Question

【題目】“陌上柔桑破嫩芽，東鄰蠶種已生些。”栽桑養(yǎng)蠶在我國有著悠久的歷史，在傳統(tǒng)的蠶業(yè)生產(chǎn)鏈中，栽桑和養(yǎng)蠶密不可分。中科院最新研究發(fā)現(xiàn)，苦味受體基因GR66在家蠶食物選擇中起到?jīng)Q定性作用。利用轉(zhuǎn)基因和CRISPR/Cas9等基因編輯手段獲得了其純合突變體，在正常飼養(yǎng)條件下，GR66突變體的生長發(fā)育沒有受到任何影響，但其食性發(fā)生了顯著的變化。這些“蠶寶寶”開始出現(xiàn)“味盲”現(xiàn)象，除了桑葉以外，還愛吃蘋果、梨、花生甚至面包等“零食”了，而對照組野生型“蠶寶寶”只吃桑葉或含有桑葉成分的人工飼料。家蠶（2n=56）的性別決定方式是ZW型，若家蠶野生型和味盲型由A、a基因控制，黑斑、赤斑由基因B、b控制。現(xiàn)有野生型赤斑雌蠶和味盲型黑斑雄蠶雜交，F1全為野生型黑斑。請回答下列相關(guān)問題：

（1）據(jù)題干信息分析，傳統(tǒng)的蠶業(yè)生產(chǎn)鏈中 ，栽桑和養(yǎng)蠶密不可分的原因是______。正常情況下，雌蠶在產(chǎn)生卵細(xì)胞的過程中，含有2個Z染色體的細(xì)胞名稱是__________。

（2）為探究兩對基因（A和a，B和b）是在一對同源染色體上還是在兩對同源染色體上，某研究小組讓F1中野生型黑斑雌雄蠶自由交配進(jìn)行探究。

①假設(shè)這兩對基因在常染色體上，位置有三種類型，請你在下表中補(bǔ)充畫出其他兩種類型。（用線段表示染色體，用黑點(diǎn)表示基因在染色體上的位點(diǎn)）

類型編號	甲	乙	丙
基因分布位置

_____________

②從F1野生型黑斑家蠶身體的不同部位取一些細(xì)胞，將這些細(xì)胞中所有控制家蠶野生型和體色的顯性基因都用熒光染料進(jìn)行標(biāo)記后（控制上述兩對相對性狀的隱性基因及其他基因都不能被標(biāo)記），發(fā)現(xiàn)有少部分細(xì)胞不含熒光標(biāo)記點(diǎn)（不考慮突變），這些細(xì)胞產(chǎn)生的原因是_____________________。

③若研究發(fā)現(xiàn)，F1中野生型黑斑雌雄個體交配所得F2中個體的表現(xiàn)型及比例如下表所示：

表現(xiàn)型 性別	野生型∶味盲型	黑斑∶赤斑
雄性	3∶1	1∶0
雌性	3∶1	1∶1

則兩親本家蠶中雌性家蠶的基因型是___________，F2野生型雄性個體中，雜合子所占的比例是__________。若從F2中選取味盲型黑斑雄蠶和味盲型黑斑雌蠶，并讓二者雜交，則子代味盲型赤斑∶味盲型黑斑=______________。

（3）研究表明，雌性家蠶細(xì)胞減數(shù)分裂過程中不發(fā)生染色體的交叉互換。雄性家蠶細(xì)胞減數(shù)分裂過程中可能發(fā)生染色體的交叉互換，若兩對基因位于一對同源染色體上，通常可形成數(shù)量不等的四種配子（兩多兩少），但是若這兩對基因在這對同源染色體上位置相距很遠(yuǎn)，則可形成比例近似1：1：1：1的四種配子，與兩對基因獨(dú)立遺傳的情況相似。現(xiàn)有基因型為GGHH和gghh的家蠶品系，兩對基因各控制一對相對性狀，請以這些家蠶為材料設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證這兩對基因位于一對同源染色體上且相距很遠(yuǎn)_________________（用文字描述）。

Answer 1

【答案】傳統(tǒng)家蠶均為野生型，桑葉是其唯一食物來源 次級卵母細(xì)胞或（第一）極體 在減數(shù)分裂過程中，同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合，會產(chǎn)生只有隱性基因的次級性母細(xì)胞或配子 AAZbW 5/6 1∶7 以基因?yàn)?/span>GGHH和gghh的家蠶為親本進(jìn)行雜交，取F1雌雄個體相互交配，若后代四種表現(xiàn)型比例接近5∶1∶1∶1，則說明家蠶這兩對基因位于一對同源染色體上且距離很遠(yuǎn)

【解析】

1.基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時，位于同源染色體的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子獨(dú)立遺傳給后代，同時位于非同源染色體的非等位基因進(jìn)行自由組合。

2. 根據(jù)題干信息分析，已知野生型赤斑雌蠶和味盲型黑斑雄蠶雜交，F1全為野生型黑斑，說明野生型對味盲型是顯性、黑斑對赤斑是顯性；如果2對等位基因位于常染色體上，則親本基因型是AAbb、aaBB，子一代基因型是AaBb。

（1）根據(jù)題意分析，傳統(tǒng)的家蠶是野生型，桑葉是其唯一食物來源，因此傳統(tǒng)的蠶業(yè)生產(chǎn)鏈中，栽桑和養(yǎng)蠶是密不可分的；家蠶的性別決定是ZW型，雌蠶的性染色體組成為ZW，其減數(shù)分裂形成卵細(xì)胞的過程中，在減數(shù)第二次分裂后期可能含有2條Z染色體，此時的細(xì)胞是次級卵母細(xì)胞或第一極體。

（2）①假設(shè)這兩對基因（A、a和B、b）在常染色體上，可能位于2對同源染色體上，如表格中的甲所示，也可能位于1對同源染色體上，位于一對同源染色體上有兩種位置關(guān)系：A、B連鎖在一條染色體上，a、b連鎖在同源染色體的另一條染色體上，即；或A、b連鎖在一條染色體上，a、B連鎖在同源染色體的另一條染色體上，即。

②由于子一代基因型是AaBb，由于顯性基因用熒光標(biāo)記，少部分細(xì)胞不含有熒光標(biāo)記，說明不含有顯性基因，不考慮變異的情況下，說明這些細(xì)胞是減數(shù)分裂過程中的某些細(xì)胞，同源染色體發(fā)生分離，非同源染色體自由組合，導(dǎo)致等位基因分離、非等位基因進(jìn)行自由組合，形成了不含有顯性基因的細(xì)胞（只有隱性基因的次級性母細(xì)胞或配子）。

③由表格信息可知，子一代野生型黑斑雌雄個體相互交配，野生型：味盲型不論雄性還是雌性都是3：1，說明野生型和味盲型是常染色體基因控制的遺傳；雄性全是黑斑，雌性黑斑：赤斑=1：1，說明黑斑和赤斑是伴性遺傳，基因位于Z染色體上。因此，兩親本家蠶中雌性家蠶的基因型是AAZbW，雄蠶基因型是aaZBZB，子一代基因型是AaZBW、AaZBZb，子一代相互交配，子二代野生型雄性個體的基因型是A_ZBZB、A_ZBZb，純合體AAZBZB占1/3×1/2=1/6，因此雜合子所占的比例是5/6；F2中味盲型黑斑雄蠶和味盲型黑斑雌蠶的基因型分別是aaZBZ-、aaZBW，雜交后代味盲赤斑aaZbW的比例為1/2×1/4=1/8，味盲黑斑aaZB_的比例為1-1/8=7/8，因此子代味盲型赤斑∶味盲型黑斑=1∶7。

（3）根據(jù)題意分析，該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證這2對等位基因位于一對同源染色體上，且相距甚遠(yuǎn)，則應(yīng)該以基因?yàn)?/span>GGHH和gghh的家蠶為親本進(jìn)行雜交，取F1雌雄個體相互交配，雌蠶作為母本，由于不發(fā)生交叉互換，產(chǎn)生的配子類型及其比例為AB∶ab=1∶1，雄蠶作為父本，由于發(fā)生交叉互換，產(chǎn)生的配子類型及比例是AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1，則雌雄配子隨機(jī)結(jié)合，后代的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=5∶1∶1∶1。