Question

【題目】“陌上柔桑破嫩芽，東鄰蠶種已生些�！痹陨ｐB(yǎng)蠶在我國有著悠久的歷史，在傳統(tǒng)的蠶業(yè)生產鏈中，栽桑和養(yǎng)蠶密不可分。中科院最新研究發(fā)現，苦味受體基因GR66在家蠶食物選擇中起到決定性作用。利用轉基因和CRISPR/Cas9等基因編輯手段獲得了其純合突變體，在正常飼養(yǎng)條件下，GR66突變體的生長發(fā)育沒有受到任何影響，但其食性發(fā)生了顯著的變化。這些“蠶寶寶”開始出現“味盲”現象，除了桑葉以外，還愛吃蘋果、梨、花生甚至面包等“零食”了，而對照組野生型“蠶寶寶”只吃桑葉或含有桑葉成分的人工飼料。家蠶（2n=56）的性別決定方式是ZW型，若家蠶野生型和味盲型由A、a基因控制，黑斑、赤斑由基因B、b控制�，F有野生型赤斑雌蠶和味盲型黑斑雄蠶雜交，F1全為野生型黑斑。請回答下列相關問題：

（1）據題干信息分析，傳統(tǒng)的蠶業(yè)生產鏈中 ，栽桑和養(yǎng)蠶密不可分的原因是______。正常情況下，雌蠶在產生卵細胞的過程中，含有2個Z染色體的細胞名稱是__________。

（2）為探究兩對基因（A和a，B和b）是在一對同源染色體上還是在兩對同源染色體上，某研究小組讓F1中野生型黑斑雌雄蠶自由交配進行探究。

①假設這兩對基因在常染色體上，位置有三種類型，請你在下表中補充畫出其他兩種類型。（用線段表示染色體，用黑點表示基因在染色體上的位點）

類型編號	甲	乙	丙
基因分布位置

_____________

②從F1野生型黑斑家蠶身體的不同部位取一些細胞，將這些細胞中所有控制家蠶野生型和體色的顯性基因都用熒光染料進行標記后（控制上述兩對相對性狀的隱性基因及其他基因都不能被標記），發(fā)現有少部分細胞不含熒光標記點（不考慮突變），這些細胞產生的原因是_____________________。

③若研究發(fā)現，F1中野生型黑斑雌雄個體交配所得F2中個體的表現型及比例如下表所示：

表現型 性別	野生型∶味盲型	黑斑∶赤斑
雄性	3∶1	1∶0
雌性	3∶1	1∶1

則兩親本家蠶中雌性家蠶的基因型是___________，F2野生型雄性個體中，雜合子所占的比例是__________。若從F2中選取味盲型黑斑雄蠶和味盲型黑斑雌蠶，并讓二者雜交，則子代味盲型赤斑∶味盲型黑斑=______________。

（3）研究表明，雌性家蠶細胞減數分裂過程中不發(fā)生染色體的交叉互換。雄性家蠶細胞減數分裂過程中可能發(fā)生染色體的交叉互換，若兩對基因位于一對同源染色體上，通�？尚纬蓴盗坎坏鹊乃姆N配子（兩多兩少），但是若這兩對基因在這對同源染色體上位置相距很遠，則可形成比例近似1：1：1：1的四種配子，與兩對基因獨立遺傳的情況相似。現有基因型為GGHH和gghh的家蠶品系，兩對基因各控制一對相對性狀，請以這些家蠶為材料設計雜交實驗方案，驗證這兩對基因位于一對同源染色體上且相距很遠_________________（用文字描述）。

Answer 1

【答案】傳統(tǒng)家蠶均為野生型，桑葉是其唯一食物來源 次級卵母細胞或（第一）極體 在減數分裂過程中，同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合，會產生只有隱性基因的次級性母細胞或配子 AAZbW 5/6 1∶7 以基因為GGHH和gghh的家蠶為親本進行雜交，取F1雌雄個體相互交配，若后代四種表現型比例接近5∶1∶1∶1，則說明家蠶這兩對基因位于一對同源染色體上且距離很遠

【解析】

1.基因分離定律和自由組合定律的實質：進行有性生殖的生物在進行減數分裂產生配子時，位于同源染色體的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進入不同的配子中，隨配子獨立遺傳給后代，同時位于非同源染色體的非等位基因進行自由組合。

2. 根據題干信息分析，已知野生型赤斑雌蠶和味盲型黑斑雄蠶雜交，F1全為野生型黑斑，說明野生型對味盲型是顯性、黑斑對赤斑是顯性；如果2對等位基因位于常染色體上，則親本基因型是AAbb、aaBB，子一代基因型是AaBb。

（1）根據題意分析，傳統(tǒng)的家蠶是野生型，桑葉是其唯一食物來源，因此傳統(tǒng)的蠶業(yè)生產鏈中，栽桑和養(yǎng)蠶是密不可分的；家蠶的性別決定是ZW型，雌蠶的性染色體組成為ZW，其減數分裂形成卵細胞的過程中，在減數第二次分裂后期可能含有2條Z染色體，此時的細胞是次級卵母細胞或第一極體。

（2）①假設這兩對基因（A、a和B、b）在常染色體上，可能位于2對同源染色體上，如表格中的甲所示，也可能位于1對同源染色體上，位于一對同源染色體上有兩種位置關系：A、B連鎖在一條染色體上，a、b連鎖在同源染色體的另一條染色體上，即；或A、b連鎖在一條染色體上，a、B連鎖在同源染色體的另一條染色體上，即。

②由于子一代基因型是AaBb，由于顯性基因用熒光標記，少部分細胞不含有熒光標記，說明不含有顯性基因，不考慮變異的情況下，說明這些細胞是減數分裂過程中的某些細胞，同源染色體發(fā)生分離，非同源染色體自由組合，導致等位基因分離、非等位基因進行自由組合，形成了不含有顯性基因的細胞（只有隱性基因的次級性母細胞或配子）。

③由表格信息可知，子一代野生型黑斑雌雄個體相互交配，野生型：味盲型不論雄性還是雌性都是3：1，說明野生型和味盲型是常染色體基因控制的遺傳；雄性全是黑斑，雌性黑斑：赤斑=1：1，說明黑斑和赤斑是伴性遺傳，基因位于Z染色體上。因此，兩親本家蠶中雌性家蠶的基因型是AAZbW，雄蠶基因型是aaZBZB，子一代基因型是AaZBW、AaZBZb，子一代相互交配，子二代野生型雄性個體的基因型是A_ZBZB、A_ZBZb，純合體AAZBZB占1/3×1/2=1/6，因此雜合子所占的比例是5/6；F2中味盲型黑斑雄蠶和味盲型黑斑雌蠶的基因型分別是aaZBZ-、aaZBW，雜交后代味盲赤斑aaZbW的比例為1/2×1/4=1/8，味盲黑斑aaZB_的比例為1-1/8=7/8，因此子代味盲型赤斑∶味盲型黑斑=1∶7。

（3）根據題意分析，該實驗的目的是驗證這2對等位基因位于一對同源染色體上，且相距甚遠，則應該以基因為GGHH和gghh的家蠶為親本進行雜交，取F1雌雄個體相互交配，雌蠶作為母本，由于不發(fā)生交叉互換，產生的配子類型及其比例為AB∶ab=1∶1，雄蠶作為父本，由于發(fā)生交叉互換，產生的配子類型及比例是AB∶Ab∶aB∶ab=1∶1∶1∶1，則雌雄配子隨機結合，后代的基因型及比例是A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=5∶1∶1∶1。