Question

11．小鼠是遺傳學常用的實驗材料，XY型性別決方式．下面是關于小鼠某些性狀的遺傳實驗：
（1）在一隔離飼養(yǎng)了多代的有毛小鼠種群中，偶然發(fā)現(xiàn)一對有毛鼠產(chǎn)下的一窩鼠仔中有幾只無毛小鼠．無毛小鼠全身裸露無毛，并終生保持無毛狀態(tài)．科研人員為了研究小鼠的無毛性狀，繼續(xù)讓這對有毛鼠雜交多次，每窩都有無毛雄鼠和無毛雌鼠出生．
①科研人員初步判斷：小鼠的無毛性狀源于基因突變，不是營養(yǎng)不良或環(huán)境條件造成．他們作出這一判斷的理由是無毛性狀在后代重復出現(xiàn)．
②若已證明該變異源于基因突變，根據(jù)這對有毛鼠的多次雜交后代，還可判定無毛基因不是細胞質(zhì)基因，其依據(jù)是雜交后代不具有母系遺傳現(xiàn)象．
③為了進一步確定這對親本有毛鼠已攜帶無毛突變基因，可用無毛基因作探針直接進行檢測，該方法利用的原理是DNA分子雜交．
（2）小鼠毛色的黃與灰、尾形的彎曲與正常各為一對相對性狀，分別由等位基因R、r和T、t控制．在毛色遺傳中，具有某種純合基因型的合子不能完成胚胎發(fā)育．從鼠群中選擇多只基因型相同的雄鼠作父本，多只基因型相同的雌鼠作母本，雜交所得F₁的表現(xiàn)型及比例如下表所示，請分析回答：

	黃毛尾彎曲	黃毛尾正常	灰毛尾彎曲	灰毛尾正常
♂	$\frac{2}{12}$	$\frac{2}{12}$	$\frac{1}{12}$	$\frac{1}{12}$
♀	$\frac{4}{12}$	0	$\frac{2}{12}$	0

①驗中親本的基因型是RrX^TY、RrX^TX^t．
②若只考慮小鼠毛色的遺傳，讓F₁代的全部雌雄個體隨機交配，在得到的F₂代群體中，r基因的基因頻率為75%．
③讓F₁代的全部黃毛尾正常雄鼠與黃毛尾彎曲雌鼠雜交，F(xiàn)₂代中灰毛鼠彎曲雌鼠占的比例為$\frac{1}{8}$．
④若F₁代出現(xiàn)了一只正常尾雌鼠，欲通過雜交實驗探究這只雌鼠是否是基因突變的結果還是由環(huán)境因素引起的，寫出能達到這一目的雜交親本，并作出相應的實驗結果預期．
親本組合：此尾正常雌鼠×尾彎曲雄鼠．
預期實驗結果：
i．若是由基因突變導致，則雜交后代的表現(xiàn)為后代雌鼠全為彎曲尾，雄鼠全為正常尾；
ii．若是由環(huán)境因素導致，則雜交后代的表現(xiàn)為后代雄鼠出現(xiàn)彎曲尾．

Answer 1

分析 遺傳分為可遺傳變異和不可遺傳變異，可遺傳變異是由于遺傳物質(zhì)發(fā)生改變，變異能在后代中再次出現(xiàn)；不可遺傳變異是遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變，變異性狀僅限于當代表現(xiàn)．用無毛基因作探針直接進行檢測親本是都攜帶目的基因，原理是DNA分子雜交．
基因自由組合定律采用逐對分析法，而常染色體上的遺傳與性別無關，分析表格在F₁雌性和雄性中黃：灰=2：1，說明該性狀的遺傳與性別無關，位于常染色體上，F(xiàn)₁雌性中只有尾彎曲，F(xiàn)₁雄性中尾彎曲：正常=1：1，說明尾正常是隱性性狀，而且位于X染色體上．一個等位基因的頻率=該等位基因純合子的頻率+1/2雜合子的頻率，在種群中一對等位基因的頻率之和等于1，基因型頻率之和也等于1．當?shù)任换�因只有兩個時（R、r），設p表示R的基因頻率，q表示r的基因頻率，則基因型RR的頻率為p²，Rr的頻率為2pq，rr的頻率為q²．

解答 解：（1）①根據(jù)題意中“這對有毛鼠雜交多次，每窩都有無毛雄鼠和無毛雌鼠出生”說明屬于可遺傳變異，而“多代的有毛小鼠種群中，偶然發(fā)現(xiàn)一對有毛鼠產(chǎn)下的一窩鼠仔中有幾只無毛小鼠”說明可能是基因突變．
②若已證明該變異源于基因突變，根據(jù)這對有毛鼠的多次雜交后代，還可判定無毛基因不是細胞質(zhì)基因，其依據(jù)是雜交后代不具有母系遺傳現(xiàn)象．
③用無毛基因作探針，檢測親本有毛鼠已攜帶無毛突變基因，利用的是DNA分子雜交的原理．
（2）①分析尾形的彎曲與正常這對相對性狀，F(xiàn)₁雌性中只有尾彎曲，F(xiàn)₁雄性中尾彎曲：正常=1：1，說明尾正常是伴X隱性性狀，則親本的基因型為X^TY和X^TX^t，綜上父本的基因型是RrX^TY，母本的基因型是RrX^TX^t．
②只考慮小鼠毛色的遺傳，親本的基因型為Rr，則Rr×Rr→1RR、2Rr、1rr，而RR不能正常發(fā)育，則Rr：rr=2：1，r基因的基因頻率=rr+1/2Rr=2/3，R的基因頻率為=1-2/3=1/3，讓F₁代的全部雌雄個體隨機交配，在得到的F₂代群體中，RR=1/9，Rr=4/9，rr=4/9，則Rr：rr=1：1，r基因的基因頻率=3/4．
③親本雜交：X^TY×X^TX^t→X^TX^T、X^TX^t、X^TY、X^tY，F(xiàn)₁代的尾正常雄鼠的基因型為X^tY，彎曲雌鼠的基因型X^TX^T：X^TX^t=1：1，則X^tY×X^TX^t→X^TX^t、X^tX^t、X^TY、X^tY，F(xiàn)₂代灰毛鼠中尾正常雌鼠占的比例=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$．
④如果是由基因突變引起的，則該正常尾雌鼠的基因型為X^tX^t，則選擇尾彎曲雄鼠（X^TY）與之交配，后代雌鼠全為彎曲尾，雄鼠全為正常尾．如果由環(huán)境因素引起的，則該正常尾雌鼠的基因型為X^TX^T或X^TX^t，則后代雄鼠出現(xiàn)彎曲尾．
故答案為：（1）①無毛性狀在后代重復出現(xiàn)（變異連續(xù)出現(xiàn)，穩(wěn)定遺傳）
②雜交后代不具有母系遺傳現(xiàn)象       ③DNA分子雜交
（2）①RrX^TY、RrX^TX^t    ②75%   ③$\frac{1}{8}$
④有兩種方案
方案一：此尾正常雌鼠×尾彎曲雄鼠
Ⅰ后代雌鼠全為彎曲尾，雄鼠全為正常尾
Ⅱ后代雄鼠出現(xiàn)彎曲尾
方案二：此尾正常雌鼠×尾正常雄鼠
Ⅰ后代全為正常尾Ⅱ后代出現(xiàn)彎曲尾

點評 本題考查可遺傳變異的特點、DNA分子雜交、基因頻率的計算、基因分離定律和基因自由組合定律的應用，難度較大，提升了學生識圖能力、信息的提取與應用能力、計算能力，通過比較與綜合做出合理判斷的能力等．