Question

3．請分析回答下列有關遺傳問題．
Ⅰ．小鼠的繁殖能力強，相對性狀明顯，是常用的遺傳實驗材料，用小鼠進行遺傳學實驗，小鼠的彎曲尾（B）對正常尾（b）顯性．遺傳學家針對小鼠的尾形進行了相應的遺傳實驗．
實驗一：

父本	母本	子一代
彎曲尾	正常尾	雌性全是彎曲尾；雄性全是正常尾

實驗二：遺傳學家將一個DNA片段導入到子一代彎曲尾雌鼠的體細胞中，通過DNA重組和克隆技術獲得一只轉基因正常尾小鼠．
說明：①插入的DNA片段本身不控制具體的性狀；
②小鼠體內存在該DNA片段，B基因不表達，即該DNA片段和B基因同時存在是表現為正常尾，b基因的表達不受該片段影響；
③若小鼠的受精卵無控制尾形的基因（B、b），將導致胚胎致死．
請回答：
（1）由實驗一可知，子一代雌鼠的基因型是X^BY、X^bX^b．
（2）該轉基因小鼠的育種原理是基因重組．
（3）遺傳學家認為該DNA片段插入到小鼠染色體上的位置有4種可能（見如圖）．為確定具體的插入位置，進行了相應的雜交實驗．（該DNA片段與B或b基因的交換值為20%）

實驗方案：
讓該轉基因正常尾小鼠與非轉基因正常尾雄性小鼠雜交，統計子代的表現型種類及比例
結果與結論：
①．若子代正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=3：1：3：1，則該DNA片段的插入位置屬于第1種可能性；
②．若子代正常尾雌鼠：正常尾雄鼠=2：1，則該DNA片段的插入位置屬于第2種可能性；
③．若子代正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=1：1：1：1；，則該DNA片段的插入位置屬于第3種可能性，且完全連鎖；若不完全連鎖，則子代的表現型及比例為正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=3：2：3：2；
（4）若子代正常尾雌鼠：正常尾雄鼠=1：1，則該DNA片段的插入位置屬于第4種可能性，且完全連鎖；若不完全連鎖，則子代的表現型及比例為正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=9：1：9：1；
（5）上題中的第一種①情況和第三種③情況下插入DNA方式中，插入的該DNA片段與控制尾形的基因在遺傳過程中分別滿足遺傳基本規律中的基因的自由組合、基因的連鎖和交換定律定律．
Ⅱ．狗的一個復等位基因系列控制皮毛中色素的分布．等位基因a^y降低了色素沉積程度，產生沙色的狗；等位基因a^t產生斑點型式的狗；等位基因a^s使暗色素在全身均勻分布；等位基因a^y、a^t、a^s之間具有不循環而是依次的完全顯隱性關系（即如果a^y對a^t顯性、a^t對a^s顯性，則a^y對a^s也顯性，可表示為a^y＞a^t＞a^s）根據以下系譜圖回答問題：

（6）根據該系譜圖確定復等位基因的顯性順序是a^s＞a^y＞a^t；
（7）上述狗皮毛顏色的遺傳遵循基因的分離定律；
（8）Ⅰ₁的基因型為a^sa^y，Ⅲ₂與Ⅲ₃交配產生斑點子代的概率是$\frac{1}{8}$；
（9）已知狗的長尾（A）對短尾（a）是顯性．現用短尾狗（甲群體）相互交配產生的受精卵在胚胎發育早期注射微量胰島素，生出的小狗就表現出長尾性狀（乙群體）．請設計實驗方案探究胰島素在小狗胚胎發育過程中是否引起基因突變（設計實驗方案預測實驗結果及結論）
①實驗思路：甲群體與乙群體雜交，在胚胎發育早期不注射胰島素，觀察子代尾的性狀
②結果及結論：若全為短尾狗，則為胰島素影響了發育，即是不遺傳的變異；若出現長尾性狀，則為基因突變．

Answer 1

分析 根據表格題意，子代雌鼠全為彎曲尾，雄鼠全為正常尾，說明小鼠尾形表現與性別有關，基因應該位于X染色體上，且正常尾為隱性性狀，彎曲尾為顯性性狀，則親本的基因型分別是X^BY、X^bX^b．

解答 解：（1）根據表格題意，子代雌鼠全為彎曲尾，雄鼠全為正常尾，說明小鼠尾形表現與性別有關，基因應該位于X染色體上，且正常尾為隱性性狀，彎曲尾為顯性性狀，則親本的基因型分別是X^BY、X^bX^b．
（2）該轉基因小鼠的育種原理是基因重組．
（3）子一代彎曲尾雌鼠的基因型是XB Xb，由于DNA片段導入后，B不表達，但b基因的表達不受影響，所以表現型是正常尾．
①如果該DNA片段的插入位置屬于第1種可能性，即插入到另外一對同源染色體上，根據題干信息，讓該轉基因正常尾小鼠與非轉基因正常尾雄性小鼠（XbY）雜交，后代中有$\frac{1}{2}$的個體含有該DNA片段，$\frac{1}{2}$的個體不含有該DNA片段，含有DNA片段的個體，B不表達，雌雄性彎曲尾中有$\frac{1}{2}$的個體表現為正常尾，后代表現型為正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=3：1：3：1．
②如果該DNA片段的插入位置屬于第2種可能性，即 插入到B基因中，則B基因破壞，如果還存在b基因則表現型為正常尾，如果沒有b則死亡，后代表現型為全為正常尾，且雌雄比例為2：1．
③若子代正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=1：1：1：1，則該DNA片段的插入位置屬于第3種可能性；且完全連鎖；若不完全連鎖，則子代的表現型及比例為正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=3：2：3：2．
（4）如果該DNA片段的插入位置屬于第4種可能性，即插入到與B基因所在的同一條染色體上，則后代不會出現彎曲尾，且雌雄比例為1：1，且完全連鎖；若不完全連鎖，則子代的表現型及比例為正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=9：1：9：1．
（5）上題中的第一種①情況和第三種③情況下插入DNA方式中，插入的該DNA片段與控制尾形的基因在遺傳過程中分別滿足遺傳基本規律中的基因的自由組合、基因的連鎖和交換定律．
（6）分析圖解可知，表現型均為沙色的Ⅱ₁和Ⅱ₂生了一個斑點的Ⅲ₁，因此可以確定沙色對斑點為顯性，即a^y＞a^t；又由于表現型為暗黑色的Ⅰ₁和斑點的Ⅰ₂能夠生沙色的Ⅱ₁和Ⅱ₂，因此可以確定暗黑色對沙色為顯性，即a^s＞a^y，根據該系譜圖確定復等位基因的顯性順序是：a^s＞a^y＞a^t．
（7）由于該復等位基因也位于一對同源染色體上，因此上述狗皮毛顏色的遺傳遵循基因的分離定律．
（8）由于斑點的Ⅲ₁的基因型為a^ta^t，由此確定沙色的Ⅱ₁和Ⅱ₂的基因型為a^ya^t，因此可以確定Ⅰ₁的基因型為a^sa^y．由于Ⅰ₁的基因型為a^sa^y，Ⅰ₂的基因型為a^ta^t，由此推測Ⅱ₃和Ⅱ₄的基因型分別為a^sa^t、a^ya^t，因此Ⅲ₂與Ⅲ₃的基因型分別為$\frac{1}{2}$a^sa^y或$\frac{1}{2}$a^sa^t、a^ya^t，因此它們交配產生斑點子代（a^ta^t）的概率$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$．
（9）實驗思路可將甲群體與乙群體雜交，在胚胎發育早期不注射胰島素，觀察子代尾的性狀，如果胰島素引起基因突變，則突變后的性狀能夠遺傳，因此雜交后代中會出現長尾形狀；若未引起基因突變，則乙群體的長尾形狀不能遺傳，則雜交后代將全為短尾．
故答案為：（1）X^BY、X^bX^b
（2）基因重組
（3）①正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=3：1：3：1
   ②正常尾雌鼠：正常尾雄鼠=2：1（或正常尾，且雌雄比例為2：1）
   ③正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=1：1：1：1；
     正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=3：2：3：2
（4）正常尾雌鼠：正常尾雄鼠=1：1（或正常尾，且雌雄比例為1：1）；
     正常尾雌鼠：彎曲尾雌鼠：正常尾雄鼠：彎曲尾雄鼠=9：1：9：1
（5）基因的自由組合、基因的連鎖和交換定律
（6）a^s＞a^y＞a^t    
（7）基因的分離定律   
（8）a^sa^y     $\frac{1}{8}$
（9）①實驗思路：甲群體與乙群體雜交，在胚胎發育早期不注射胰島素，觀察子代尾的性狀
②結果及結論：若全為短尾狗，則為胰島素影響了發育，即是不遺傳的變異；若出現長尾性狀，則為基因突變

點評 本題考查了復等位基因的遺傳以及是否為可遺傳變異的實驗驗證，意在考查考生的分析能力和應用能力，以及設計相關遺傳實驗的能力，具有一定的難度．解答時，考生明確復等位基因的遺傳也遵循基因的分離定律，并能夠審清題意，確定各個體的基因型．