Question

3．請分析回答下列有關(guān)遺傳問題．
Ⅰ．小鼠的繁殖能力強(qiáng)，相對(duì)性狀明顯，是常用的遺傳實(shí)驗(yàn)材料，用小鼠進(jìn)行遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，小鼠的彎曲尾（B）對(duì)正常尾（b）顯性．遺傳學(xué)家針對(duì)小鼠的尾形進(jìn)行了相應(yīng)的遺傳實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)二：遺傳學(xué)家將一個(gè)DNA片段導(dǎo)入到子一代彎曲尾雌鼠的體細(xì)胞中，通過DNA重組和克隆技術(shù)獲得一只轉(zhuǎn)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(nèi)存在該DNA片段，B基因不表達(dá)，即該DNA片段和B基因同時(shí)存在是表現(xiàn)為正常尾，b基因的表達(dá)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(dǎo)致胚胎致死．
請回答：
（1）由實(shí)驗(yàn)一可知，子一代雌鼠的基因型是X^BY、X^bX^b．
（2）該轉(zhuǎn)基因小鼠的育種原理是基因重組．
（3）遺傳學(xué)家認(rèn)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(jìn)行了相應(yīng)的雜交實(shí)驗(yàn)．（該DNA片段與B或b基因的交換值為20%）

實(shí)驗(yàn)方案：
讓該轉(zhuǎn)基因正常尾小鼠與非轉(zhuǎn)基因正常尾雄性小鼠雜交，統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型種類及比例
結(jié)果與結(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(guī)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(gè)復(fù)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(chǎn)生沙色的狗；等位基因a^t產(chǎn)生斑點(diǎn)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(huán)而是依次的完全顯隱性關(guān)系（即如果a^y對(duì)a^t顯性、a^t對(duì)a^s顯性，則a^y對(duì)a^s也顯性，可表示為a^y＞a^t＞a^s）根據(jù)以下系譜圖回答問題：

（6）根據(jù)該系譜圖確定復(fù)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(chǎn)生斑點(diǎn)子代的概率是$\frac{1}{8}$；
（9）已知狗的長尾（A）對(duì)短尾（a）是顯性．現(xiàn)用短尾狗（甲群體）相互交配產(chǎn)生的受精卵在胚胎發(fā)育早期注射微量胰島素，生出的小狗就表現(xiàn)出長尾性狀（乙群體）．請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究胰島素在小狗胚胎發(fā)育過程中是否引起基因突變（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論）
①實(shí)驗(yàn)思路：甲群體與乙群體雜交，在胚胎發(fā)育早期不注射胰島素，觀察子代尾的性狀
②結(jié)果及結(jié)論：若全為短尾狗，則為胰島素影響了發(fā)育，即是不遺傳的變異；若出現(xiàn)長尾性狀，則為基因突變．

Answer 1

分析 根據(jù)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(xiàn)與性別有關(guān)，基因應(yīng)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(jù)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(xiàn)與性別有關(guān)，基因應(yīng)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(zhuǎn)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(dǎo)入后，B不表達(dá)，但b基因的表達(dá)不受影響，所以表現(xiàn)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(duì)同源染色體上，根據(jù)題干信息，讓該轉(zhuǎn)基因正常尾小鼠與非轉(zhuǎn)基因正常尾雄性小鼠（XbY）雜交，后代中有$\frac{1}{2}$的個(gè)體含有該DNA片段，$\frac{1}{2}$的個(gè)體不含有該DNA片段，含有DNA片段的個(gè)體，B不表達(dá)，雌雄性彎曲尾中有$\frac{1}{2}$的個(gè)體表現(xiàn)為正常尾，后代表現(xiàn)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(xiàn)型為正常尾，如果沒有b則死亡，后代表現(xiàn)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(xiàn)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(huì)出現(xiàn)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(xiàn)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(guī)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(xiàn)型均為沙色的Ⅱ₁和Ⅱ₂生了一個(gè)斑點(diǎn)的Ⅲ₁，因此可以確定沙色對(duì)斑點(diǎn)為顯性，即a^y＞a^t；又由于表現(xiàn)型為暗黑色的Ⅰ₁和斑點(diǎn)的Ⅰ₂能夠生沙色的Ⅱ₁和Ⅱ₂，因此可以確定暗黑色對(duì)沙色為顯性，即a^s＞a^y，根據(jù)該系譜圖確定復(fù)等位基因的顯性順序是：a^s＞a^y＞a^t．
（7）由于該復(fù)等位基因也位于一對(duì)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(diǎn)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(chǎn)生斑點(diǎn)子代（a^ta^t）的概率$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$．
（9）實(shí)驗(yàn)思路可將甲群體與乙群體雜交，在胚胎發(fā)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(huì)出現(xiàn)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(shí)驗(yàn)思路：甲群體與乙群體雜交，在胚胎發(fā)育早期不注射胰島素，觀察子代尾的性狀
②結(jié)果及結(jié)論：若全為短尾狗，則為胰島素影響了發(fā)育，即是不遺傳的變異；若出現(xiàn)長尾性狀，則為基因突變

點(diǎn)評(píng) 本題考查了復(fù)等位基因的遺傳以及是否為可遺傳變異的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，意在考查考生的分析能力和應(yīng)用能力，以及設(shè)計(jì)相關(guān)遺傳實(shí)驗(yàn)的能力，具有一定的難度．解答時(shí)，考生明確復(fù)等位基因的遺傳也遵循基因的分離定律，并能夠?qū)徢孱}意，確定各個(gè)體的基因型．