Question

5．小鼠毛色的遗传与2号常染色体上的基因H、h有关．
（1）研究小组利用纯合品系甲、乙、丙做了以下杂交实验．
实验一：乙（灰毛）×丙（白毛）→F₁全为灰毛→F₂为灰毛：白毛=3：1．若小鼠毛色只受H、h控制，让F₂中的灰毛鼠自由交配，F₃中杂合子的比例是$\frac{4}{9}$．
（2）有人认为小鼠毛色遗传还受常染色体上M、m基因控制，进而做了以下实验．
实验二：甲（黑毛）×乙（灰毛）→F₁全为灰毛→F₂为灰毛：黑毛：白毛=12：3：1
①据上述杂交结果，可判断控制小鼠毛色的基因位于2对同源染色体上．白毛鼠的基因型为hhmm．
②H基因的作用是使酶1失去活性，而h基因无此效应．则控制酶2合成的基因应该是M．把实验一的F₂灰毛鼠与实验二的F₂灰毛鼠进行自由交配，F₃中黑毛鼠占$\frac{1}{18}$．

基因h开始片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-丙氨酸-天冬氨酸-缬氨酸…”（甲硫氨酸的密码子是AUG）．基因h缺失第11或12对碱基后，编码的氨基酸序列为“甲硫氨酸-精氨酸-谷氨酸-精氨酸-甲硫氨酸…”

（3）研究人员还发现：在雌鼠丁X染色体的非同源区段上有基因A、a和B、b，各控制一对相对性状．丁和雄鼠戊交配产生的雄鼠中出现了四种表现型且比例接近4：4：1：1．在此过程中出现的变异类型是基因重组，其原因是在减数分裂过程中发生了交叉互换．

Answer 1

分析 分析实验一：乙（灰毛）×丙（白毛）→F₁全为灰毛→F₂为灰毛：白毛=3：1，说明灰毛是显性性状，根据题意小鼠毛色只受H、h控制，则F₁为Hh，F₂中的灰毛鼠$\frac{1}{3}$HH、$\frac{2}{3}$Hh；
分析实验二：甲（黑毛）×乙（灰毛）→F₁全为灰毛→F₂为灰毛：黑毛：白毛=12：3：1，说明毛色受两对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律，且F₁为HhMm，白毛为hhmm，灰毛为Hh__（或__M_），黑毛为hhM_（或H_mm），则亲本黑毛为hhMM（HHmm），灰毛为HHmm（hhMM），据此答题．

解答 解：（1）根据以上分析已知F₁为Hh，F₂中的灰毛鼠$\frac{1}{3}$HH、$\frac{2}{3}$Hh，则让F₂中的灰毛鼠自由交配，F₃中杂合子的比例是1-$\frac{1}{3}×\frac{1}{3}$-$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{9}$．
（2）①据以上分析已知，毛色受两对等位基因控制，遵循基因的自由组合定律．白毛鼠的基因型为hhmm．
②基因的作用是使酶1失去活性，而h基因无此效应，根据图形分析可知灰色必须有H，则灰色的基因型为H___，黑色的基因型为hhM_，说明图中M控制酶2的合成．则实验一的亲本是HHmm、hhmm，F₁为Hhmm，所以F₂灰毛鼠为$\frac{1}{3}$HHmm或$\frac{2}{3}$Hhmm；实验二的亲本为hhMM、HHmm，F₂灰毛鼠为HhMm，H_M_、H_mm．将实验一的F₂灰毛鼠与实验二的F₂灰毛鼠进行自由交配，后代黑毛（hhM_）的概率为$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{18}$．由第一个氨基酸为甲硫氨酸（AUG），可知对应模板中的三个碱基为TAC，即3、4、5对应甲硫氨酸，5、6、7对应精氨酸，8、9、10对应谷氨酸，所以11、12、13对应丙氨酸，而h该丙氨酸变成了精氨酸，说明基因h缺失的是第11或12对碱基．
（3）根据题意X染色体的非同源区段上有基因A、a和B、b，两对基因具有连锁现象，若是完全连锁，则后代应该两种表现型，而后代出现了四种表现型，说明两对基因发生了交叉互换，属于基因重组．
故答案为：
（1）$\frac{4}{9}$（2）①2             hhmm
②M             $\frac{1}{18}$  11（或12）
（3）基因重组   交叉互换

点评 考查基因的自由组合规律及其应用，主要考查学生根据所给信息，进行分析、判断，考查了学生解决问题的能力．