Question

7．果蝇的棒眼基因（B）和正常眼基因（b），只位于X染色体上．研究人员构建了一个棒眼雌果蝇品系X_s^BX^b，其细胞中的一条X染色体上携带隐性致死基因s，且该基因与棒眼基因B始终连锁在一起（如图甲所示），s在纯合（X_s^BX_s^B、X_s^BY）时能使胚胎致死．图乙是某雄果蝇细胞分裂某一时期的图象．
（1）研究果蝇基因组应测定5条染色体上的DNA序列．
（2）图乙细胞的名称是次级精母细胞，其染色体与核DNA数目的比值为1：2．正常情况下，此果蝇体细胞中含有X染色体数目最多为4条．
（3）如果图乙中3上的基因是X^B，4上基因是X^b，其原因是基因突变，B与b基因不同的本质是它们的碱基对（脱氧核苷酸）排列顺序不同．基因B是基因b中一个碱基对发生替换产生的，突变导致合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸（密码子有AUU、AUC、AUA）变成苏氨酸（密码子有ACU、AC，C、ACA、ACG），则该基因的这个碱基对替换情况是A∥T替换为G∥C．
（4）若棒眼雌果蝇（X_s^B X^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交，F₁果蝇的表现型有3种，分别是正常眼雌果蝇、正常眼雄果蝇和棒眼雌果蝇．F₁雌雄果蝇自由交配，F₂中B基因的频率为$\frac{1}{11}$ （用分数形式作答）．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：图乙中含有4条染色体，不含同源染色体，且都排列在细胞中央，说明细胞处于减数第二次分裂中期，属于次级精母细胞．

解答 解：（1）对于有性别之分的生物，测基因组时需要测同源染色体中的各一条和两条异型的性染色体，即果蝇需要测5条即3+XY染色体上的DNA序列．
（2）图乙细胞处于减数第二次分裂中期，为雄果蝇细胞分裂某一时期的图象，所以是次级精母细胞；此时着丝点没有分裂，每条染色体含2个染色单体，所以其染色体与核DNA数目的比值为1：2．正常果蝇体细胞中，如果是雌果蝇体细胞有丝分裂后期，则含有X染色体数目为4条．
（3）图乙中3和4是复制关系，如果3上的基因是X^B，4上基因是X^b，而雄果蝇细胞中只有一条X染色体，所以其原因是复制过程中发生了基因突变，B与b基因不同的本质是它们的碱基对（脱氧核苷酸）排列顺序不同．
（4）异亮氨酸对应的密码子与苏氨酸对应的密码子中一个不同碱基是第2个碱基，由U变为C，则模板基因中碱基替换情况是A∥T替换成G∥C．
（5）由于s在纯合（X^sBX^sB、X^sBY）时能使胚胎致死，所以棒眼雌果蝇（X^sBX^b）与野生正常眼雄果蝇（X^bY）杂交，F₁果蝇的表现型为正常眼雌果蝇（X^bX^b）、正常眼雄果蝇（X^bY）和棒眼雌果蝇（X^sBX^b）．F₁雌雄果蝇自由交配，雌配子为X^b：X^sB=3：1，雄配子为X^b：Y=1：1，所以子代中3X^bX^b：X^sBX^b：3X^bY：X^sBY（致死）．可求出子代中B基因的频率为$\frac{1}{11}$．
故答案为：
（1）5
（2）次级精母细胞   1：2    4
（3）基因突变 碱基对（脱氧核苷酸）排列顺序 
（4）A∥T替换为G∥C 
（5）棒眼雌果蝇   $\frac{1}{11}$

点评 本题考查伴X遗传、转录和翻译、脱氧核苷酸序列与遗传信息的关系的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．