Question

請分析并計算下列有關問題：
（1）某育種科學家在農田中發現一株大穗不抗病的小麥，自花受粉以后獲得160顆種子，這些種子發育成的小麥有30株為大穗抗病，有X（X不等于0）株為小穗抗病，其余都染病．假定小麥穗的大小與抗病不抗病這兩對相對性狀是獨立遺傳的，請分析回答下列問題：若將這30株大穗抗病的小麥作親本自交得F₁，在F₁中選擇大穗抗病的再自交，F₂中能穩定遺傳的大穗抗病小麥占F₂中所有的大穗抗病小麥的比例是

 

．
（2）有一種遺傳病是由X染色體上的顯性基因控制的，這種病在男性中的發病率為7%，則在女性中的發病率為

 

．
（3）假設某大腸桿菌含¹⁴N（N的質量數為14，下同）的DNA的相對分子質量為a，若將其長期培養在含¹⁵N的培養基中便得到含¹⁵N的DNA，相對分子質量為b，現將含¹⁵N的DNA大腸桿菌再培養在¹⁴N的培養基中，子二代DNA的相對分子質量平均為

 

．
（4）果蠅黑身對灰身是一對相對性狀，基因位于常染色體上．現有純種灰身果蠅和純種黑身果蠅雜交，F₁全為灰身．F₁自由交配產生F₂．將F₂中的灰身果蠅取出，讓其自由交配，后代中灰身果蠅與黑身果蠅的比例為

 

．
（5）在如圖食物網中a表示動物性食物所占比例，若要使鳥體重增加x，至少需要生產者量為y，x與y的關系可用柱形圖表示，則a為

 

．

Answer 1

考點：基因的自由組合規律的實質及應用,DNA分子的復制,基因的分離規律的實質及應用,生態系統的功能

專題：

分析：根據題意分析可知：小麥穗的大小與抗病不抗病這兩對相對性狀是獨立遺傳的，遵循基因的自由組合定律．X染色體上的顯性基因控制的遺傳病特點是女性患者多于男性．DNA分子復制方式是半保留復制．果蠅黑身對灰身是一對相對性狀，基因位于常染色體上，遵循基因的分離定律．能量流動是逐級遞減的．

解答： 解：（1）由題意可知，一株大穗不抗病的小麥，自花授粉獲得的后代出現了性狀分離，既有大穗和小穗，也有抗病和不抗病，因此該大穗不抗病的小麥為雙雜合子，大穗和不抗病為顯性，假設大穗由A控制，不抗病由B控制，該大穗抗病植株的基因型為Aabb，又由題意可知，將一株大穗不抗病的小麥進行了連續三代的自交并淘汰小穗的類型，根據基因的分離規律，親代中AA占

1

3

，Aa占

2

3

，F₁中AA=（

1

3

+

2

3

×

1

4

）÷（

1

3

+

2

3

×

1

4

+

2

3

×

1

2

）=

3

5

，Aa=

2

5

，F₂中AA=（

3

5

+

2

5

×

1

4

）÷（

3

5

+

2

5

×

1

4

+

2

5

×

1

2

）=

7

9

．
（2）根據題意分析可知：由X染色體上的顯性基因控制的遺傳病中，男性的基因型為X^AY，發病率為7%，說明A的頻率為7%，則a的頻率為1-7%=93%．女性正常為X^aX^a，概率為93%×93%=86.49%，所以在女性中的發病率為1-86.49%=13.51%．
（3）由于1個含有¹⁴N的DNA分子的相對分子質量為a，則每條鏈的相對分子質量為

a

2

；1個含有¹⁵N的DNA分子的相對分子質量為b，則每條鏈的相對分子質量為

b

2

．復制2次得到子二代共4個DNA分子，這4個DNA分子共8條鏈，含有¹⁴N的每條鏈相對分子質量為

a

2

，含有¹⁵N的每條鏈的相對分子質量為

b

2

．這8條鏈，有2條是含有¹⁵N的，6條是含有¹⁴N的，因此總相對分子質量為

b

2

×2+

a

2

×6=3a+b．所以每個DNA的平均相對分子質量為

(3a+b)

4

．
（4）將純種的灰身果蠅和黑身果蠅雜交，F₁全為灰身，說明灰身相對于黑身為顯性性狀（用A、a表示），則親本的基因型為AA×aa，F₁的基因型為Aa．用雜合的灰身雌雄果蠅（Aa）雜交，F₁的基因型及比例為AA：Aa：aa=1：2：1，則灰身果蠅中AA占

1

3

、Aa占

2

3

，所以A基因占

2

3

、a基因占

1

3

．讓F₁的灰身果蠅自由交配，根據遺傳平衡定律，其子代果蠅基因型及比例為AA：Aa：aa=（

2

3

×

2

3

）：（2×

1

3

×

2

3

）：（

1

3

×

1

3

）=4：4：1，所以后代中灰身和黑身果蠅的比例為8：1．
（5）圖中草為第一營養級，蟲為第二營養級，鳥為第二、第三營養級．已知a表示鳥的食物中動物性食物所占的比例，則1-a表示鳥的食物中植物性食物所占的比例．要求使鳥體重增加x，至少需要生產者量y，則能量流動效率應該取最大值20%，據此可以列式y=ax÷20%÷20%+（1-a）x÷20%=20ax+5x．根據柱形圖表示的x與y的關系可知，當x=1時，y=6.4，代入可得a=7%．
故答案為：
（1）

7

9

　
（2）13.51%　
（3）

3a+b

4

（4）8：1　
（5）7%

點評：本題考查基因自由組合定律、遺傳病的發病率、DNA復制、基因分離定律和生態系統能量流動的相關知識，意在考查學生的識記能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力和計算能力．