Question

【題目】自然狀態下生物會發生各種變異，請結合變異的知識回答相關問題。

Ⅰ．德國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）某正常德國小蠊，體細胞中有23條染色體，則該個體的性別是_______，其減數分裂后產生配子的染色體組成是__________________________。

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

請畫出該細胞減數第二次分裂后期圖________________（注：寫清染色體的序號）。

（3）若德國小蠊減數分裂時發生了交叉互換，會導致同源染色體上的______基因會隨著非姐妹染色單體的交換而發生交換，導致_________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育情況，分析回答：

受精卵中性染色體組成	發育情況
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____________ 的數目。

（2）在正常的果蠅群體中有一種“嵌合體”果蠅，研究發現“嵌合體”果蠅左側身體細胞性染色體組成為XX，右側身體細胞性染色體組成為XO。該果蠅染色體的變異產生于__________(原始生殖、體)細胞的___________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群體中發現一只白眼雄果蠅(記作“M”)。M果蠅出現的原因有三種可能：第一種是環境改變引起表現型變化，但基因型未變；第二種是親本果蠅發生基因突變；第三種是親本雌果蠅在減數分裂時X染色體不分離。設計雜交實驗確定M果蠅的出現是由哪一種原因引起的。

實驗步驟：M果蠅與正常白眼雌果蠅雜交，分析子代的表現型。

結果預測：

①若__________________________________，則是環境改變；

②若__________________________________，則是基因突變；

③若________________________，則是減數分裂時X染色體不分離。

Ⅲ．研究發現，轉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被昆蟲食用后，在消化道中被蛋白酶水解產生具有毒性的活性肽，與昆蟲腸道細胞上的受體結合，使細胞滲透壓失衡，最終導致昆蟲死亡。科學家從蘇云金桿菌中獲取某抗蟲基因以培養抗蟲玉米。已知抗蟲基因能夠成功整合到玉米染色體上，某玉米植株體細胞中該抗蟲基因在染色體上的整合情況如圖所示(黑點表示該抗蟲基因的整合位點)，該植株進行自交，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 子代出現紅眼(雌)果蠅 子代表現型全部為白眼 無子代產生 63／64 基因重組

【解析】

根據題意，德國小蠊性別決定為XO型，雌性的性染色體組成為XX，雄性的性染色體組成為XO，而雌性個體中的染色體是成對存在的，故XO的雄性個體中染色體數為奇數，雄性個體產生生殖細胞過程中細胞是均等分裂，因此題圖中符合XO個體減數分裂的應是B；交叉互換是在減數第一次分裂四分體時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，因此交叉互換會導致等位基因發生交換，該變異屬于基因重組。分析表格可知，受精卵中的X染色體的數目決定雌性或雄性，并且XXX、YO（沒有X染色體）、YY還會導致胚胎期致死，XO（沒有Y染色體）為雄性不育。

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

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

（3）若德國小蠊減數分裂時發生了交叉互換，會導致同源染色體上的等位基因會隨著非姐妹染色單體的交換而發生交換，導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染色體的數目。

(2)根據題意描述，身體兩側染色體組成不同，則不可能來源于原始生殖細胞，因為原始生殖細胞發生染色體變異一定會使所有細胞都保持一致，所以一定是發生于體細胞，體細胞進行的是有絲分裂。

(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。若要通過雜交實驗確定M果蠅的出現是由哪一種原因引起，即通過實驗鑒定M果蠅的基因型即可，因此，本實驗可以用M果蠅與多只白眼雌果蠅（XrXr）雜交，統計子代果蠅的眼色，預測結果為：

①第一種情況，M應為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，則為環境引起的表現型改變；

②第二種情況，M應為 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，若沒有子代產生，則是減數分裂時X染色體沒有分離。

Ⅲ．利用轉基因技術培養抗蟲玉米的方法利用的原理是基因重組，據圖可知，3個抗蟲基因分別位于三對同源染色體上，則該個體產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。