Question

20．回答下列关于遗传和变异的问题：
（1）高等动物在产生精子或卵细胞的过程中，位于非同源染色体上的基因会发生自由组合，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能会发生交叉互换，这两种情况都可能导致基因重组，从而产生基因组成不同的配子．
（2）某植物的染色体数目为2N，其产生的花粉经培养可得到单倍体植株．单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体．
（3）假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa-种基因型．若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率：a基因频率为1：1．理论上该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为1：2：1，A基因频率为0.5．若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2：1，则对该结果最合理的解释是A基因纯合致死．根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为1：1．

Answer 1

分析 1、基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型，①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合．②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组．此外，某些细菌（如肺炎双球菌转化实验）和在人为作用（基因工程）下也能产生基因重组．
2、基因频率及基因型频率：（1）在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1；
（2）一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+$\frac{1}{2}$杂合子的频率．

解答 解：（1）基因重组包括两种类型：①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合．②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组．
（2）单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体．
（3）该果蝇种群中只有Aa一种基因型，因此该种群中A基因频率：a基因频率为1：1．理论上该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为1：2：1，A基因频率为0.5．若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2：1，则A基因纯合致死．第一代再随机交配，由于A的频率为$\frac{1}{3}$，a的频率为$\frac{2}{3}$，根据遗传平衡定律，第二代中Aa的基因型频率为$\frac{1}{3}×\frac{2}{3}×2=\frac{4}{9}$，aa的基因型频率为$\frac{2}{3}×\frac{2}{3}=\frac{4}{9}$，因此第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为1：1．
故答案为：
（1）自由组合     交叉互换
（2）体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
（3）1：1     1：2：1    0.5     A基因纯合致死      1：1

点评 本题考查基因重组、单倍体、基因分离定律和基因频率等知识，要求考生识记基因重组的概念及类型；识记单倍体的概念；掌握基因分离定律的实质以及基因频率的相关计算，能结合所学的知识准确答题．