Question

11．小鼠是遗传学常用的实验材料，XY型性别决方式．下面是关于小鼠某些性状的遗传实验：
（1）在一隔离饲养了多代的有毛小鼠种群中，偶然发现一对有毛鼠产下的一窝鼠仔中有几只无毛小鼠．无毛小鼠全身裸露无毛，并终生保持无毛状态．科研人员为了研究小鼠的无毛性状，继续让这对有毛鼠杂交多次，每窝都有无毛雄鼠和无毛雌鼠出生．
①科研人员初步判断：小鼠的无毛性状源于基因突变，不是营养不良或环境条件造成．他们作出这一判断的理由是无毛性状在后代重复出现．
②若已证明该变异源于基因突变，根据这对有毛鼠的多次杂交后代，还可判定无毛基因不是细胞质基因，其依据是杂交后代不具有母系遗传现象．
③为了进一步确定这对亲本有毛鼠已携带无毛突变基因，可用无毛基因作探针直接进行检测，该方法利用的原理是DNA分子杂交．
（2）小鼠毛色的黄与灰、尾形的弯曲与正常各为一对相对性状，分别由等位基因R、r和T、t控制．在毛色遗传中，具有某种纯合基因型的合子不能完成胚胎发育．从鼠群中选择多只基因型相同的雄鼠作父本，多只基因型相同的雌鼠作母本，杂交所得F₁的表现型及比例如下表所示，请分析回答：

	黄毛尾弯曲	黄毛尾正常	灰毛尾弯曲	灰毛尾正常
♂	$\frac{2}{12}$	$\frac{2}{12}$	$\frac{1}{12}$	$\frac{1}{12}$
♀	$\frac{4}{12}$	0	$\frac{2}{12}$	0

①验中亲本的基因型是RrX^TY、RrX^TX^t．
②若只考虑小鼠毛色的遗传，让F₁代的全部雌雄个体随机交配，在得到的F₂代群体中，r基因的基因频率为75%．
③让F₁代的全部黄毛尾正常雄鼠与黄毛尾弯曲雌鼠杂交，F₂代中灰毛鼠弯曲雌鼠占的比例为$\frac{1}{8}$．
④若F₁代出现了一只正常尾雌鼠，欲通过杂交实验探究这只雌鼠是否是基因突变的结果还是由环境因素引起的，写出能达到这一目的杂交亲本，并作出相应的实验结果预期．
亲本组合：此尾正常雌鼠×尾弯曲雄鼠．
预期实验结果：
i．若是由基因突变导致，则杂交后代的表现为后代雌鼠全为弯曲尾，雄鼠全为正常尾；
ii．若是由环境因素导致，则杂交后代的表现为后代雄鼠出现弯曲尾．

Answer 1

分析 遗传分为可遗传变异和不可遗传变异，可遗传变异是由于遗传物质发生改变，变异能在后代中再次出现；不可遗传变异是遗传物质不发生改变，变异性状仅限于当代表现．用无毛基因作探针直接进行检测亲本是都携带目的基因，原理是DNA分子杂交．
基因自由组合定律采用逐对分析法，而常染色体上的遗传与性别无关，分析表格在F₁雌性和雄性中黄：灰=2：1，说明该性状的遗传与性别无关，位于常染色体上，F₁雌性中只有尾弯曲，F₁雄性中尾弯曲：正常=1：1，说明尾正常是隐性性状，而且位于X染色体上．一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率，在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1．当等位基因只有两个时（R、r），设p表示R的基因频率，q表示r的基因频率，则基因型RR的频率为p²，Rr的频率为2pq，rr的频率为q²．

解答 解：（1）①根据题意中“这对有毛鼠杂交多次，每窝都有无毛雄鼠和无毛雌鼠出生”说明属于可遗传变异，而“多代的有毛小鼠种群中，偶然发现一对有毛鼠产下的一窝鼠仔中有几只无毛小鼠”说明可能是基因突变．
②若已证明该变异源于基因突变，根据这对有毛鼠的多次杂交后代，还可判定无毛基因不是细胞质基因，其依据是杂交后代不具有母系遗传现象．
③用无毛基因作探针，检测亲本有毛鼠已携带无毛突变基因，利用的是DNA分子杂交的原理．
（2）①分析尾形的弯曲与正常这对相对性状，F₁雌性中只有尾弯曲，F₁雄性中尾弯曲：正常=1：1，说明尾正常是伴X隐性性状，则亲本的基因型为X^TY和X^TX^t，综上父本的基因型是RrX^TY，母本的基因型是RrX^TX^t．
②只考虑小鼠毛色的遗传，亲本的基因型为Rr，则Rr×Rr→1RR、2Rr、1rr，而RR不能正常发育，则Rr：rr=2：1，r基因的基因频率=rr+1/2Rr=2/3，R的基因频率为=1-2/3=1/3，让F₁代的全部雌雄个体随机交配，在得到的F₂代群体中，RR=1/9，Rr=4/9，rr=4/9，则Rr：rr=1：1，r基因的基因频率=3/4．
③亲本杂交：X^TY×X^TX^t→X^TX^T、X^TX^t、X^TY、X^tY，F₁代的尾正常雄鼠的基因型为X^tY，弯曲雌鼠的基因型X^TX^T：X^TX^t=1：1，则X^tY×X^TX^t→X^TX^t、X^tX^t、X^TY、X^tY，F₂代灰毛鼠中尾正常雌鼠占的比例=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$．
④如果是由基因突变引起的，则该正常尾雌鼠的基因型为X^tX^t，则选择尾弯曲雄鼠（X^TY）与之交配，后代雌鼠全为弯曲尾，雄鼠全为正常尾．如果由环境因素引起的，则该正常尾雌鼠的基因型为X^TX^T或X^TX^t，则后代雄鼠出现弯曲尾．
故答案为：（1）①无毛性状在后代重复出现（变异连续出现，稳定遗传）
②杂交后代不具有母系遗传现象       ③DNA分子杂交
（2）①RrX^TY、RrX^TX^t    ②75%   ③$\frac{1}{8}$
④有两种方案
方案一：此尾正常雌鼠×尾弯曲雄鼠
Ⅰ后代雌鼠全为弯曲尾，雄鼠全为正常尾
Ⅱ后代雄鼠出现弯曲尾
方案二：此尾正常雌鼠×尾正常雄鼠
Ⅰ后代全为正常尾Ⅱ后代出现弯曲尾

点评 本题考查可遗传变异的特点、DNA分子杂交、基因频率的计算、基因分离定律和基因自由组合定律的应用，难度较大，提升了学生识图能力、信息的提取与应用能力、计算能力，通过比较与综合做出合理判断的能力等．