Question

【题目】鸭喙具有黑、黄、花三种颜色，为探索鸭喙颜色表型的遗传规律，研究人员利用两个家系（甲和乙）中的黑喙鸭与某纯种黄喙鸭（无色素）为材料设计不同的杂交组合，为鸭的育种提供理论依据。

组别	亲本杂交组合	后代表现型及比例
第一组	家系甲（黑喙）x纯种黄喙鸭	F1中多数为黑喙鸭、少数为黄喙鸭
第二组	家系乙（黑喙）x纯种黄喙鸭	F1中多数为黑喙鸭、少数为花喙鸭
第三组	第一组F1中黑喙鸭 x F1中黑喙鸭	黑喙鸭：花喙鸭：黄喙鸭 =9：3：4
第四组	第一组F1中黑喙鸭 x F1中黄喙鸭	黑喙鸭：花喙鸭：黄喙鸭 = 3：1：4

（1）已知鸭喙色的遗传与性别无关。上述四组实验中的第_________组可以判断鸭喙色由两对基因控制，符合__________规律。

（2）若控制鸭喙色性状的两对基因中A基因控制黑色素的生成，B基因可以使黑色素在整个喙部沉积，则第四组亲本的基因型为__________。推测花喙产生的原因是__________。

（3）综合上述信息可知，第一、二组杂交结果的出现可能与家系甲、乙种混有不同基因型的个体有关。据此分析一、二组结果出现的具体原因是__________。第四组亲本中黄喙鸭与第二组F1中花喙鸭杂交，后代的表现型及比例为__________。

（4）研究人员研究了黑色素形成的机制。发现机体内促黑素激素可与黑色素细胞表面相应受体结合，最终激活酪氨酸酶，________酪氨酸形成多巴，多巴会经不同路径形成两种颜色表现不同的黑色素—真黑素与褐黑素，酪氨酸酶也在这两条路径的转换中起重要作用。某些信号蛋白能够与促黑素激素__________促黑素激素受体，使酪氨酸酶活性减低，导致褐黑素增加。这两种色素的比例和分布决定了禽类的羽色等性状，为鸭的育种研究提供了进一步的理论依据。

Answer 1

【答案】三和四 基因的自由组合 AaBb和 aaBb 花喙鸭具有A基因，能够生成黑色素；但不具有B基因，因此无法使黑色素沉积在整个喙部，造成喙部黑黄相间，表现为花喙 家系甲与家系乙中的鸭大部分为基因型为AABB的纯种黑喙鸭；此外家系甲中还混有少量基因型为AaBB的黑喙鸭，家系乙中还混有少量基因型为AABb的黑喙鸭 黑喙鸭：花喙鸭：黄喙鸭 = 1：1：2 催化 竞争

【解析】

孟德尔在做两对杂交实验的时候，发现F2的分离比为9∶3∶3∶1。提出性状是由基因控制的，并且两对等位基因独立遗传。F1在形成配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合，产生四种不同的配子，进而雌雄配子结合得到F2分离比9∶3∶3∶1。本题9∶3∶4为9∶3∶3∶1的变式，可知两对等位基因位于两对同源染色体上，

（1）已知鸭喙色的遗传与性别无关。从第三组可知，黑喙鸭和黑喙鸭杂交得到子代9∶3∶4，为9∶3∶3∶1的变式，可知两对等位基因位于两对同源染色体上，从第四组可知，黑喙鸭和黄喙鸭杂交得到3∶1∶4，可知两对等位基因位于两对同源染色体上（一对得不到该结果），因此上述四组实验中的第三和四组可以判断鸭喙色由两对基因控制，符合基因的自由组合规律。

（2）A基因控制黑色素的生成，B基因可以使黑色素在整个喙部沉积，从第三组可知，F1黑喙鸭的基因型为AaBb，黑喙鸭和黄喙鸭杂交得到3∶1∶4，一共8份，根据乘法原理可知黄喙鸭基因型为aaBb（2×4=8），第四组亲本的基因型为AaBb和 aaBb。推测花喙产生的原因是花喙鸭具有A基因，能够生成黑色素；但不具有B基因，因此无法使黑色素沉积在整个喙部，造成喙部黑黄相间，表现为花喙。

（3）第一组出现的F1中多数为黑喙鸭、少数为黄喙鸭，可能家系甲中的鸭大部分为基因型为AABB的纯种黑喙鸭；此外家系甲中还混有少量基因型为AaBB的黑喙鸭，第二组出现的F1中多数为黑喙鸭、少数为花喙鸭，可能家系乙中的鸭大部分为基因型为AABB的纯种黑喙鸭；家系乙中还混有少量基因型为AABb的黑喙鸭。第四组亲本中黄喙鸭（aaBb）与第二组F1中花喙鸭（Aabb）杂交，后代的表现型及比例为黑喙鸭（AaBb）∶花喙鸭（Aabb）∶黄喙鸭（aaBb、aabb） = 1∶1∶2。

（4）酪氨酸酶可催化酪氨酸形成多巴。促黑素激素可与黑色素细胞表面相应受体结合，最终激活酪氨酸酶，某些信号蛋白能够与促黑素激素竞争促黑素激素受体，使酪氨酸酶活性减低，导致褐黑素增加。