Question

【題目】研究人員用粗糙脈孢菌對(duì)有性生殖過程中同種基因之間的關(guān)系進(jìn)行研究。粗糙脈孢菌的菌絲體每個(gè)細(xì)胞核中具有1個(gè)染色體組（n）。有性生殖時(shí)，菌絲體產(chǎn)生分生孢子（n）后，兩個(gè)分生孢子融合成為合子（2n），合子減數(shù)分裂產(chǎn)生4個(gè)單倍體核（n），之后經(jīng)過一系列過程發(fā)育為新的子代菌絲體（n）。

（1）若某菌絲體的基因型是A，另一菌絲體的基因型是a，在不考慮變異的情況下，二者雜交產(chǎn)生的后代菌絲體的基因型為_________種，比例為_________。

（2）將2個(gè)A基因（存在于一個(gè)DNA分子上）同時(shí)轉(zhuǎn)入A基因缺失的菌株中，將轉(zhuǎn)基因菌株與A基因缺失菌株進(jìn)行雜交。雜交后代均未出現(xiàn)A基因所決定的表現(xiàn)型。對(duì)親本菌體及減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個(gè)單倍體核對(duì)應(yīng)的后代進(jìn)行A基因及表現(xiàn)型檢測(cè)，結(jié)果如下所示。

①根據(jù)圖1結(jié)果可以看出，后代1、2 各自的左右兩條帶的電泳結(jié)果不同，表明_________；右側(cè)的條帶中，后代1、2與轉(zhuǎn)A基因親本不同，表明后代中A基因_________。

②后代3、4均未出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型的最可能原因是_________。

（3）親本1與親本2雜交，對(duì)親本菌體及某一合子產(chǎn)生的4個(gè)單倍體核對(duì)應(yīng)的后代進(jìn)行A基因及表現(xiàn)型檢測(cè)（處理和檢測(cè)方法與（2）相同）。親本菌體中的基因分布及檢測(cè)結(jié)果如下圖2所示（親本1與親本2所示兩條染色體相同）。

①減數(shù)分裂過程中，染色體的行為包括_________之間交叉互換，同源染色體分離和非同源染色體自由組合等。若僅考慮染色體的上述行為，不考慮其他變異情況，同時(shí)所有基因均可正常表達(dá)，理論上二者后代會(huì)出現(xiàn)_________基因型，均__________（填能或不能）出現(xiàn)A基因決定的性狀。

②據(jù)圖2可知，實(shí)際二者雜交時(shí)，在后代中來自親本_________的A基因沒有發(fā)生改變。雜交后每個(gè)合子產(chǎn)生的后代為有A基因表現(xiàn)型∶無A基因表現(xiàn)型為1∶1的現(xiàn)象，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是，_________。

（4）綜合上述可以推測(cè)，在_________情況下后代中會(huì)出現(xiàn)基因發(fā)生改變的現(xiàn)象。

Answer 1

【答案】2 1∶1 其DNA片段的核苷酸被某種基團(tuán)修飾 出現(xiàn)突變 在減數(shù)分裂時(shí)A基因未被分配到后代3、4對(duì)應(yīng)的單倍體核中，所以后代3、4未出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型 四分體的非姐妹染色單體 4種 能 2 親本1的A基因出現(xiàn)了突變和被某種基團(tuán)修飾的現(xiàn)象，改變后的基因不能控制A基因的相應(yīng)表型。而親本2的A基因沒有發(fā)生變化且經(jīng)減數(shù)分裂分配給了四個(gè)單倍體核中的兩個(gè)，這樣的兩個(gè)單倍體核發(fā)育而成的后代出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型 2個(gè)（多個(gè)）相同的A基因同時(shí)出現(xiàn)在分生孢子中

【解析】

該題主要結(jié)合了減數(shù)分裂和粗糙脈孢菌特殊的增殖方式來考察學(xué)生對(duì)減數(shù)分裂過程中同源染色體的分離、非同源染色體的自由組合以及配子的生成情況的熟練程度，同時(shí)結(jié)合電泳的方式來考察學(xué)生能對(duì)比電泳結(jié)果來分析親子代之間基因的遺傳和變異情況的能力。

（1）菌絲體的基因型是A，另一菌絲體的基因型是a，因此兩者產(chǎn)生的孢子分別為A和a，合子的基因型為Aa，其進(jìn)行減數(shù)分裂可以產(chǎn)生四個(gè)單倍體核，分別為A、A、a、a，所以在不考慮變異的情況下，二者雜交產(chǎn)生的后代菌絲體的基因型有2種，比例為1:1；

（2）①根據(jù)圖示結(jié)果可以看出，后代1、2 各自的左右兩條帶的電泳結(jié)果不同，左側(cè)均未被切割成小的DNA片段，表明未被Sau3A識(shí)別，證明其DNA片段的核苷酸被某種基團(tuán)修飾，不能被Sau3A識(shí)別；右側(cè)的條帶中，后代1、2與轉(zhuǎn)A基因親本不同，說明該基因的序列發(fā)生了改變，部分序列不能被MboⅠ識(shí)別和切割，所以產(chǎn)生的DNA片段不同，證明A基因發(fā)生了突變；

②該實(shí)驗(yàn)讓轉(zhuǎn)基因菌株A與A基因缺失突變體雜交，電泳結(jié)果表明3、4個(gè)體不含有A基因，所以可能是在減數(shù)分裂時(shí)A基因未被分配到后代3、4對(duì)應(yīng)的單倍體核中，所以后代3、4未出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型；

（3）①在細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，可以發(fā)生四分體的非姐妹染色單體的交叉互換；根據(jù)圖可知親本1的基因型為A1A1，親本2的基因型為A2O，根據(jù)同源染色體的位置可知雜交后產(chǎn)生的合子基因型為A1A2A1O，在減數(shù)分裂后產(chǎn)生的4個(gè)單倍體核的基因型分別為A1A1、A1O、A1A2、A2O，共四種基因型；均能表現(xiàn)出A基因的性狀；

②對(duì)比子代與親本的電泳結(jié)果可知，三個(gè)合子產(chǎn)生的后代中凡是表現(xiàn)A基因性狀的個(gè)體均含有與親本2的電泳結(jié)果相同的兩條帶，所以來自親本2的基因沒有發(fā)生改變；在上一空中已經(jīng)知道來自親本2的A基因沒有發(fā)生改變，即其提供的A2基因是正常的，而雜交后每個(gè)合子產(chǎn)生的后代為有A基因表現(xiàn)型∶無A基因表現(xiàn)型為1∶1的現(xiàn)象，所以兩親本雜交產(chǎn)生的合子減數(shù)分裂形成的4個(gè)單倍體核中只有2個(gè)是正常的，結(jié)合上一小題可推測(cè)含有A1但不含有A2的個(gè)體均為正常表現(xiàn)A基因的性狀，可能是親本1的A基因出現(xiàn)了突變和被某種基團(tuán)修飾的現(xiàn)象，改變后的基因不能控制A基因的相應(yīng)表型。而親本2的A基因沒有發(fā)生變化且經(jīng)減數(shù)分裂分配給了四個(gè)單倍體核中的兩個(gè)，這樣的兩個(gè)單倍體核發(fā)育而成的后代出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型；

（4）根據(jù)上述結(jié)果可以分析A基因發(fā)生改變更多的是發(fā)生在2個(gè)（多個(gè)）相同的A基因同時(shí)出現(xiàn)在分生孢子中。