Question

6．请分析下列与遗传和变异有关的问题：
Ⅰ、水稻（2N=24）正常植株（E）对矮生植株（e）为显性，抗病（F）对不抗病（f）为显性．两对基因独立遗传．
（1）在EE×ee杂交中，若E基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子中染色体数目为13或11．
（2）假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的E基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA，发现X第二个密码子中的第二个碱基由U变为C，Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个C．与正常植株相比，Y突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因Y突变体比X突变体的蛋白质中氨基酸的改变可能更多．
（3）现有正常不抗病和矮生抗病两种纯种水稻，希望快速得到正常抗病纯种植株，应采取的育种方法是单倍体育种，理想的基因型以及该基因型所占比例依次是EEFF、$\frac{1}{4}$．
Ⅱ、图1是某家族的两种遗传病的系谱图．已知控制乙病的基因位于性染色体上，但不知是位于X、Y的同源区还是非同源区（如图2所示）．甲病用A、a表示、乙病用B、b表示，若位于X、Y的同源区，则基因型的写法是：X^BY^B、X^BY^b、X^bY^B、X^bY^b．

（4）据图分析，乙病为隐性遗传病． 若Ⅲ₃和Ⅲ₄二者婚配后代男性都正常，女性都患乙病，则该基因位于X、Y的同源区（或答Ⅱ区）．
（5）若只考虑乙病基因，则Ⅲ₃的基因型是X^bX^b，Ⅲ₄的基因型是X^bY^B?．
（6）假设Ⅱ₆是甲、乙病的携带者，根据以上推断，若Ⅱ₅和Ⅱ₆婚配，后代中同时患甲、乙两种病的概率是$\frac{1}{48}$．

Answer 1

分析 1、基因分离定律的实质是位于一对同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代；自由组合定律的实质是非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生自由组合．
2、减数第一次分裂的特点：同源染色体联会形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换，同源染色体分离，非同源染色体自由组合；减数第二次分裂的特点：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极．
3、甲病：根据Ⅰ₁、Ⅰ₂正常、Ⅱ₄患病，患病女儿致病基因来自父母，父母有致病基因而无病，故致病基因是隐性，父有致病基因而无病，此致病基因不可能位于X染色体上，所以是常染色体隐性遗传病．
乙病：根据Ⅰ₁、Ⅰ₂正常、Ⅱ₂患病，属于隐性遗传病．

解答 解：（1）EE×ee→若E基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子是EEe和e，水稻是2N=24，所以配子染色体数目就是13或11．
（2）基因突变是DNA分子中喊基对的替换、增添和缺失引起的基因结构的改变，这样转录的mRNA的序列也可能改变．突变体X第二个密码子中的第二个喊基由U变为C，这样最多只有一个氨基酸种类发生改变，Y在第二个密码子的第二个喊基前多了一个C．这样可能后面密码子都会改变，那么氨基酸的种类顺序改变就较大了．
（3）亲代是正常不抗病EEff×矮生抗病eeFF→F₁EeFf正常抗病，希望快速得到正常抗病纯种植株，应采取的育种方法是单倍体育种，这样可以缩短育种年限，理想的基因型为EEFF，比例是$\frac{1}{4}$．
（4）Ⅰ₁、Ⅰ₂正常，生了一个患病的孩子（Ⅱ₂），据此判断为隐性遗传．因为是隐性遗传，女性患者的基因型必为X^bX^b．若基因位于Ⅰ区，不可能出现女性患者；若基因位于Ⅱ区，则Ⅲ₄的基因型为X^bY^B；若基因位于Ⅲ区，则Ⅲ₄的基因型只能为X^BY，但这样后代女性不可能为患者，所以Ⅲ₄的基因型只能为X^bY^B，该基因位于X、Y的同源区．
（5）由（4）可知，若只考虑乙病基因，则Ⅲ₃的基因型是X^bX^b，Ⅲ₄的基因型是X^bY^B?．
（6）单独考虑甲病，Ⅱ₅的基因型为$\frac{2}{3}$Aa、$\frac{1}{3}$AA，Ⅱ₆的基因型为Aa，则后代患甲病的概率为$\frac{1}{6}$，后代正常的概率为$\frac{5}{6}$；单独考虑乙病，Ⅱ₅的基因型为$\frac{1}{2}$X^BX^B、$\frac{1}{2}$X^BX^b，则后代患乙病的概率为$\frac{1}{8}$，正常概率为$\frac{7}{8}$．同时考虑甲、乙两病，则同时患甲、乙两种病的几率为$\frac{1}{6}×\frac{1}{8}=\frac{1}{48}$．
故答案为：
（1）13或11
（2）Y    Y突变体比X突变体的蛋白质中氨基酸的改变可能更多（或：X突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氨基酸以后都改变）
（3）单倍体育种    EEFF、$\frac{1}{4}$
（4）隐    同源区（或答Ⅱ区）     
（5）X^bX^b     　X^bY^B??
（6）$\frac{1}{48}$

点评 本题综合考查生物变异与育种以及基因自由组合定律的相关知识，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．