Question

【題目】研究發(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(jìn)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____________時出現(xiàn)，據(jù)此判斷不育現(xiàn)象的發(fā)生除了P因子外，還與____________品系的細(xì)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____________。

（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____________，進(jìn)而導(dǎo)致不育現(xiàn)象。體細(xì)胞階段，P因子能表達(dá)出抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋白，在細(xì)胞質(zhì)中大量積累。受精后，P品系卵細(xì)胞質(zhì)中積累的大量阻遏蛋白___________，因此第3組子代能正常產(chǎn)生配子；P品系精子只提供____________，因此第4組子代不能正常產(chǎn)生配子。

（3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在生殖細(xì)胞階段，P因子能表達(dá)出P因子轉(zhuǎn)移所需要的轉(zhuǎn)移酶。這種轉(zhuǎn)移酶總長度大于阻遏蛋白，并且前面2/3左右的____________序列與阻遏蛋白完全相同，推測出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是P因子____________。

（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。若右圖所示基因型的雄果蠅進(jìn)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____________。

Answer 1

【答案】 P作父本、M作母本 M 1組沒有M品系的細(xì)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(xì)胞質(zhì)成分”） 基因突變 抑制P因子的轉(zhuǎn)移 P因子（或“細(xì)胞核”） 氨基酸 （在體細(xì)胞或生殖細(xì)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 1-2n

【解析】根據(jù)表格分析，在4組雜交中，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)，說明“P父本細(xì)胞核中的P 因子”和“M母本細(xì)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(xì)胞質(zhì)中的成分”，第2組父本母本都是M，沒有“P父本細(xì)胞核中的P因子”，因此，這兩組都不出現(xiàn)子代不育現(xiàn)象。

（1）根據(jù)以上分析已知，這種子代不育現(xiàn)象僅在P作父本、M作母本時出現(xiàn)，即不育現(xiàn)象與P父本細(xì)胞核中的P 因子、M母本細(xì)胞質(zhì)中的成分都有關(guān)；由于1組沒有M品系的細(xì)胞質(zhì)成分，2組沒有P品系的P因子，因此兩組都可育，都可以產(chǎn)生正常配子。

（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。根據(jù)題意分析，P品系卵細(xì)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(xì)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，因此不會出現(xiàn)子代不育，則第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(xì)胞質(zhì)只含細(xì)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）根據(jù)題意分析，抑制P因子轉(zhuǎn)移的阻遏蛋白和P因子轉(zhuǎn)移酶都是P因子表達(dá)出的蛋白質(zhì)，它們前2/3左右的氨基酸序列相同，題中已告知兩種蛋白分別在體細(xì)胞階段、生殖細(xì)胞階段表達(dá)，據(jù)此推測P 因子分別在體細(xì)胞階段、生殖細(xì)胞階段可以轉(zhuǎn)錄形成不同的mRNA，進(jìn)而翻譯形成阻遏蛋白、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；而導(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，其中AB 和ab 比例相同，Ab 和aB 比例相同，對其測交產(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，則重組配子（Ab 和aB）比例為1-2n。