Question

5．小鼠品系众多，是遗传学研究的常用材料．下图是某品系小鼠（2N=40）的某些基因在染色体上的排列情况．该品系成年小鼠的体重受独立遗传的三对等位基因A-a、D-d、F-f控制，这三对基因的遗传效应相同，且具有累加效应（AADDFF的成鼠最重，aaddff的成鼠最轻）．请回答下列问题：
（1）在该小鼠的种群中，控制体重的基因型有27种．用图中亲本杂交获得F₁，F₁雌雄个体相互交配获得F₂，则F₂中成鼠体重与亲本相同的个体占$\frac{1}{32}$．
（2）若图中父本在精子形成过程中，因为减数分裂时同源染色体未分离，受精后形成了一只XXY的小鼠，该小鼠成年后，如果能进行正常的减数分裂，则可形成4 种性染色体组成不同的配子．
（3）小鼠的体色由两对基因控制，Y代表黄色，y代表鼠色，B决定有色素，b决定无色素色）．已知Y与y位于1、2号染色体上，图中母本为纯合黄色鼠，父本为纯合白色鼠．请设计实验探究另一对等位基因是否也位于1、2号染色体上（仅就体色而言，不考虑其他性状和交叉互换）．
第一步：选择图中的父本和母本杂交得到F1；
第二步：让F₁雌雄成鼠自由交配得到F₂；
第三步：观察统计F₂中小鼠的毛色（或观察统计子代小鼠的毛色）性状分离比．
结果及结论：
①子代小鼠毛色表现为黄色：鼠色：白色=9：3：4，则另一对等位基因不位于1、2号染色体上；
②子代小鼠毛色表现为黄色：白色=3：1，则另一对等位基因也位于1、2号染色体上．
（4）若小鼠的有毛与无毛是一对相对性状，分别由等位基因E、e控制，位于1、2号染色体上．经多次实验，结果表明，上述亲本杂交得到F1后，让F1的雌雄小鼠自由交配，所得F2中有毛鼠所占比例总是2∕5，请推测其原因是E基因显性纯合致死．
（5）将小鼠生发层细胞染色体上的 DNA用 ³H标记后 （ 即第一代细胞 ） 转移到无放射性的培养液中培养，在第二代细胞进行分裂的后期，细胞每一级含放射性的染色体数目是40 条．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：由于该品系成年小鼠的体重受独立遗传的三对等位基因A-a、D-d、F-f控制，且分别位于三对同源染色体上，符合基因的自由组合规律，同时三对等位基因控制的显性基因具有叠加效应．

解答 解：（1）由于该品系成年小鼠的体重受独立遗传的三对等位基因A-a、D-d、F-f控制，每对基因有3种组合，所以控制体重的基因型有3×3×3=27种；亲本杂交获得F₁，F₁雌雄个体相互交配获得F₂，则F₂中成鼠体重与父本相同的个体占$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{64}$，与母本相同的个体占$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{64}$，所以与亲本相同的个体占$\frac{1}{64}$+$\frac{1}{64}$=$\frac{1}{32}$．
（2）染色体组成为XXY的小鼠成年后，如果能进行正常的减数分裂，则可形成四种配子，即可以形成染色体组成为XX、X、XY、Y的配子．
（3）根据题意分析：如果另一对等位基因也位于1、2号染色体上，则完全连锁，符合基因分离规律；如果另一对等位基因不位于1、2号染色体上，则符合基因自由组合规律．因此可让图中的父本和母本杂交得到F₁，再让F₁雌雄成鼠自由交配得到F₂，观察统计F₂中小鼠的毛色．
①若子代小鼠毛色表现为黄色：鼠色：白色=9：3：4，则另一对等位基因不位于1、2号染色体上；
②若子代小鼠毛色表现为黄色：白色=3：1，则另一对等位基因也位于1、2号染色体上．
（4）根据亲本的F₁的基因型分别是Ee、ee（各占一半），又由于F₁中雌雄个体自由交配，根据基因频率来计算F₂代中各基因型频率．也就是E=$\frac{1}{4}$，e=$\frac{3}{4}$．根据哈代温伯格定律F₂代中的EE基因型频率为$\frac{1}{16}$，Ee基因型频率为$\frac{6}{16}$，ee基因型频率为$\frac{9}{16}$，所以正常情况下F₂中有毛应占$\frac{7}{16}$（大于实际情况F₂中有毛占$\frac{2}{5}$），说明有毛性状中存在致死现象．若EE为致死个体，去掉该部分后Ee（有毛）占$\frac{6}{15}$（$\frac{2}{5}$），无毛ee占$\frac{3}{5}$，符合题意，故是EE纯合致死．（若Ee为致死个体，则有毛EE占$\frac{1}{10}$，不符合题意）
（5）由于DNA分子的复制是半保留复制，所以小鼠生发层细胞染色体上的DNA用³H标记后，转移到无放射性的培养液中培养，在第二代细胞进行分裂的后期，由于只进行了一次染色体复制，因而每条染色单体上的DNA中都含³H，所以每个细胞中含放射性的染色体数目是40条．
故答案为：
（1）27          $\frac{1}{32}$       
（2）4
（3）让F₁雌雄成鼠自由交配得到F₂（或让多只F₁雌鼠与父本小白鼠交配）
观察统计F₂中小鼠的毛色（或观察统计子代小鼠的毛色）性状分离比
①子代小鼠毛色表现为黄色：鼠色：白色=9：3：4（或黄色：鼠色：白色=1：1：2）
②子代小鼠毛色表现为黄色：白色=3：1（或黄色：白色=1：1）
（4）E基因显性纯合致死  
（5）40

点评 本题考查基因自由组合规律的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．