育,培育出了中国自己的“京红1号”单体系统,具体方法如下:
①将“中国春”单体系统分别作为母本,“京红1号”作为父本,逐一进行杂交,再逐株鉴定杂种F1的核型(染色体组成)。
②将后代F1中的单体植株作为母本,继续与京红1号交配,得到子代后再筛选出单体植株作为母本,按相同方法连续交配5-8次,基本上可以选出纯合或接近纯合的“京红1号”单体系统。
(3)单体比正常体细胞少一条染色体,所以单体植株可以产生的配子种类及比例理论上应为正常(n)配子:缺一条染色体的(n-1)配子=1:1。但是上述实验过程中,发现如果将单体植株作为父本,则后代中单体植株所占的比例只有2%,以单体作为母本,则后代中单体植株比例约为38%,出现这种现象的可能原因是:缺一条染色体的卵细胞存活率(活性等说法亦可)稍低于正常卵细胞,而缺一条染色体的精子存活率远低于正常精子。
5.【答案】DNA分子复制偶尔发生错误 DNA的碱基组成发生改变 常染色体显性遗传 若为X染色体隐性遗传病,该患者的父亲一定患病 子女患病概率都为1/2 统计患者中男女人数,若男性患者明显多于女性则为X染色体隐性遗传病;若男女患者人数接近则为常染色体显性遗传病 【解析】(1)诱发生物发生基因突变并提高突变频率的因素可以分为三类,即物理因素、化学因素和生物因素,但是在没有这些外来因素的影响时,基因突变也会由于DNA分子复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等原因自发产生。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合,具体来说,减数分裂过程中发生的非同源染色体自由组合,就是一种基因重组的过程。
(2)由题目描述,若该病的遗传方式是X染色体隐性遗传,且患者的奶奶患病,则奶奶的所有儿子都会患病,但是患者只有两个叔叔患病了,父亲并没有患病,说明该病不是X染色体隐性遗传病,更可能是常染色体显性遗传病。由于该患者的母亲患病,父亲不患病,因此该患者为杂合子,若以A、a来表示,则患者的基因型为Aa;和正常女性aa婚配,子女有1/2的概率是Aa(患病),有1/2的概率是aa(不患病)。
(3)X染色体隐性遗传病的特征是男性患病人数明显多于女性患病人数,且女性患病者的儿子必患病。若是常染色体遗传病,那么患病率在两个性别间应该没有太大的区别。
6.【答案】P作父本、M作母本 M 1组没有M品系的细胞质成分,2组没有P因子(或 “1组、(实验班附加)7.【答案】红眼 X 蛋白质 红眼雌果蝇:白眼雌果蝇=1:1 红眼:白眼=1:3
2组不同时存在P因子和M品系细胞质成分”) 基因突变 抑制P因子的转移 P因子(或“细胞核”) 氨基酸 (在体细胞或生殖细胞阶段)可以转录形成不同的mRNA,翻译形成阻遏蛋白或转移酶 1-2n
【解析】分析:根据表格分析,在4组杂交中,这种子代不育现象仅在“M作母本,P作父本”这一组出现,说明“P父本细胞核中的P 因子”和“M母本细胞质中的成分”两个条件同时存在,才会出现子代不育现象;第1 组父本母本都是P,没有“M 母本细胞质中的成分”,第2组父本母本都是M,没有“P父本细胞核中的P因子”,因此,这两组都不出现子代不育现象。
详解:(1)根据以上分析已知,这种子代不育现象仅在P作父本、M作母本时出现,即不育现象与P父本细胞核中的P 因子、M母本细胞质中的成分都有关;由于1组没有M品系的细胞质成分,2组没有P品系的P因子,因此两组都可育,都可以产生正常配子。
(2)某基因被P因子的DNA片段插入使其序列改变,属于基因突变,这是导致不育现象的原因。根据题意分析,P品系卵细胞质中有阻遏蛋白,能抑制P因子的转移,所以P作母本时,其卵细胞中不会出现因P因子的DNA片段转移导致的基因突变,因此不会出现子代不育,则第3组(M♂×P♀)子代正常;若P作父本,则其产生的精子几乎不含细胞质只含细胞核,所以只提供了P因子,却没有抑制P因子转移的阻遏蛋白,因此第4组子代不育。
(3)根据题意分析,抑制P因子转移的阻遏蛋白和P因子转移酶都是P因子表达出的蛋白质,它们前2/3左右的氨基酸序列相同,题中已告知两种蛋白分别在体细胞阶段、生殖细胞阶段表达,据此推测P 因子分别在体细胞阶段、生殖细胞阶段可以转录形成不同的mRNA,进而翻译形成阻遏蛋白、转移酶。 (4)图中所示基因型的雄果蝇,若其减数分裂不发生交叉互换,则只能产生AB、ab 两种配子;而导入P 因子后会引起其在产生配子时发生交叉互换,产生一定量的重组配子Ab、aB,即总共可产生4 种配子,其中AB 和ab 比例相同,Ab 和aB 比例相同,对其测交产生aabb 后代的比例为n,即该雄蝇产生的ab 配子比例为n,则重组配子(Ab 和aB)比例为1-2n。
点睛:解答本题的关键是根据表格杂交试验结果的对比推测“P父本细胞核中的P因子”和“M母本细胞质中的成分”两个条件同时存在,才会出现子代不育现象。
【解析】
试题分析:判断控制生物性状的基因:在常染色体还是在X 染色体上主要是看子代发病率是否相同,前者所生子代雌雄发病率相同,后者不同。根据题意,白眼雄果蝇与红眼雌果蝇杂交,后代全部红眼,说明红眼对白眼是显性性状;白眼雌果蝇与红眼雄果蝇杂交后代中白眼都是雄性、红眼都是雌性,说明控制眼色的基因位于X染色体上;在减数分裂过程中,染色体分离发生在减数第一次分裂和减数第二次分裂后期,如果分离异常,则会导致染色体数目的变异。
(1)根据题意分析可知,实验②的后代中白眼都是雄性、红眼都是雌性,所以控制眼色的基因位于X染色体上。
(2)基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体性状。
(3)根据以上分析,实验②白眼雌果蝇XbXb与红眼雄果蝇XBY杂交,后代基因型为XBXb、XbY,子二代中雌果蝇为XBXb、XbXb,则表现型及比例红眼雌果蝇:白眼雌果蝇=1:1;子二代中雌果蝇全部跟白眼雄果蝇XbY交配,后代雌果蝇中红眼占1/2×1/2=1/4,所以雌果蝇的表现型及比例是红眼:白眼=1:3。 (4)根据摩尔根的实验结果可知,白眼为X染色体上的隐性遗传.因此他的学生选择的白眼雌果蝇和红眼雄果蝇的基因型为XbXb、XBY,正常情况下后代的基因型为:XBXb、XbY,即“子代大多数雄果蝇都是白眼,雌果蝇都是红眼”;少数例外的白眼雌蝇为XbXbY,不育的红眼雄蝇为XB0,这是由于雌果蝇在减数分裂过程中由于两条X染色体未分离,产生了XbXb或0这样的卵细胞,而精子是正常的。
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