Question

17．由于日本福岛核电站发生核物质泄漏，我国政府从3月24日起，禁止从日本12个都县进口食品、食用农产品及饲料．请回答下列有关问题：

（1）核电站泄漏的高浓度放射性物质可能导致高等生物产生的变异类型是基因突变、染色体变异，这些变异会通过有性生殖遗传给后代．
（2）核泄漏发生后，放射性物质在生物体之间传递的途径主要是食物链和食物网，由于生态系统的物质循环是全球性的，所以，在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质．
（3）某研究小组对生活在核电站周边的小鼠进行了遗传研究．小鼠尾长的长尾与短尾（由基因A、a控制），尾形的弯曲与正常（由基因B、b控制）各为一对相对性状．从鼠群中选择多只基因型相同的雌鼠作母本，多只基因型相同的雄鼠作父本，杂交所得F₁的表现型及其比例如图一所示，请分析回答：
①小鼠的尾长和尾形这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律？请简述判断的理由符合，控制尾长和尾形的基因分别位于常染色体和X染色体上，两对基因独立遗，．
②母本通过减数分裂产生卵细胞的基因型为AX^B、AX^b、aX^B、aX^b．
③让F₁中全部长尾弯曲尾雌鼠与短尾正常尾雄鼠杂交，F₂中短尾正常尾雌鼠所占的比例为$\frac{1}{24}$．
④小鼠毛色的黄与灰是另一对相对性状（黄对灰为显性），由位于常染色体上的基因D、d控制，且基因D纯合使胚胎致死．若亲本基因型为DdX^BX^b和DdX^BY，请参照图一格式在图二中表示出子代的表现型及比例．
（4）比较不同鼠的DNA序列，可以确定它们之间的亲缘关系．如图三为编码甲、乙、丙三种鼠呼吸酶的部分相对应的基因片段、DNA单链及DNA单链中的碱基序列．
如果让c′链和b′链分别与a链混合，根据实验结果可推测：与甲的亲缘关系最近的是丙，上述研究方法可以为生物进化提供分子水平上（或分子生物学）（方面）的证据．

Answer 1

分析 1、可遗传变异分为基因突变，基因重组和染色体变异，基因重组发生在减数分裂过程中，包括非同源染色体上的非等位基因自由组合及同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换两种类型，基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换而引起基因结构的改变，染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，染色体结构变异分为染色体片段的重复、缺失、易位、倒位四种；核辐射会增加基因突变．染色体变异的频率．
2、食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道，物质循环具有循环性和全球性的特点．
3、分析柱形图可知，杂交后代中，雄鼠中长尾：短尾=3：1，弯曲尾：正常尾=1：1，雌鼠中长尾：短尾=3：1，只存在弯曲尾，因此控制尾长度的基因位于常染色体上，控制尾的形状的基因位于X染色体上，且亲本基因型是AaX^BX^b、AaX^BY．

解答 解（1）核电站泄漏的高浓度放射性物质可能导致生物发生基因突变、染色体结构变异等；发生在生殖细胞中的突变可以通过有性生殖传递给后代．（2）核泄漏发生后，放射性物质在生物体之间传递的途径是食物链和食物网，由于生态系统的物质循环的全球性，在世界各地几乎都检测到了微量的放射性物质．
（3）①由分析知，两对等位基因分别位于2对同源染色体上，因此在遗传过程中遵循基因自由组合定律．
②由分析可知，母本的基因型是AaX^BX^b、，按照自由组合定律雌性个体产生的配子的基因型是AX^B、AX^b、aX^B、aX^b
③F₁中全部长尾弯曲尾雌鼠的基因型是A_X^BX^B、A_X^BX^b，短尾正常尾雄鼠的基因型是aaX^bY，二者杂交，
F₂中短尾正常尾雌鼠所占的比例为aaX^bX^b=$\frac{2}{3}×\frac{1}{2}×\frac{1}{2}×\frac{1}{4}=\frac{1}{24}$．
④由题意知，小鼠毛色的黄与灰是另一对相对性状（黄对灰为显性），由位于常染色体上的基因D、d控制，且基因D纯合使胚胎致死，因此基因型为DdX^BX^b和DdX^BY杂交，后代中雌性个体黄色弯曲尾：灰色弯曲尾=2：1；雄性个体中黄色弯曲尾：灰色弯曲尾：黄色正常尾：灰色正常尾=2：1：2：1，．柱形图如下：





（4）分析甲、乙、丙三种鼠呼吸酶的部分相对应的基因片段、DNA单链及DNA单链中的碱基序列可知，a链与c′链互补碱基较多，因此甲、丙生物亲缘关系较近；该方法可以为生物进化提供分子生物学上的证据．
故答案为：
（1）基因突变、染色体变异     减数分裂和受精作用
（2）食物链和食物网    物质循环是全球性的
（3）①符合  控制尾长和尾形的基因分别位于常染色体和X染色体上，两对基因独立遗传
②AX^B、AX^b、aX^B、aX^b
③$\frac{1}{24}$
④如图所示
（4）丙　分子水平上（或分子生物学）

点评 本题的知识点是生物变异的类型及影响生物变异的因素，生态系统的物质循环，基因自由组合定律的实质和应用，DNA分子杂交技术在生物进化中的应用，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系形成知识网络并应用相关知识通过分析、比较等方法综合解答问题的能力及进行图文转换的能力．