Question

5．小鼠品系眾多，是遺傳學研究的常用材料．下圖是某品系小鼠（2N=40）的某些基因在染色體上的排列情況．該品系成年小鼠的體重受獨立遺傳的三對等位基因A-a、D-d、F-f控制，這三對基因的遺傳效應相同，且具有累加效應（AADDFF的成鼠最重，aaddff的成鼠最輕）．請回答下列問題：
（1）在該小鼠的種群中，控制體重的基因型有27種．用圖中親本雜交獲得F₁，F₁雌雄個體相互交配獲得F₂，則F₂中成鼠體重與親本相同的個體占$\frac{1}{32}$．
（2）若圖中父本在精子形成過程中，因為減數分裂時同源染色體未分離，受精后形成了一只XXY的小鼠，該小鼠成年后，如果能進行正常的減數分裂，則可形成4 種性染色體組成不同的配子．
（3）小鼠的體色由兩對基因控制，Y代表黃色，y代表鼠色，B決定有色素，b決定無色素色）．已知Y與y位于1、2號染色體上，圖中母本為純合黃色鼠，父本為純合白色鼠．請設計實驗探究另一對等位基因是否也位于1、2號染色體上（僅就體色而言，不考慮其他性狀和交叉互換）．
第一步：選擇圖中的父本和母本雜交得到F1；
第二步：讓F₁雌雄成鼠自由交配得到F₂；
第三步：觀察統計F₂中小鼠的毛色（或觀察統計子代小鼠的毛色）性狀分離比．
結果及結論：
①子代小鼠毛色表現為黃色：鼠色：白色=9：3：4，則另一對等位基因不位于1、2號染色體上；
②子代小鼠毛色表現為黃色：白色=3：1，則另一對等位基因也位于1、2號染色體上．
（4）若小鼠的有毛與無毛是一對相對性狀，分別由等位基因E、e控制，位于1、2號染色體上．經多次實驗，結果表明，上述親本雜交得到F1后，讓F1的雌雄小鼠自由交配，所得F2中有毛鼠所占比例總是2∕5，請推測其原因是E基因顯性純合致死．
（5）將小鼠生發層細胞染色體上的 DNA用 ³H標記后 （ 即第一代細胞 ） 轉移到無放射性的培養液中培養，在第二代細胞進行分裂的后期，細胞每一級含放射性的染色體數目是40 條．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：由于該品系成年小鼠的體重受獨立遺傳的三對等位基因A-a、D-d、F-f控制，且分別位于三對同源染色體上，符合基因的自由組合規律，同時三對等位基因控制的顯性基因具有疊加效應．

解答 解：（1）由于該品系成年小鼠的體重受獨立遺傳的三對等位基因A-a、D-d、F-f控制，每對基因有3種組合，所以控制體重的基因型有3×3×3=27種；親本雜交獲得F₁，F₁雌雄個體相互交配獲得F₂，則F₂中成鼠體重與父本相同的個體占$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{64}$，與母本相同的個體占$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{64}$，所以與親本相同的個體占$\frac{1}{64}$+$\frac{1}{64}$=$\frac{1}{32}$．
（2）染色體組成為XXY的小鼠成年后，如果能進行正常的減數分裂，則可形成四種配子，即可以形成染色體組成為XX、X、XY、Y的配子．
（3）根據題意分析：如果另一對等位基因也位于1、2號染色體上，則完全連鎖，符合基因分離規律；如果另一對等位基因不位于1、2號染色體上，則符合基因自由組合規律．因此可讓圖中的父本和母本雜交得到F₁，再讓F₁雌雄成鼠自由交配得到F₂，觀察統計F₂中小鼠的毛色．
①若子代小鼠毛色表現為黃色：鼠色：白色=9：3：4，則另一對等位基因不位于1、2號染色體上；
②若子代小鼠毛色表現為黃色：白色=3：1，則另一對等位基因也位于1、2號染色體上．
（4）根據親本的F₁的基因型分別是Ee、ee（各占一半），又由于F₁中雌雄個體自由交配，根據基因頻率來計算F₂代中各基因型頻率．也就是E=$\frac{1}{4}$，e=$\frac{3}{4}$．根據哈代溫伯格定律F₂代中的EE基因型頻率為$\frac{1}{16}$，Ee基因型頻率為$\frac{6}{16}$，ee基因型頻率為$\frac{9}{16}$，所以正常情況下F₂中有毛應占$\frac{7}{16}$（大于實際情況F₂中有毛占$\frac{2}{5}$），說明有毛性狀中存在致死現象．若EE為致死個體，去掉該部分后Ee（有毛）占$\frac{6}{15}$（$\frac{2}{5}$），無毛ee占$\frac{3}{5}$，符合題意，故是EE純合致死．（若Ee為致死個體，則有毛EE占$\frac{1}{10}$，不符合題意）
（5）由于DNA分子的復制是半保留復制，所以小鼠生發層細胞染色體上的DNA用³H標記后，轉移到無放射性的培養液中培養，在第二代細胞進行分裂的后期，由于只進行了一次染色體復制，因而每條染色單體上的DNA中都含³H，所以每個細胞中含放射性的染色體數目是40條．
故答案為：
（1）27          $\frac{1}{32}$       
（2）4
（3）讓F₁雌雄成鼠自由交配得到F₂（或讓多只F₁雌鼠與父本小白鼠交配）
觀察統計F₂中小鼠的毛色（或觀察統計子代小鼠的毛色）性狀分離比
①子代小鼠毛色表現為黃色：鼠色：白色=9：3：4（或黃色：鼠色：白色=1：1：2）
②子代小鼠毛色表現為黃色：白色=3：1（或黃色：白色=1：1）
（4）E基因顯性純合致死  
（5）40

點評 本題考查基因自由組合規律的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．