Question

【题目】自然状态下生物会发生各种变异，请结合变异的知识回答相关问题。

Ⅰ．德国小蠊是蟑螂的品种之一，性别决定为XO型，雌性的性染色体组成为XX，雄性的性染色体组成为XO。

（1）某正常德国小蠊，体细胞中有23条染色体，则该个体的性别是_______，其减数分裂后产生配子的染色体组成是__________________________。

（2）下图是该个体减数分裂过程示意图(表示部分染色体，含性染色体)，则符合该个体分裂过程的选项是___________________。

请画出该细胞减数第二次分裂后期图________________（注：写清染色体的序号）。

（3）若德国小蠊减数分裂时发生了交叉互换，会导致同源染色体上的______基因会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致_________上的基因重组。

Ⅱ．果蝇为XY型性别决定，下表为果蝇受精卵中性染色体组成及发育情况，分析回答：

受精卵中性染色体组成	发育情况
XX、 XXY	雌性，可育
XY、XYY	雄性，可育
XXX、YO(没有X染色体)、YY	胚胎期致死
XO(没有Y染色体)	雄性，不育

（1）由上表可知，果蝇的性别取决于____________ 的数目。

（2）在正常的果蝇群体中有一种“嵌合体”果蝇，研究发现“嵌合体”果蝇左侧身体细胞性染色体组成为XX，右侧身体细胞性染色体组成为XO。该果蝇染色体的变异产生于__________(原始生殖、体)细胞的___________分裂过程中。

（3）用红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)为亲本杂交，在F1群体中发现一只白眼雄果蝇(记作“M”)。M果蝇出现的原因有三种可能：第一种是环境改变引起表现型变化，但基因型未变；第二种是亲本果蝇发生基因突变；第三种是亲本雌果蝇在减数分裂时X染色体不分离。设计杂交实验确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起的。

实验步骤：M果蝇与正常白眼雌果蝇杂交，分析子代的表现型。

结果预测：

①若__________________________________，则是环境改变；

②若__________________________________，则是基因突变；

③若________________________，则是减数分裂时X染色体不分离。

Ⅲ．研究发现，转基因抗虫植物能杀死昆虫的原理是该基因控制合成的蛋白质被昆虫食用后，在消化道中被蛋白酶水解产生具有毒性的活性肽，与昆虫肠道细胞上的受体结合，使细胞渗透压失衡，最终导致昆虫死亡。科学家从苏云金杆菌中获取某抗虫基因以培养抗虫玉米。已知抗虫基因能够成功整合到玉米染色体上，某玉米植株体细胞中该抗虫基因在染色体上的整合情况如图所示(黑点表示该抗虫基因的整合位点)，该植株进行自交，子一代中具有抗虫特性的植株所占比例为__________，此育种方法的原理是_____________________。

Answer 1

【答案】雄性 11条常染色体＋X和11条常染色体 B 等位基因 染色单体 X染色体 体 有丝 子代出现红眼(雌)果蝇 子代表现型全部为白眼 无子代产生 63／64 基因重组

【解析】

根据题意，德国小蠊性别决定为XO型，雌性的性染色体组成为XX，雄性的性染色体组成为XO，而雌性个体中的染色体是成对存在的，故XO的雄性个体中染色体数为奇数，雄性个体产生生殖细胞过程中细胞是均等分裂，因此题图中符合XO个体减数分裂的应是B；交叉互换是在减数第一次分裂四分体时期位于同源染色体上的非姐妹染色单体片段的交换，而位于同源染色体上的基因是等位基因，因此交叉互换会导致等位基因发生交换，该变异属于基因重组。分析表格可知，受精卵中的X染色体的数目决定雌性或雄性，并且XXX、YO（没有X染色体）、YY还会导致胚胎期致死，XO（没有Y染色体）为雄性不育。

Ⅰ．（1）由题意可知，雌性个体的染色体是成对存在的，雄性个体的性染色体只有一条X染色体，因此德国小蠊体细胞中有23条染色体，则该个体的性别是雄性；在减数分裂形成配子时，同源染色体分离，因此形成的生殖细胞的染色体组成是（11+X）或11。

（2）分析题图可知，1和2是一对同源染色体，3是一条X染色体，没有同源染色体，该个体为雄性，因此符合该个体分裂过程的选项是B；减数第二次分裂过程中着丝点分裂，染色单体分开，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，如下图：

（3）若德国小蠊减数分裂时发生了交叉互换，会导致同源染色体上的等位基因会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组。

Ⅱ．(1)由表格可以看出，如果有两条X染色体则为雌性，如果只有一条X染色体则为雄性，可知果蝇的性别取决于X染色体的数目。

(2)根据题意描述，身体两侧染色体组成不同，则不可能来源于原始生殖细胞，因为原始生殖细胞发生染色体变异一定会使所有细胞都保持一致，所以一定是发生于体细胞，体细胞进行的是有丝分裂。

(3)红眼雌果蝇(XRXR)与白眼雄果蝇(XrY)杂交，正常后代为XRXr（红雌）、XRY（红雄）。分析题干可知，在三种可能的情况下，M果蝇基因型分别为XRY、XrY、XrO。若要通过杂交实验确定M果蝇的出现是由哪一种原因引起，即通过实验鉴定M果蝇的基因型即可，因此，本实验可以用M果蝇与多只白眼雌果蝇（XrXr）杂交，统计子代果蝇的眼色，预测结果为：

①第一种情况，M应为XRY，XRY与XrXr杂交，子代为XRXr、XrY，若子代雌性果蝇全部为红眼，雄性果蝇全部为白眼，则为环境引起的表现型改变；

②第二种情况，M应为 XrY，XrY与XrXr杂交，子代为XrXr、XrY，若子代全部是白眼，则为基因突变引起的表型改变；

③第三种情况，M应为XrO，由题干所给图示可知XrO不育，因此M与XrXr杂交，若没有子代产生，则是减数分裂时X染色体没有分离。

Ⅲ．利用转基因技术培养抗虫玉米的方法利用的原理是基因重组，据图可知，3个抗虫基因分别位于三对同源染色体上，则该个体产生的配子含有抗虫基因的概率为7/8，不含有抗虫基因的概率为1/8，其自交后代中具有抗虫特性的植株=1-1/8×1/8=63/64。