题目内容

【题目】果蝇的棒眼基因(B)和正常眼基因(b),只位于X染色体上。研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系XsBXb,其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因s,且该基因与棒眼基因B始终连锁在一起(如图甲所示),s在纯合(XsBXsB、XsBY)时能使胚胎致死。图乙是某雄果蝇细胞分裂某一时期的图像。

(1)果蝇体细胞中共有8条染色体,研究果蝇基因组应测定______条染色体上的DNA序列。

(2)如果图乙中3上的基因是XB,4上基因是Xb,其原因是发生了_____________,B与b基因不同的本质是它们的______________________不同。基因B是基因b中一个碱基对发生替换产生的,突变导致合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),则该基因的这个碱基对替换情况是_________________。其他很多氨基酸同亮氨酸和苏氨酸一样,也有多个密码子,这体现了密码子的________性,它对生物体生存和发展的意义是__________________________________________________________

(3)若棒眼雌果蝇(XsBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交,F1果蝇的表现型有正常眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和_________,F1雌雄果蝇自由交配,F2中B基因的频率为 _______(用分数形式作答)。

【答案】5基因突变碱基对(脱氧核苷酸)排列顺序A∥T被G∥C替换简并性增强了密码容错性,保证了翻译的速度棒眼雌果蝇1/11

【解析】

根据题意和图示分析可知,甲图雌果蝇的性染色体XX上含有一对等位基因B、b,且B与致死基因s连锁;图乙是某雄果蝇细胞分裂某一时期的图像,其含有4条染色体,不含同源染色体,且都排列在细胞中央,说明细胞处于减数第二次分裂中期,为次级精母细胞。

(1)果蝇为XY型性别决定的生物,雌果蝇的染色体组成为3对常染色体和XX,雄果蝇的染色体组成为3对常染色体和XY,因此研究果蝇基因组应测定3条常染色体和X、Y染色体共5条染色体上的DNA序列。

(2)因为X染色体上B和s连锁,会使雄果蝇致死,所以雄果蝇X染色体上初始不可能含B基因,只含b基因,因此图乙所示情况只能是b基因复制时突变成了B基因;B与b是位于同源染色体上的一对等位基因,它们的本质区别是碱基对(脱氧核苷酸)排列顺序不同。根据题意分析,基因B是基因b中一个碱基对发生替换产生的,突变导致合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸(密码子有AUU、AUC、AUA)变成苏氨酸(密码子有ACU、ACC、ACA、ACG),说明密码子中间的U变成了C,进而说明对应的基因上的碱基对A//T变成了G//C。一种氨基酸有多个密码子,说明密码子具有简并性,增强了密码容错性,保证了翻译的速度。

(3)由于s在纯合(XsBXsB、XsBY)时能使胚胎致死,所以棒眼雌果蝇(XsBXb)与野生正常眼雄果蝇(XbY)杂交,F1果蝇的表现型为正常眼雌果蝇(XbXb)、正常眼雄果蝇(XbY)和棒眼雌果蝇(XsBXb);F1雌雄果蝇自由交配,雌配子为Xb:XsB=3:1,雄配子为Xb:Y=1:1,所以子代中3XbXb:XsBXb:3XbY:XsBY(致死),可求出子代中B基因的频率=1÷(3×2+2+3)=1/11。

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