Question

14．螢火蟲曾被視為七夕的浪漫禮物，如今卻由于人們的大量采集與買賣而導(dǎo)致數(shù)量銳減，拯救螢火蟲，刻不容緩．請(qǐng)回答下列問題：
（1）螢火蟲的發(fā)光需要熒光素、熒光素酶以及ATP等多種物質(zhì)，其中ATP主要在細(xì)胞中的線粒體內(nèi)膜（填具體的生物膜結(jié)構(gòu)）產(chǎn)生，其發(fā)揮作用的機(jī)理是由遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵水解，釋放能量，腺苷由腺嘌呤和核糖構(gòu)成．
（2）螢火蟲的體色由位于2號(hào)染色體上的一組復(fù)等位基因A⁺（紅色）、A（黃色）、a（棕色）控制，復(fù)等位基因的顯隱關(guān)系是A⁺對(duì)A、a為顯性，A對(duì)a為顯性，即A⁺＞A＞a，且A⁺ A⁺個(gè)體在胚胎期致死，只有基因B存在時(shí)，上述體色才能表現(xiàn)，否則表現(xiàn)為黑色．現(xiàn)有紅色螢火蟲（甲）與黑色螢火蟲（乙）雜交，F(xiàn)₁中紅色：棕色=2：1，則親本的基因型為A⁺aBB和A⁺abb，F(xiàn)₁中棕色個(gè)體交配產(chǎn)生F₂中黑色個(gè)體的概率是$\frac{1}{4}$．
欲判斷B、b基因是否位于2號(hào)染色體上，現(xiàn)利用F₁螢火蟲設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（不考慮交叉互換）：
①實(shí)驗(yàn)方案：取F₁中一只紅色雄性螢火蟲與F₁中多只棕色雌性螢火蟲進(jìn)行交配，統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型及比例．
②結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：
a．若子代表現(xiàn)型及比例為紅色：棕色：黑色=3：3：2，則B、b基因不在2號(hào)染色體上
b．若子代表現(xiàn)型及比例為紅色：棕色：黑色=2：1：1，則B、b基因在2號(hào)染色體上．

Answer 1

分析 1、ATP是細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，ATP中的A代表腺苷，由1分子腺嘌呤堿基、1分子核糖組成；動(dòng)物細(xì)胞ATP來(lái)自呼吸作用，有氧呼吸過(guò)程中第一、第二、第三階段都釋放能量，合成ATP，有氧呼吸第三階段釋放的能量最多，合成的ATP最多，有氧呼吸第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，有氧呼吸第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，有氧呼吸第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中．
2、基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過(guò)程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子獨(dú)立遺傳給后代，同時(shí)位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合．

解答 解：（1）螢火蟲發(fā)光水解的ATP主要來(lái)自有氧呼吸第三階段，場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜；ATP中的腺苷由1分子核糖和1分子腺嘌呤堿基組成．
（2）由題意知，A⁺AB_、A⁺aB_為紅色，AAB_、AaB_為黃色，aaB_為棕色，__bb為黑色，紅色螢火蟲甲（A⁺AB_、A⁺aB_）與黑色螢火蟲乙（__bb為黑色）雜交，F(xiàn)₁中紅色（A⁺AB_、A⁺aB_）：棕色（aaB_為棕色）=2：1，說(shuō)明甲乙都含有a基因、甲不含有b基因，因此親本基因型是甲為A⁺ aBB，乙為A⁺ abb；子一代棕色個(gè)體的基因型是aaBb，自交后代的基因型及比例是aaBB：aaBb：aabb=1：2：1，黑色個(gè)體的基因型是aabb，概率是$\frac{1}{4}$．
該實(shí)驗(yàn)的目的是探究B（b）基因是否也位于2號(hào)染色體上，如果位于2號(hào)染色體上，則不遵循自由組合定律，遵循連鎖定律，如果不位于2號(hào)染色體上，則遵循自由組合定律；子一代中紅色雄性螢火蟲的基因型是A⁺aBb，多只棕色雌性螢火蟲的基因型是aaBb，如果B、b不在2號(hào)染色體上，則雜交后代的基因型及比例是（1A⁺a：1aa）（3B_：1bb）=3A⁺aB_：1A⁺abb：3aaB_：1aabb，分別表現(xiàn)為紅色、黑色、棕色、黑色，紅色：棕色：黑色=3：3：2；如果位于2號(hào)染色體上，
A⁺aBb產(chǎn)生的配子的類型及比例是A⁺B：ab=1：1，aaBb產(chǎn)生的配子的類型及比例是aB：ab=1：1，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合產(chǎn)生后代的基因型及比例是A⁺aBB：A⁺aBb：aaBb：aabb=1：1：1：1，分別表現(xiàn)為紅色、紅色、棕色、黑色，紅色：棕色：黑色=2：1：1．
（1）線粒體內(nèi)膜   腺嘌呤和核糖
（2）A⁺ aBB和A⁺ abb         $\frac{1}{4}$
紅色：棕色：黑色=3：3：2
紅色：棕色：黑色=2：1：1

點(diǎn)評(píng) 本題旨在考查學(xué)生理解基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)和使用條件，基因與染色體的位置關(guān)系，把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用相關(guān)知識(shí)結(jié)合題干信息進(jìn)行推理、解答問題，應(yīng)用演繹推理的方法設(shè)計(jì)遺傳實(shí)驗(yàn)，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，獲取結(jié)論；理解ATP的組成、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程和意義，理解有氧呼吸過(guò)程的物質(zhì)變化、能量變化和場(chǎng)所及有氧呼吸的意義，并應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解釋生物學(xué)問題．