Question

17．研究人員發(fā)現(xiàn)，M和P兩個品系果蠅雜交過程出現(xiàn)一種不育現(xiàn)象，子代性腺發(fā)生退化，無法產(chǎn)生正常配子，此現(xiàn)象與P品系特有的P因子（一段可轉(zhuǎn)移的DNA ）有關(guān)．用兩個品系的果蠅進行實驗，結(jié)果如下表．

組別	1	2	3	4
親本組合	P♂×P♀	M♂×M♀	M♂×P♀	P♂×M♀
子代配子正常率	100%	100%	100%	0%

（1）由實驗結(jié)果可知，這種子代不育現(xiàn)象僅在M作母本，P作父本時出現(xiàn)，據(jù)此判斷不育現(xiàn)象的發(fā)生除了P因子外，還有M品系的細胞質(zhì)成分有關(guān)．由此分析，1組和2組子代能正常產(chǎn)生配子的原因是1組沒有M品系的細胞質(zhì)成分，2組沒有P因子（或“1組、2組不同時存在P因子和M品系細胞質(zhì)成分”）．
（2）研究發(fā)現(xiàn)，P因子可以從染色體的一個位置轉(zhuǎn)移到相同或不同染色體的其他位置上，會導(dǎo)致被插入基因發(fā)生基因突變，進而導(dǎo)致不育現(xiàn)象．體細胞階段，P因子能表達出抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋白，在細胞質(zhì)中大量積累．受精后，P品系卵細胞中積累大量阻遏蛋白抑制P因子的轉(zhuǎn)移，因此第3組子代能正常產(chǎn)生配子； P品系精子只提供P因子（或“細胞核”），因此第4組子代不能正常產(chǎn)生配子．
（3）進一步研究發(fā)現(xiàn)，在生殖細胞階段，P因子能表達出P因子轉(zhuǎn)移所需的轉(zhuǎn)移酶．這種轉(zhuǎn)移酶總長度大于阻遏蛋白，并且前面$\frac{2}{3}$左右的氨基酸序列與阻遏蛋白完全相同．科研人員推測，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是P 因子（在體細胞或生殖細胞階段）可以轉(zhuǎn)錄形成不同的mRNA，翻譯形成阻遏蛋白或轉(zhuǎn)移酶．
（4）雄果蠅減數(shù)分裂時同源染色體不會發(fā)生交叉互換，但是將P 因子導(dǎo)入到雄果蠅染色體上，可以引起P 因子處發(fā)生交叉互換．若如圖所示基因型的雄果蠅進行測交，測交后代中aabb 基因型的個體所占比例為n，則該雄果蠅產(chǎn)生的重組配子所占比例為1-2n．

Answer 1

分析 據(jù)題意可知，M和P兩個品系果蠅雜交過程出現(xiàn)一種不育現(xiàn)象，此現(xiàn)象與P品系特有的P因子（一段可轉(zhuǎn)移的DNA ）有關(guān)．而據(jù)實驗結(jié)果可知，1、2、3組均正常，而4組出現(xiàn)不育．故說明這種子代不育現(xiàn)象僅在“M作母本，P作父本”這一組出現(xiàn)，推測“P父本細胞核中的P 因子”和“M母本細胞質(zhì)中的成分”兩個條件同時存在，才會出現(xiàn)子代不育現(xiàn)象．第1 組父本母本都是P，沒有“M 母本細胞質(zhì)中的成分”，第2組父本母本都是M，沒有“P父本細胞核中的P因子”，因此，這兩組都不出現(xiàn)子代不育現(xiàn)象．

解答 解：（1）觀察題中4組雜交結(jié)果可知，這種子代不育現(xiàn)象僅在“M作母本，P作父本”這一組出現(xiàn)，推測“P父本細胞核中的P 因子”和“M母本細胞質(zhì)中的成分”兩個條件同時存在，才會出現(xiàn)子代不育現(xiàn)象．第1 組父本母本都是P，沒有“M 母本細胞質(zhì)中的成分”，第2組父本母本都是M，沒有“P父本細胞核中的P因子”，因此，這兩組都不出現(xiàn)子代不育現(xiàn)象．
（2）某基因被P因子的DNA 片段插入使其序列改變，屬于基因突變，這是導(dǎo)致不育現(xiàn)象的原因．依據(jù)題目信息P品系卵細胞質(zhì)中有阻遏蛋白，能抑制P 因子的轉(zhuǎn)移，所以，P作母本時，其卵細胞中不會出現(xiàn)因P 因子的DNA片段轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的基因突變，所以不會出現(xiàn)子代不育，因此第3組（M♂×P♀）子代正常．若P 作父本，則其產(chǎn)生的精子幾乎不含細胞質(zhì)只含細胞核，所以只提供了P因子，卻沒有抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋白，因此，第4組子代不育．
（3）P因子轉(zhuǎn)移酶和抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋白都是P因子表達出的蛋白質(zhì)，它們前左右的氨基酸序列相同，題中已告知兩種蛋白分別在體細胞階段、生殖細胞階段表達，據(jù)此推測，P 因子在分別體細胞階段、生殖細胞階段可以轉(zhuǎn)錄形成不同的mRNA，翻譯形成阻遏蛋白、轉(zhuǎn)移酶．
（4）圖中所示基因型的雄果蠅，若其減數(shù)分裂不發(fā)生交叉互換，則只能產(chǎn)生AB、ab 兩種配子．導(dǎo)入P 因子后會引起其在產(chǎn)生配子時發(fā)生交叉互換，產(chǎn)生一定量的重組配子Ab、aB，即總共可產(chǎn)生4 種配子：AB 和ab 比例相同，Ab 和aB 比例相同．對其測交（見下表）產(chǎn)生aabb 后代的比例為n，即該雄蠅產(chǎn)生的ab 配子比例為n，易推理出重組配子（Ab 和aB）比例為1-2n．

故答案為：
（1）M作母本，P作父本　 M 　1組沒有M 品系的細胞質(zhì)成分，2組沒有P 因子（或“1 組、2 組不同時存在P 因子和M 品系細胞質(zhì)成分”）
（2）基因突變 抑制P因子的轉(zhuǎn)移   P因子（或“細胞核”）
（3）氨基酸 （在體細胞或生殖細胞階段）可以轉(zhuǎn)錄形成不同的mRNA，翻譯形成阻遏蛋白或轉(zhuǎn)移酶
（4）1-2n

點評 本題綜合考查了遺傳的基本規(guī)律及變異的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的理解和綜合應(yīng)用能力，試題難度中等．