二、非选择题(50分)
21.(8分)如图表示某DNA分子片段的结构,其中①~⑥代表不同的分子或化学键。请据图回答下列问题:
(1)将某精原细胞的所有核DNA分子用32P标记,则带有放射性的部位是图中的________(用序号表示)。经上述标记后的精原细胞在含31P的培养基中先进行一次有丝分裂,产生的两个子细胞继续在含31P的培养基中进行减数分裂,最终产生的8个精子中,含31P标记的精子所占比例分别为________。
(2)在DNA复制过程中,DNA聚合酶作用的位置是________(用图中序号表示)。
[答案] (1)④ 100%
(2)①
[解析] (1)在DNA分子中只有④(磷酸)中含有P,故32P标记的应该是④。由题干信息知,精原细胞先进行一次有丝分裂,再进行一次减数分裂,DNA复制了两次,由于DNA复制是一种半保留复制,故第一次复制所得到的DNA分子都是一条链为31P标记,另一条链为32P标记,在第二次复制后,所得到的DNA分子中有一半的DNA分子的一条链为31P标记,另一条链为32P标记,另一半的DNA分子的两条链都只含31P。由同一个DNA分子复制后得到的子代DNA会随姐妹染色单体的分离而分开,分别进入不同的子细胞中,可见,最终产生的8个精子中,含31P标记的精子所占比例为100%。(2)DNA复制是一个酶促反应过程,需要DNA聚合酶,其作用的部位在图中的①,结果形成磷酸二酯键。
22.(11分)猫是XY型性别决定的二倍体生物,当猫细胞中存在两条或两条以上X染色体时,只有1条X染色体上的基因能表达,其余X染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体,如图所示。请回答:
(1)利用显微镜观察巴氏小体可用________染色。巴氏小体能用来区分正常猫的性别,理由是_____________________________________________________________________。
(2)性染色体组成为XXX的雌猫体细胞的细胞核中应有________个巴氏小体。高度螺旋化的染色体上的基因由于________过程受阻而不能表达。
(3)控制猫毛皮颜色的基因A(橙色)、a(黑色)位于X染色体上,基因型为XAY的猫毛皮颜色是________。现观察到一只橙黑相间的雄猫体细胞核中有一个巴氏小体,则该雄猫的基因型为________;若该雄猫的亲本基因型为XaXa和XAY,则产生该猫是由于其________(填“父方”或“母方”)形成了异常的生殖细胞,导致出现这种异常生殖细胞的原因是________________________________。
[答案] (1)碱性染料(改良苯酚品红染液、龙胆紫染液、醋酸洋红染液)
正常雄猫体细胞中没有巴氏小体,正常雌猫体细胞中有一个巴氏小体
(2)2 转录 (3)橙色 XAXaY 父方 减数第一次分裂时XAY染色体没有分离
[解析] (1)对染色体进行染色可用碱性染料,如醋酸洋红染液、龙胆紫染液等。正常雄猫中只有一条X染色体,不出现巴氏小体,雌猫有两条X染色体,有一个巴氏小体,所以可以根据是否存在巴氏小体区分正常猫的性别。
(2)因为当存在两条或两条以上X染色体时只有一条染色体上的基因表达,其他染色体失活成为巴氏小体,所以染色体组成为XXX的个体形成两个巴氏小体。巴氏小体上的基因由于高度螺旋化,无法进行转录。
(3)基因型为XAY的个体毛色为橙色,橙黑相间的雄猫体细胞中有一个巴氏小体,说明该雄猫同时含有A和a基因,并且含有2条X染色体,所以其基因型为XAXaY,该猫的形成是由父方形成异常的精子XAY所致,产生异常精子的原因是在减数第一次分裂后期同源染色体没有分离。
23. (10分)某二倍体植物的开花时间有正常开花、早花和晚花三种表现,由促进和抑制两类基因控制。基因A促进开花,基因E抑制开花。a和e的双突变体表现为晚花,两对基因独立遗传。请分析回答:
(l)请写出晚花植株的基因型________________。
(2)让基因型为Aaee的植株与某植株杂交,子代表现型及比例为正常开花早花晚花=11∶2,则某植株的基因型是________,让子代中的晚花植株自由交配,后代e的基因频率为________。
(3)研究发现基因F也能抑制开花,且a和f的双突变体表现为早花,若只研究A、a和F、f两对基因,为探究这两对基因的位置关系,某研究小组用基因型为AaFf的植株作为亲本进行演绎推理,请完成推理过程。
①假设基因A、a和F、f位于两对同源染色体上,则AaFf植株自花传粉后代的表现型及比例为__________________________。
②假设基因A、a和基因F、f位于同一对同源染色体上(不考虑交叉互换),若AaFf植株自花传粉后代的表现型及比例为正常花早花=31,则________;若AaFf植株自花传粉后代的表现型及比例为正常花早花晚花=21∶1,则________。
[答案] (1)aaEE、aaEe、aaee (2)aaEe 75%
(3)①正常开花晚花早花=93∶4。
②A和F在一条染色体上,a、f在一条染色体上
A和f在一条染色体上,a、F在一条染色体上
[解析] (1)根据题中信息,晚花植基因型中没有A基因,即aaEE、aaEe、aaee。
(2)基因型为Aaee的植株与某植株杂交,子代表现型及比例为正常开花早花晚花=11∶2,正常开花植株基因型为A_E_,早花植株基因型为A_ee,根据比例可推知某植株的基因型是aaEe。子代中的晚花植株基因型有aaEe、aaee,各占1/2,自交后代基因频率不变,E是1/4,e是3/4。
(3)如果基因A、a和F、f位于两对同源染色体上,则遗传遵循基因的自由组合定律,AaFf植株自花传粉后代的表现型及比例为正常开花晚花早花=93∶4。若AaFf植株自花传粉后代的表现型及比例为正常花早花=31,则A和F在一条染色体上,a、f在一条染色体上;若AaFf植株自花后代的表现型及比例为正常花早花晚花=21∶1,则A和f在一条染色体上,a、F在一条染色体上。
24.(10分)(2015·安徽,31Ⅰ)已知一对等位基因控制鸡的羽毛颜色,BB为黑羽,bb为白羽,Bb为蓝羽;另一对等位基因CL和C控制鸡的小腿长度,CLC为短腿,CC为正常,但CLCL胚胎致死。两对基因位于常染色体上且独立遗传。一只黑羽短腿鸡与一只白羽短腿鸡交配,获得F1。
(1)F1的表现型及比例是________。若让F1中两只蓝羽短腿鸡交配,F2中出现________种不同表现型,其中蓝羽短腿鸡所占比例为________。
(2)从交配结果可判断CL和C的显隐性关系,在决定小腿长度性状上,CL是________;在控制致死效应上,CL是________。
(3)B基因控制色素合成酶的合成,后者催化无色前体物质形成黑色素。科研人员对B和b基因进行测序并比较,发现b基因的编码序列缺失一个碱基对。据此推测,b基因翻译时,可能出现________或________,导致无法形成功能正常的色素合成酶。
(4)在火鸡(ZW型性别决定)中,有人发现少数雌鸡的卵细胞不与精子结合,而与某一极体结合形成二倍体,并能发育成正常个体(注:WW胚胎致死)。这种情况下,后代总是雄性,其原因是________。
[答案] (1)蓝羽短腿蓝羽正常=21 6
(2)显性 隐性
(3)提前终止 从缺失部位以后翻译的氨基酸序列发生变化
(4)卵细胞只与次级卵母细胞形成的极体结合,产生的ZZ为雄性,WW胚胎致死
[解析] (1)亲本黑羽短腿鸡的基因型是BBCLC,白羽短腿鸡的基因型是bbCLC,两者交配获得F1羽毛颜色的基因型是Bb,表现型是蓝羽;小腿长度的基因型是CLCL、CLC、 CC,比例是12∶1,由于CLCL胚胎致死,所以小腿长度的基因型就只有CLC 、 CC,比例是21表现型分别是短腿、正常腿,比例是21,所以子一代的表现型及比例是蓝羽短腿蓝羽正常腿=21。F1中的蓝羽短腿鸡基因型是BbCLC,两只这样的鸡交配产生F2的羽毛颜色的基因型是BB、Bb、bb,比例是12∶1,表现型是黑羽、蓝羽、白羽3种,比例是12∶1;F2的小腿长度的基因型是CLCL、CLC、 CC,比例是12∶1,由于CLCL胚胎致死,所以小腿长度的基因型就只有CLC、CC,比例是21表现型分别是短腿、正常腿2种,比例是21;羽毛颜色表现型3种,小腿长度表现型2种,所以F2的表现型是3×2=6种;由于蓝羽占1/2,短腿占2/3,所以蓝羽短腿占1/2×2/3=1/3。
(2)亲本都是短腿鸡,子代有短腿、正常腿,所以短腿是显性性状,正常腿是隐性性状,短腿基因型是CLC,正常腿基因型是CC,因此CL是显性;又由于CLCL胚胎致死,在子代中不出现,所以CL在控制致死效应上又是隐性。
(3)b基因缺失一个碱基对,转录产生的mRNA就会缺失一个碱基,缺失一个碱基的部位可能形成终止密码,导致翻译至此结束;也可能没有形成终止密码而是后面的密码子序列改变了,导致翻译的氨基酸序列改变。
(4)雌鸡是ZW型,雄鸡是ZZ型。当雌鸡(ZW)的卵细胞与某一极体结合产生的子代只是ZZ(雄鸡),而无ZW(雌鸡),WW又是胚胎致死,说明只有Z与Z结合和W与W结合,产生含Z的卵细胞的次级卵母细胞同时产生含Z的极体,两者结合产生ZZ(雄鸡),产生含W的卵细胞的次级卵母细胞同时产生含W的极体,两者结合产生WW(胚胎致死),所以只有雄鸡。