Question

15．豚鼠毛色的黃色基因R與白色基因r是位于9號常染色體上的一對等位基因，已知無正常9號染色體的精子不能參與受精作用．現(xiàn)有基因型為Rr的異常黃色雌豚鼠甲（含有異常9號染色體的豚鼠為異常豚鼠），其細胞中9號染色體及基因組成如圖1所示．

（1）用甲豚鼠與正常的白色豚鼠作親本雜交，其F₁隨機交配所得的F₂中表現(xiàn)型及比例為黃色：白色=1：1其中異常黃色豚鼠所占比例為$\frac{1}{12}$．
（2）如果以圖2所示染色體的雄豚鼠與正常的白色雌豚鼠雜交，產(chǎn)生的F₁中發(fā)現(xiàn)了一只黃色豚鼠，經(jīng)檢測，其9號染色體及基因組成如圖3所示，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是父本減數(shù)第一次分裂9號同源染色體未分開（或父本減數(shù)第一次分裂R與r所在同源染色體未分開）．
（3）豚鼠的粗毛與細毛分別由位于4號染色體上的A與a控制，用染色體及基因組成如圖4所示的雌雄豚鼠雜交，子代黃色粗毛豚鼠中雜合體所占比例為$\frac{5}{6}$．
（4）經(jīng)染色體篩查發(fā)現(xiàn)有一只雄性豚鼠表現(xiàn)型正常，但其中一條14號和一條21號染色體相互連接形成一條異常染色體，如圖5甲所示；在減數(shù)分裂時異常染色體的聯(lián)會如圖5乙所示，配對的三條染色體中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極．
①圖甲所示的變異在遺傳學上屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，觀察異常染色體應選擇處于（有絲分裂）中期期的細胞．如不考慮其他染色體，理論上該雄豚鼠產(chǎn)生的精子類型有6種．
②若該表現(xiàn)型正常的雄豚鼠與一只染色體正常的雌性豚鼠交配，受精卵有$\frac{3}{8}$的概率由于具有某種類型的染色體異常而不能完成胚胎發(fā)育（即胚胎期死亡），而產(chǎn)下的后代中有$\frac{1}{5}$的概率是含三條21號染色體的個體，那么產(chǎn)生的后代中具有異常染色體的概率$\frac{3}{5}$．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：9號染色體中的一條染色體缺失了某一片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失．以Rr為父本，正常的白色豚鼠rr為母本雜交產(chǎn)生的F₁中，發(fā)現(xiàn)了一株黃色豚鼠，其染色體及基因組成如圖3．由于無正常9號染色體的精子不能參與受精作用，即含有R的精子不能參與受精作用，所以黃色豚鼠Rrr中有一個r來自母本，還有R和r都來自父本，由此可見，該黃色豚鼠出現(xiàn)的原因是由于父本減數(shù)分裂過程中9號同源染色體未分離

解答 解：用甲豚鼠與正常的白色豚鼠作親本雜交，F(xiàn)₁中基因型及比例為Rr：rr=1：1，其中雌性個體能產(chǎn)生兩種配子，即$\frac{1}{4}$R、$\frac{3}{4}$r，由于F₁無正常9號染色體的精子不能參與受精作用，因此雄性個體能產(chǎn)生兩種配子，即$\frac{1}{3}$R、$\frac{2}{3}$r．隨機交配后，子代中黃色（RR+Rr）：白色（rr）=（$\frac{1}{4}×\frac{1}{3}+\frac{1}{4}×\frac{2}{3}×\frac{3}{4}×\frac{1}{4}$）：（$\frac{3}{4}×\frac{2}{3}$）=1：1．異常白色豚鼠所占比例為$\frac{1}{4}×\frac{2}{3}=\frac{1}{6}$．
（2）如果以圖2所示染色體的雄豚鼠與正常的白色雌豚鼠雜交，產(chǎn)生的F₁中發(fā)現(xiàn)了一只黃色豚鼠，經(jīng)檢測，其9號染色體及基因組成如圖3所示，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是雄豚鼠形成配子的過程中9號同源染色體沒有分離．
（4）豚鼠的粗毛與細毛分別由位于4號染色體上的A與a控制，用染色體及基因組成如圖4所示的雌雄豚鼠雜交，Aa×Aa→$\frac{3}{4}$（AA、Aa），所以粗毛豚鼠所占比例為$\frac{3}{4}$，其中純合子占粗毛豚鼠的$\frac{1}{3}$．由于含r的9號染色體異常，其精子不能參與受精作用，而正常9號染色體的精子都含R基因，因此后代有$\frac{1}{2}$RR、$\frac{1}{2}$Rr，因此子代黃色粗毛豚鼠中雜合體所占比例=1-$\frac{1}{3}×\frac{1}{2}=\frac{5}{6}$．
（4）①分析題意及題圖可知，圖甲所示的變異在遺傳學上屬于染色體結(jié)構(gòu)變異，觀察異常染色體應選擇處于（有絲分裂）中期期的細胞．不考慮其它常染色體，理論上該雄豚鼠產(chǎn)生的精子類型有14號和21號、異常、14號和異常、21號、14號、異常和21號6種．
②若該表現(xiàn)型正常的雄豚鼠與一只染色體正常的雌性豚鼠交配，受精卵有$\frac{3}{8}$的概率由于具有某種類型的染色體異常而不能完成胚胎發(fā)育（即胚胎期死亡），而產(chǎn)下的后代中有$\frac{1}{5}$的概率是含三條21號染色體的個體，那么產(chǎn)生的后代中具有異常染色體的概率$\frac{3}{5}$．
故答案為：
（1）黃色：白色=1：1   $\frac{1}{12}$
（2）父本減數(shù)第一次分裂9號同源染色體未分開（或父本減數(shù)第一次分裂R與r所在同源染色體未分開）
（3）$\frac{5}{6}$
（4）①染色體結(jié)構(gòu)變異    （有絲分裂）中期    6
②$\frac{3}{5}$

點評 本題結(jié)合題圖，考查基因自由組合定律及應用、染色體變異等相關知識，重點考查基因自由組合定律及應用，具有一定的難度．