Question

【題目】自然狀態(tài)下生物會(huì)發(fā)生各種變異，請(qǐng)結(jié)合變異的知識(shí)回答相關(guān)問題。

Ⅰ．德國(guó)小蠊是蟑螂的品種之一，性別決定為XO型，雌性的性染色體組成為XX，雄性的性染色體組成為XO。

（1）某正常德國(guó)小蠊，體細(xì)胞中有23條染色體，則該個(gè)體的性別是_______，其減數(shù)分裂后產(chǎn)生配子的染色體組成是__________________________。

（2）下圖是該個(gè)體減數(shù)分裂過程示意圖(表示部分染色體，含性染色體)，則符合該個(gè)體分裂過程的選項(xiàng)是___________________。

請(qǐng)畫出該細(xì)胞減數(shù)第二次分裂后期圖________________（注：寫清染色體的序號(hào)）。

（3）若德國(guó)小蠊減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生了交叉互換，會(huì)導(dǎo)致同源染色體上的______基因會(huì)隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致_________上的基因重組。

Ⅱ．果蠅為XY型性別決定，下表為果蠅受精卵中性染色體組成及發(fā)育情況，分析回答：

受精卵中性染色體組成	發(fā)育情況
XX、 XXY	雌性，可育
XY、XYY	雄性，可育
XXX、YO(沒有X染色體)、YY	胚胎期致死
XO(沒有Y染色體)	雄性，不育

（1）由上表可知，果蠅的性別取決于____________ 的數(shù)目。

（2）在正常的果蠅群體中有一種“嵌合體”果蠅，研究發(fā)現(xiàn)“嵌合體”果蠅左側(cè)身體細(xì)胞性染色體組成為XX，右側(cè)身體細(xì)胞性染色體組成為XO。該果蠅染色體的變異產(chǎn)生于__________(原始生殖、體)細(xì)胞的___________分裂過程中。

（3）用紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)為親本雜交，在F1群體中發(fā)現(xiàn)一只白眼雄果蠅(記作“M”)。M果蠅出現(xiàn)的原因有三種可能：第一種是環(huán)境改變引起表現(xiàn)型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發(fā)生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離。設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起的。

實(shí)驗(yàn)步驟：M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現(xiàn)型。

結(jié)果預(yù)測(cè)：

①若__________________________________，則是環(huán)境改變；

②若__________________________________，則是基因突變；

③若________________________，則是減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離。

Ⅲ．研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因抗蟲植物能殺死昆蟲的原理是該基因控制合成的蛋白質(zhì)被昆蟲食用后，在消化道中被蛋白酶水解產(chǎn)生具有毒性的活性肽，與昆蟲腸道細(xì)胞上的受體結(jié)合，使細(xì)胞滲透壓失衡，最終導(dǎo)致昆蟲死亡�？茖W(xué)家從蘇云金桿菌中獲取某抗蟲基因以培養(yǎng)抗蟲玉米。已知抗蟲基因能夠成功整合到玉米染色體上，某玉米植株體細(xì)胞中該抗蟲基因在染色體上的整合情況如圖所示(黑點(diǎn)表示該抗蟲基因的整合位點(diǎn))，該植株進(jìn)行自交，子一代中具有抗蟲特性的植株所占比例為__________，此育種方法的原理是_____________________。

Answer 1

【答案】雄性 11條常染色體＋X和11條常染色體 B 等位基因 染色單體 X染色體 體 有絲 子代出現(xiàn)紅眼(雌)果蠅 子代表現(xiàn)型全部為白眼 無子代產(chǎn)生 63／64 基因重組

【解析】

根據(jù)題意，德國(guó)小蠊性別決定為XO型，雌性的性染色體組成為XX，雄性的性染色體組成為XO，而雌性個(gè)體中的染色體是成對(duì)存在的，故XO的雄性個(gè)體中染色體數(shù)為奇數(shù)，雄性個(gè)體產(chǎn)生生殖細(xì)胞過程中細(xì)胞是均等分裂，因此題圖中符合XO個(gè)體減數(shù)分裂的應(yīng)是B；交叉互換是在減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期位于同源染色體上的非姐妹染色單體片段的交換，而位于同源染色體上的基因是等位基因，因此交叉互換會(huì)導(dǎo)致等位基因發(fā)生交換，該變異屬于基因重組。分析表格可知，受精卵中的X染色體的數(shù)目決定雌性或雄性，并且XXX、YO（沒有X染色體）、YY還會(huì)導(dǎo)致胚胎期致死，XO（沒有Y染色體）為雄性不育。

Ⅰ．（1）由題意可知，雌性個(gè)體的染色體是成對(duì)存在的，雄性個(gè)體的性染色體只有一條X染色體，因此德國(guó)小蠊體細(xì)胞中有23條染色體，則該個(gè)體的性別是雄性；在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體分離，因此形成的生殖細(xì)胞的染色體組成是（11+X）或11。

（2）分析題圖可知，1和2是一對(duì)同源染色體，3是一條X染色體，沒有同源染色體，該個(gè)體為雄性，因此符合該個(gè)體分裂過程的選項(xiàng)是B；減數(shù)第二次分裂過程中著絲點(diǎn)分裂，染色單體分開，在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極，如下圖：

（3）若德國(guó)小蠊減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生了交叉互換，會(huì)導(dǎo)致同源染色體上的等位基因會(huì)隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。

Ⅱ．(1)由表格可以看出，如果有兩條X染色體則為雌性，如果只有一條X染色體則為雄性，可知果蠅的性別取決于X染色體的數(shù)目。

(2)根據(jù)題意描述，身體兩側(cè)染色體組成不同，則不可能來源于原始生殖細(xì)胞，因?yàn)樵�始生殖�?xì)胞發(fā)生染色體變異一定會(huì)使所有細(xì)胞都保持一致，所以一定是發(fā)生于體細(xì)胞，體細(xì)胞進(jìn)行的是有絲分裂。

(3)紅眼雌果蠅(XRXR)與白眼雄果蠅(XrY)雜交，正常后代為XRXr（紅雌）、XRY（紅雄）。分析題干可知，在三種可能的情況下，M果蠅基因型分別為XRY、XrY、XrO。若要通過雜交實(shí)驗(yàn)確定M果蠅的出現(xiàn)是由哪一種原因引起，即通過實(shí)驗(yàn)鑒定M果蠅的基因型即可，因此，本實(shí)驗(yàn)可以用M果蠅與多只白眼雌果蠅（XrXr）雜交，統(tǒng)計(jì)子代果蠅的眼色，預(yù)測(cè)結(jié)果為：

①第一種情況，M應(yīng)為XRY，XRY與XrXr雜交，子代為XRXr、XrY，若子代雌性果蠅全部為紅眼，雄性果蠅全部為白眼，則為環(huán)境引起的表現(xiàn)型改變；

②第二種情況，M應(yīng)為 XrY，XrY與XrXr雜交，子代為XrXr、XrY，若子代全部是白眼，則為基因突變引起的表型改變；

③第三種情況，M應(yīng)為XrO，由題干所給圖示可知XrO不育，因此M與XrXr雜交，若沒有子代產(chǎn)生，則是減數(shù)分裂時(shí)X染色體沒有分離。

Ⅲ．利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培養(yǎng)抗蟲玉米的方法利用的原理是基因重組，據(jù)圖可知，3個(gè)抗蟲基因分別位于三對(duì)同源染色體上，則該個(gè)體產(chǎn)生的配子含有抗蟲基因的概率為7/8，不含有抗蟲基因的概率為1/8，其自交后代中具有抗蟲特性的植株=1-1/8×1/8=63/64。