图1表示果蝇体细胞的染色体组成,图2表示果蝇性染色体X和Y的非同源区段和同源区段。已知控制果蝇刚毛(B)和截毛(b)的等位基因位于X、Y染色体的同源区段。
请分析回答:
(1)基因B和b的根本区别是________________,它们所控制性状的遗传遵循________定律。若只考虑这对基因,截毛雄果蝇的基因型可表示为________。
(2)若某雄果蝇X染色体的非同源区段有一显性致病基因,与正常雌果蝇交配,后代发病率为________;若此雄果蝇Y染色体的非同源区段同时存在另一致病基因,与正常雌果蝇交配,后代发病率为________。
(3)研究人员发现,果蝇群体中偶尔会出现Ⅳ三体(Ⅳ号染色体多一条)的个体。从变异类型分析,此变异属于____________。已知Ⅳ三体的个体均能正常生活,且可以繁殖后代,则三体雄果蝇减数分裂过程中,次级精母细胞中Ⅳ号染色体的数目可能有________条(写出全部可能的数目)。从染色体组成的角度分析,此种三体雄果蝇经减数分裂可产生________种配子,与正常雌果蝇杂交,子一代中正常个体和三体的比例为________。
(4)二倍体动物缺失一条染色体称为单体。大多数单体动物不能存活,但在黑腹果蝇中,点状染色体(Ⅳ号染色体)缺失一条可以存活,而且能够繁殖后代。
①果蝇群体中存在无眼个体,无眼基因位于常染色体上,将无眼果蝇个体与纯合野生型个体交配,子代的表现型及比例如下表:
无眼 | 野生型 | |
F1 | 0 | 85 |
F2 | 79 | 245 |
据此判断,显性性状为 ________,理由是____________。
②根据上述判断结果,可利用正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,探究无眼基因是否位于Ⅳ号染色体上。请完成以下实验设计:
实验步骤:
让正常无眼果蝇与野生型(纯合)单体果蝇交配,获得子代;统计子代的________,并记录。
实验结果预测及结论:
Ⅰ.若子代中出现______________________,
则说明无眼基因位于Ⅳ号染色体上;
Ⅱ.若子代全为________,说明无眼基因不位于Ⅳ号染色体上。
(1)脱氧核苷酸(或碱基)序列不同 基因分离 XbYb (2)50% 100% (3)染色体数目变异 1、2、4 4 1∶1 (4)野生型 F1全为野生型(F2中野生型∶无眼为3∶1) 性状表现 野生型果蝇和无眼果蝇且比例为1∶1 野生型
类型 | 定义 | 实例 | 示意图 |
缺失 | 一条正常染色体断裂后丢失某一片段引起的变异。 | 猫叫综合征 | |
重复 | 染色体增加某一片段引起的变异。一条染色体的某一片段连接到同源的另一条染色体上,结果后者就有一段重复基因。 | 果蝇棒状眼 | |
倒位 | 染色体中某一片段位置颠倒180°后重新结合到原部位引起的变异。基因并不丢失,因此一般生活正常。 | — | |
易位 | 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异 | 人慢性粒细胞白血病 |
项目 | 单倍体 | 多倍体 | |
概念 | 体细胞中含有本物种配子染包体数目的个体 | 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 | |
成因 | 自然成因 | 由配子直接发育成个体,如雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来 | 外界环境条件剧变 |
人工诱导 | 花药离体培养 | 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 | |
发育起点 | 配子 | 受精卵或合子 | |
植株特点 | 植株弱小 | 茎秆粗壮,叶片、果实和种子比较大,营养物质含量丰富,发育延迟,结实率低 | |
可育性 | 高度不育 | 可育,但结实性差 | |
应用 | 单倍体育种 | 多倍体育种 |
项目 | 基因重组 | 基因突变 | 染色体变异 |
概念 | 因基因的重新组合而发生的变异 | 基因结构的改变,包括DNA碱基对的替换、增添和缺失 | 染色体结构或数目变化而引起的变异 |
类型 | ①非同源染色体上的非等位基因自由组合;②同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换 | ①自然状态下发生的——自然突变;②人为条件下发生的——人工诱变 | ①染色体结构变异;②染色体数目变异 |
鉴定方法 | 光学显微镜下均无法检出,可根据是否有新性状或新性状组合确定 | 光学显微镜下可检出 | |
适用范围 | 真核生物进行有性生殖的过程中发生 | 任何生物均可发生(包括原核生物、真核生物及非细胞结构的生物) | 真核生物遗传中发生 |
生殖类型 | 自然状态下只在有性生殖中发生 | 无性生殖和有性生殖均可发生 | 无性生殖和有性生殖均可发生 |
产生机理 | 由基因的自由组合和交叉互换引起 | 基因的分子结构发生改变的结果 | 染色体的结构或数目发生变化的结果 |
细胞分裂 | 在减数分裂中发生 | 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂均可发生 | 有丝分裂和减数分裂中均可发生 |
产生结果 | 只改变基因型,未发生基因的改变,既无“质”的变化,也无“量”的变化 | 产生新的基因,发生基因“种类”的改变,即有“质”的变化,但无“量”的变化 | 可引起基因“数量”的变化,如增添或缺失几个基因 |
意义 | 生物变异的来源之一,对生物进化有十分重要的意义 | 生物变异的根本来源,提供生物进化的原材料 | 对生物进化有一定意义 |
育种应用 | 杂交育种 | 诱变育种 | 单倍体、多倍体育种 |
知识点拨:染色体组数的判定
1.染色体组数的判断方法
(1)根据细胞中染色体的形态判断
细胞内同一种形态的染色体有几条,则含有几个染色体组。如图A细胞内同种形态的染色体有3条,则该细胞中有3个染色体组;图C细胞内同一种形态的染色体有1条,则该细胞中有1个染色体组。
细胞内有几种形态的染色体,一个染色体组内就有几条染色体。如图A细胞内有3种形态的染色体,则该细胞的一个染色体组内就有3条染色体;如图C 细胞内有5种形态的染色体,则该细胞的一个染色体组内就有5条染色体。
(2)根据基因型判断
在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因出现几次,则含有几个染色体组,可简记为“同一英文字母无论大写还是小写,出现几次就含几个染色体组”。如图B细胞内控制同一性状的基因出现4次,则含有4个染色体组。
(3)根据染色体数目的形态数判断
染色体组的数目=染色体数/染色体的形态数
如图A细胞内共含有9条染色体,染色体的形态数是3种,9/3=3,则该细胞内含有3个染色体组;如图 B细胞内共含有8条染色体,染色体的形态数是2种, 8/2=4,则该细脆内含有4个染色体组;如图C细胞内共含有5条染色体,染色体的形态数是5种,5/5=1,则该细胞内含有1个染色体组。
2.一些细胞分裂图中的染色体组数判断(如图)
①减数第一次分裂的前期,染色体4条,生殖细胞中含有染色体2条,每个染色体组有2条染色体,该细胞中有2个染色体组。
②减数第二次分裂的前期,染色体2条,生殖细胞中含有染色体2条,每个染色体组有2条染色体,该细胞中有1个染色体组。
③减数第一次分裂的后期,染色体4条,生殖细胞中含有染色体2条,每个染色体组有、2条染色体,该细胞中有2个染色体组。
④有丝分裂后期,染色体8条,生殖细胞中含有染色体2条,每个染色体组有2条染色体,该细胞中有4 个染色体组。
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