Question

【題目】家蠶性染色體組成為雌ZW，雄性ZZ。雄蠶吐絲多、絲質好，更受蠶農青睞，但幼蠶階段雌雄不易區分。研究人員培育出了幾乎只產雄蠶的家蠶品系，原理如圖所示。（說明：a、b是只位于Z染色體上的隱性基因，且純合致死，+代表與a、b對應的顯性基因。）

請回答：

（1）圖中親本分別用Z++W與Za+Z+b表示，則子代中存活的基因型為_____________。

（2）a與b的遺傳_______（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由組合定律，原因是___________。

（3）研究人員多次進行圖中所示的雜交實驗，發現后代雄蠶率為96%~98%，而不是理想的100%，推測可能的原因是________________。

（4）圖中品系僅是從遺傳的角度在實驗室構建的，蠶絲性狀不夠理想。近期發現某優良性狀由常染色體上的E基因控制，現有EEZ++Z++、EEZ++W、eeZa+Z+b、eeZ++W家蠶，能否通過雜交育種培育出EEZa+Z+b家蠶？____________。請說明理由：______________________。

（5）科學家通過輻射處理使常染色體上的基因片段拼接到W染色體上，最終培育出優良品種的家蠶，這種培育方法依據的原理是__________________。

Answer 1

【答案】Za+Z++、Z++Z+b 不遵循 a和b位于一對同源染色體上 圖中親本雄蠶初級精母細胞中ZZ染色體可能發生交叉互換，形成含有++基因的Z染色體的精子，與含W染色體的卵子結合后，可出現能存活的雌蠶，所以雄蠶率不到100% 不能 若要培育目標品種EEZa+Z+b，必須有Za+W或者是Z+bW的存活雌蠶來作為雜交母本，但這些基因型的雌蠶是不能存活的。因此無法通過雜交培育目標品種EEZa+Z+b

（或：若要通過雜交育種獲得EEZa+Z+b，其中一條Z染色體必須來自母本，則母本的基因型為Za-W或者是Z-bW，但這兩種基因型的雌蠶不能存活。因此無法通過雜交培育標品種EEZa+Z+b。

或：家蠶EEZa+Z+b是由基因型EZa+和EZ+b的雌雄配了受精發育來的，而親代雌性家蠶Za+W或Z+bW是無法存活。） 染色體結構變異（或：易位）

【解析】

1.基因自由組合定律的實質：進行有性生殖的生物在進行減數分裂產生配子的過程中，等位基因隨同源染色體分離而分離的同時，非同源染色體上的非等位基因進行自由組合；按照自由組合定律，具有兩對等位基因的個體產生的配子的基因型是四種，比例是1：1：1：1，可以用測交實驗進行驗證；

2.染色體變異包括染色體結構變異（重復、缺失、易位、倒位）和染色體數目變異。

（1）結合題意可知，圖中親本的基因型為Z++W與Za+Z+b表示，子代中存活的基因型為Za+Z++、Z++Z+b。

（2）a與b為同源染色體上的非等位基因（或a和b位于一對同源染色體上），故兩對基因的遺傳不遵循基因的自由組合定律。。

（3）圖中親本雄蠶的基因型為Za+Z+b，在減數分裂形成精子的過程中，在四分體時期初級精母細胞中ZZ染色體可能發生交叉互換，進而形成含有++基因的Z染色體的精子，與含W染色體的卵子結合后，可出現能存活的雌蠶，所以雄蠶率不到100%。

（4）現有親本為EEZ++Z++、EEZ++W、eeZa+Z+b、eeZ++W家蠶，能否通過雜交育種培育出EEZa+Z+b家蠶，要解答這個問題，可以采用逆推法來分析，若要培育目標品種EEZa+Z+b，必須有Za+W或者是Z+bW的存活雌蠶來作為雜交母本，根據題意這些基因型的雌蠶是不能存活的。因此無法通過雜交培育目標品種EEZa+Z+b。

（5）科學家通過輻射處理后的結果是讓常染色體上的基因片段拼接到W染色體上，顯然是實現了非同源染色體之間片段的拼接，這屬于染色體結構變異中的易位，故最終培育出優良品種的家蠶所依據的原理是染色體結構變異。