Question

6．请分析并计算下列有关问题：
（1）某育种科学家在农田中发现一株大穗不抗病的小麦，自花受粉以后获得160颗种子，这些种子发育成的小麦有30株为大穗抗病，有X（X不等于0）株为小穗抗病，其余都染病．假定小麦穗的大小与抗病不抗病这两对相对性状是独立遗传的，请分析回答下列问题：
若将这30株大穗抗病的小麦作亲本自交得F₁，在F₁中选择大穗抗病的再自交，F₂中能稳定遗传的大穗抗病小麦占F₂中所有的大穗抗病小麦的比例是$\frac{7}{9}$．
（2）有一种遗传病是由X染色体上的显性基因控制的，这种病在男性中的发病率为7%，则在女性中的发病率为13.51%．
（3）假设某大肠杆菌含¹⁴N（N的质量数为14，下同）的DNA的相对分子质量为a，若将其长期培养在含¹⁵N的培养基中便得到含¹⁵N的DNA，相对分子质量为b，现将含¹⁵N的DNA大肠杆菌再培养在¹⁴N的培养基中，子二代DNA的相对分子质量平均为$\frac{（3a+b）}{4}$．
（4）果蝇黑身对灰身是一对相对性状，基因位于常染色体上．现有纯种灰身果蝇和纯种黑身果蝇杂交，F₁全为灰身．F₁自由交配产生F₂．将F₂中的灰身果蝇取出，让其自由交配，后代中灰身果蝇与黑身果蝇的比例为8：1．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：小麦穗的大小与抗病不抗病这两对相对性状是独立遗传的，遵循基因的自由组合定律．X染色体上的显性基因控制的遗传病特点是女性患者多于男性．DNA分子复制方式是半保留复制．果蝇黑身对灰身是一对相对性状，基因位于常染色体上，遵循基因的分离定律．能量流动是逐级递减的．

解答 解：（1）解：（1）由题意可知，一株大穗不抗病的小麦，自花授粉获得的后代出现了性状分离，既有大穗和小穗，也有抗病和不抗病，因此该大穗不抗病的小麦为双杂合子，大穗和不抗病为显性，假设大穗由A控制，不抗病由B控制，该大穗抗病植株的基因型为Aabb，又由题意可知，将一株大穗不抗病的小麦进行了连续三代的自交并淘汰小穗的类型，根据基因的分离规律，亲代中AA$\frac{1}{3}$，Aa占$\frac{2}{3}$，F₁中AA=$\frac{3}{5}$，Aa=$\frac{2}{5}$，F₂中AA=（$\frac{3}{5}$+$\frac{2}{5}$×$\frac{1}{4}$）：（$\frac{3}{5}$+$\frac{2}{5}$×$\frac{1}{4}$+$\frac{2}{5}$×$\frac{1}{2}$）=$\frac{7}{9}$
（2）根据题意分析可知：由X染色体上的显性基因控制的遗传病中，男性的基因型为X^AY，发病率为7%，说明A的频率为7%，则a的频率为1-7%=93%．女性正常为X^aX^a，概率为93%×93%=86.49%，所以在女性中的发病率为1-86.49%=13.51%．
（3）由于1个含有¹⁴N的DNA分子的相对分子质量为a，则每条链的相对分子质量$\frac{a}{2}$；1个含有¹⁵N的DNA分子的相对分子质量为b，则每条链的相对分子质量$\frac{b}{2}$，复制2次得到子二代共4个DNA分子，这4个DNA分子共8条链，含有¹⁴N的每条链相对分子质量$\frac{a}{2}$，含有¹⁵N的每条链的相对分子质量$\frac{b}{2}$．这8条链，有2条是含有¹⁵N的，6条是含有¹⁴N的，因此总相对分子质量$\frac{（3a+b）}{4}$
（4）将纯种的灰身果蝇和黑身果蝇杂交，F₁全为灰身，说明灰身相对于黑身为显性性状（用A、a表示），则亲本的基因型为AA×aa，F₁的基因型为Aa．用杂合的灰身雌雄果蝇（Aa）杂交，F₁的基因型及比例为AA：Aa：aa=1：2：1，所以A基因$\frac{2}{3}$、a基因$\frac{1}{3}$．让F₁的灰身果蝇自由交配，根据遗传平衡定律，其子代果蝇基因型及比例为AA：Aa：aa=（$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$）：（2×$\frac{1}{3}$×$\frac{2}{3}$）：（$\frac{1}{3}$×$\frac{1}{3}$）=4：4：1，所以后代中灰身和黑身果蝇的比例为8：1．
故答案为：（1）$\frac{7}{9}$ 
（2）13.51%　 
（3）$\frac{（3a+b）}{4}$
（4）8：1

点评 本题考查基因自由组合定律、遗传病的发病率、DNA复制、基因分离定律和生态系统能量流动的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力和计算能力．