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1EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.必修2遗传与进化边角12突变果蝇的变异类型验证按照遗传规律，白眼雌果蝇(XwXw)与红眼雄果蝇(XWY)交配，后代雄果蝇都应该是白眼的，后代雌果蝇都应该是红眼的。可是有一天，摩尔根的合作者布里吉斯(Bridges)发现白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交所产生的子一代中出现了一个白眼雌果蝇。大量的观察发现，在上述杂交中，2000～3000只红眼雌果蝇中会出现一只白眼雌果蝇，同样在2000～3000只白眼雄果蝇中会出现一只红眼雄果蝇。你怎样解释这种奇怪的现象？如何验证你的解释？——[摘自必修2P38“拓展题”]提示：雌果蝇卵原细胞减数分裂过程中，在2000～3000个细胞中，有一次发生了差错，两条X染色体不分离，结果产生的卵细胞中可能含有两条X染色体或不含X染色体，如含XwXw染色体的卵细胞与含Y染色体的精子受精，产生基因型为XwXwY的个体为白眼雌果蝇；如果不含X染色体的卵细胞与含XW染色体的精子受精，产生基因型为XWO的个体为红眼雄果蝇，这样就可以解释上述现象。可以用显微镜检查细胞中的染色体，如果在上述杂交子一代中出现的那只白眼雌果蝇中找到Y染色体，在那只红眼雄果蝇中找不到Y染色体，就可以证明解释是正确的。【预测】1．果蝇的性别决定方式为XY型，XX、XXY的受精卵发育成雌性个体，XY和XO的受精卵发育成雄性个体；摩尔根的合作者布里吉斯用白眼雌果蝇(XbXb)与红眼雄果蝇(XBY)进行杂交实验，观察后代红眼雌蝇中有千分之一左右的白眼雌蝇，白眼雄蝇中有千分之一左右的红眼雄蝇。下图为果蝇细胞分裂图，其中能解释其产生原因的是()A．①②B．①③C．②④D．③④解析：选D。图示4个细胞均发生分裂异常。在卵细胞形成过程中，减数第一次分裂同源染色体未分开(图③)或减数第二次分裂染色单体未分开(图④)时，出现性染色体为XbXb和O的卵子，前者与含Y染色体的精子结合，将生成基因型为XbXbY的雌性白眼果蝇，后者与含XB染色体的精子结合，将生成基因型为XBO的红眼雄果蝇。2．1909年，摩尔根开展了关于果蝇白眼性状遗传的研究，他将白眼雄蝇与纯合的红眼雌蝇杂交，F1都是红眼；F2中红眼雌果蝇2459只，红眼雄果蝇1011只，白眼雄果蝇7822只(设有关基因用R、r表示)。请回答下列问题：(1)在上述果蝇眼色中，________是显性性状，其遗传符合________定律。(2)摩尔根的合作者布里吉斯在重复摩尔根的果蝇伴性遗传实验时，又发现了例外现象。他观察了大量的白眼雌蝇与红眼雄蝇的杂交后代，发现大约每2000个子代个体中，有一个可育的白眼雌蝇或不育的红眼雄蝇。已知几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如下表所示。染色体组成XXYXOYOXYYXXX性状雌性，可育雄性，不育死亡雄性，可育死亡布里吉斯分析这些例外现象的产生是由X染色体在______________________(填具体时期)不分开造成的，产生了________的卵细胞，据此分析请推测例外的可育白眼雌蝇可产生________的卵细胞。解析：(1)将白眼雄蝇与纯合的红眼雌蝇杂交，F1都是红眼，说明红眼为显性性状；根据题意可判断，控制红眼和白眼的基因位于X染色体上，因此眼色的遗传符合基因分离定律。(2)例外现象的产生是由在减数第二次分裂后期X染色体的姐妹染色单体分离后，移向同一个细胞内造成的，因此产生了XX或O的卵细胞。白眼雌果蝇(XrXrY)的卵原细胞在进行减数分裂产生配子的过程中，由于性染色体有3条，所以会出现联会紊乱现象，这样最多可形成Xr、XrXr、XrY、Y4种配子。答案：(1)红眼基因分离(2)减数第二次分裂后期XX或OXr、XrXr、XrY、Y边角13细胞质基因与母系遗传线粒体和叶绿体中的DNA，都能够进行________，并通过转录和翻译控制________。为了与细胞核的基因相区别，将线粒体和叶绿体中的基因称做细胞质基因。对人的线粒体DNA的研究表明，线粒体DNA的缺陷与数十种人类遗传病有关。这些疾病很多是与脑部和肌肉有关的。例如，线粒体肌病和神经性肌肉衰弱、运动失调及眼视网膜炎等。这些遗传病都只能通过________遗传给后代。——[摘自必修2P70“细胞质基因”]提示：半自主自我复制某些蛋白质的合成母亲[点睛]科学家用电子显微镜观察鸡胚线粒体，发现一种小细丝能被DNA专一性的染料染色，被专一的DNA酶消化，不能被蛋白酶或RNA酶消化，说明线粒体中也有DNA。由线粒体DNA突变造成的疾病往往被统称为线粒体疾病，其遗传不遵循孟德尔遗传规律，而是母系遗传，因为受精卵的细胞质中线粒体基因几乎全部来自卵细胞(母方)。【预测】1．科学家在细胞中发现了一种新的线粒体因子——MTERF3，这一因子主要抑制线粒体DNA的表达，从而减少细胞能量的产生，此项成果将可能有助于糖尿病、心脏病和帕金森3氏症等多种疾病的治疗。根据相关知识和以上资料，下列叙述错误的是()A．线粒体DNA也含有可以转录、翻译的功能基因B．线粒体基因控制性状的遗传不遵循孟德尔遗传规律C．线粒体因子MTERF3直接抑制细胞呼吸中酶的活性D．糖尿病、心脏病和帕金森氏症等疾病可能与线粒体功能受损相关解析：选C。线粒体DNA和细胞核DNA一样，也有功能基因，A正确；孟德尔遗传规律适用于细胞核基因，不适用于细胞质基因，B正确；根据材料可知，线粒体因子MTERF3直接抑制的是DNA的表达，不是酶的活性，C错误；线粒体功能受损会导致人体患某些疾病，D正确。2．根据以下实验可知，表中两对相对性状的遗传方式最可能是()实验序号亲本组合子代①饱满豆荚豌豆(♀)×不饱满豆荚豌豆(♂)全为饱满豆荚豌豆饱满豆荚豌豆(♂)×不饱满豆荚豌豆(♀)全为饱满豆荚豌豆②胚表皮深蓝色紫罗兰(♀)×胚表皮黄色紫罗兰(♂)全为胚表皮深蓝色胚表皮深蓝色紫罗兰(♂)×胚表皮黄色紫罗兰(♀)全为胚表皮黄色A．豌豆豆荚形状为细胞核遗传，紫罗兰胚表皮颜色遗传方式不能确定B．豌豆豆荚形状为细胞核遗传，紫罗兰胚表皮颜色为细胞质遗传C．豌豆豆荚形状为细胞质遗传，紫罗兰胚表皮颜色遗传方式不能确定D．豌豆豆荚形状遗传方式不能确定，紫罗兰胚表皮颜色为细胞核遗传解析：选B。实验①中，正交和反交的结果相同，说明豌豆豆荚形状的遗传属于细胞核遗传；实验②中，正交和反交的结果不相同，且实验结果体现母系遗传的特点，因此紫罗兰胚表皮颜色为细胞质遗传。边角14果蝇红眼的形成形成果蝇红眼的直接原因是红色色素的形成，而红色色素的形成需要经历一系列生化反应，每一个反应所涉及的酶都与相应的基因有关，因此，红眼的形成实际上是多个基因协同作用的结果。但是，科学家只将其中一个因突变而导致红眼不能形成的基因命名为红眼基因。请你根据上述事实，分析红眼的形成与红眼基因的关系。——[摘自必修2P71“拓展题”]提示：红眼基因正常是形成红眼的必要而非充分条件。红眼基因正常，并且其他涉及红眼形成的基因也正常时，果蝇的红眼才能形成；如果红眼基因不正常，即使所有其他涉及红眼形成的基因都正常，果蝇的红眼也不能形成。【预测】4人体内苯丙氨酸的代谢途径如下图所示，人群中，有若干种遗传病是由苯丙氨酸的代谢缺陷所导致的。例如，苯丙氨酸的代谢产物之一苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育，造成智力低下。下列分析不正确的是()A．缺乏酶①可导致病人既“白(白化病)”又“痴”B．缺乏酶⑤可导致病人只“白”不“痴”C．缺乏酶⑥时，婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹(尿黑酸)D．上述实例可以证明遗传物质通过控制酶的合成，从而控制新陈代谢和性状解析：选C。由题图可知，酶①可将苯丙氨酸转化为酪氨酸，而酶⑥能将苯丙氨酸转化为苯丙酮酸；酶②可将酪氨酸转化为尿黑酸，但酶③和酶④可将其分解为CO2和H2O；酶⑤可将酪氨酸转化为黑色素。缺乏酶①时，不能合成黑色素，使人患白化病，同时苯丙酮酸在脑中积累会阻碍脑的发育，A正确；缺乏酶⑤时，人体不能合成黑色素，但不会导致苯丙酮酸过多积累，因此可导致病人只“白”不“痴”，B正确；缺乏酶③时，婴儿使用过的尿布会留有黑色污迹(尿黑酸)，C错误；题图所示实例可以证明遗传物质通过控制酶的合成，从而控制新陈代谢和性状，D正确。边角15生物体的异常性状是探究基因作用的突破口(科学思维)摩尔根通过白眼这一异常性状发现了控制果蝇眼色的基因。还有许多科学家也是从生物体的异常性状入手，研究相关基因的作用。想一想这是为什么？——[摘自必修2P71“拓展题”]提示：生物体内基因的数目多、作用方式复杂，难以单独对其进行研究，生物体的异常性状为科学家研究相关基因的作用提供了一个突破口，使科学家能够从异常性状入手，分析性状异常的个体的基因与正常个体的基因是否存在区别，存在哪些区别等问题，从而建立起性状与基因的对应关系。因为性状是由基因控制的，如果某一性状发生异常，并且能够稳定遗传，说明控制该性状的基因发生了突变。根据异常性状的遗传方式，还可以分析出控制该性状的基因是位于性染色体上还是常染色体上，是显性还是隐性，并且可以预测这一性状将来的遗传规律。【预测】1．摩尔根因为红眼基因发生突变，幸运地得到一只白眼果蝇，继而获得一系列遗传学重大发现，成为现代遗传学的奠基人，于1933年获得了诺贝尔奖。1926年，摩尔根的学生穆勒因为发明辐射诱变技术，开创了辐射遗传学，也于1946年获得诺贝尔奖。辐射诱变技术为什么成为现代遗传学研究的一项重要技术？5提示：基因容易发生突变正是果蝇获得科学家们青睐的一大优势，但果蝇的突变率非常低。辐射诱变技术可获得众多果蝇突变类型，而且具有许多易于诱变分析的遗传特征。由于其表现型多样，在研究果蝇的杂交等实验时，对其亲本组合的选择也可多种多样，因此大大加快了遗传学研究的步伐。2．广西、广东地区高发的β地中海贫血症属于常染色体遗传病。研究发现，患者的β珠蛋白(血红蛋白的组成部分)合成受阻，原因是血红蛋白β链第39位氨基酸的编码序列发生了改变，由正常基因A突变成致病基因a(见甲图，AUG、UAG分别为起始和终止密码子)。但是，患者体内并没有发现异常β珠蛋白，这是因为细胞里出现的异常mRNA被SURF复合物识别而发生了降解(见乙图)。请回答下列问题：(1)分析甲图可知，正常基因A突变成致病基因a，该病体现了基因通过___________控制生物体的性状。(2)若异常mRNA进行翻译产生了异常β珠蛋白，则该异常β珠蛋白与正常β珠蛋白相比相对分子质量要________。(3)乙图中降解的产物是________，除SURF复合物外，科学家还发现了具有类似作用的其他复合物，他们被统称为mRNA监视系统。这种mRNA监视系统可以通过阻止________过程从而阻止异常蛋白质的形成。解析：(1)分析题图可知，甲图中过程①表示转录，转录过程需要RNA聚合酶；过程②表示翻译，翻译发生在核糖体上。分析甲图可知，正常基因A突变成致病基因a，该病体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。(2)由甲图可以看出，替换后的部位转录形成的密码子为UAG，该密码子为终止密码子，因此若异常mRNA进行翻译产生了异常β珠蛋白，则该异常β珠蛋白与正常β珠蛋白相比相对分子质量要小。(3)RNA的基本6单位是核糖核苷酸，即乙图中降解的产物是核糖核苷酸，SURF复合物和具有类似作用的其他复合物，这种mRNA监视系统可以通过阻止翻译过程从而阻止异常蛋白质的形成。答案：(1)控制蛋白质的结构直接(2)小(3)核糖核苷酸翻译边角16核糖体与抗生素四环素、链霉素、氯霉素、红霉素等抗生素能抑制细菌的生长，它们有的能干扰细菌核糖体的形成，有的能阻止tRNA和mRNA结合。请根据以上事实说明这些抗生素可用于一些疾病治疗的道理。——[摘自必修2P78“知识迁移”]提示：核糖体、tRNA和mRNA的结合都是蛋白质的合成所不可缺少的。抗生素通过干扰细菌核糖体的形成，或阻止tRNA与mRNA的结合，来干扰细菌蛋白质的合成，抑制细菌的生长，因此抗生素可用于治疗