Question

2．某植物屬于XY型性別決定的二倍體生物，抗病和感病性狀是由位于性染色體上一對(duì)等位基因控制，抗病基因?qū)Ω胁』�因�(yàn)轱@性．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）科研人員分別對(duì)基因B和b進(jìn)行測(cè)序，部位序列如圖1所示（其它序列相同）：
①兩基因相比，結(jié)構(gòu)相對(duì)更穩(wěn)定的是B基因．
②現(xiàn)對(duì)B基因進(jìn)行人工處理，使圖中已知基因序列α鏈中T全部轉(zhuǎn)化為A，則處理后的B基因復(fù)制3次，至少需要游離的腺嘌呤39個(gè)（只考慮圖中給出的序列）．
（2）現(xiàn)有正常植株幼苗Ⅰ和Ⅱ，用射線處理正常幼苗Ⅱ后引起變異，對(duì)變異類型進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中基因及染色體變化如圖2所示，（其他基因及染色體均正常）
①突變Ⅰ的形成是細(xì)胞在進(jìn)行DNA復(fù)制過(guò)程中發(fā)生基因突變導(dǎo)致，突變Ⅱ是該細(xì)胞發(fā)生染色體易位導(dǎo)致．
②突變類型與正常類型雜交，如子代均為感病類型，則為突變類型Ⅰ；若子代無(wú)論雌雄都有一半抗病，一半感病，則為突變類型Ⅱ；若子代雄性個(gè)體都抗病，雌性個(gè)體都感病，則為突變類型Ⅲ．
（3）該植株種群另一對(duì)基因位于常染色體上，種群個(gè)體數(shù)量足夠多，基因?yàn)锳A的個(gè)體占24%，aa個(gè)體占4%，在環(huán)境中生存能力為AA=Aa＞aa，則長(zhǎng)期的過(guò)程中，會(huì)使A和a基因頻率發(fā)生怎樣的變化？（在圖3中用曲線表示）
（4）常用DNA拼接技術(shù)研究生物性狀的遺傳．如圖4所示的酶M和酶N是兩種限制酶，圖中DNA片段只注明了黏性末端處的堿基種類，其它堿基的種類未作注明．
①酶M特異性剪切的DNA片段是，則酶N特異性剪切的DNA片段是．
②多個(gè)片段乙和多個(gè)片段丁混合在一起，用DNA連接酶拼接得到環(huán)狀DNA，其中只由兩個(gè)DNA片段連接成的環(huán)狀DNA分子有3種．

Answer 1

分析 分析圖1：圖1表示B和b這對(duì)等位基因的堿基序列；
分析圖2：圖2中正常Ⅰ表示雌性個(gè)體，正常Ⅱ表示雄性個(gè)體，突變Ⅰ是基因突變形成的，突變Ⅱ是染色體易位形成的，突變Ⅲ是染色體缺失形成的．
分析圖4：圖4所示的是酶M和酶N兩種限制酶切割含有目的基因的DNA片段和質(zhì)粒的結(jié)果．

解答 解：（1）DNA分子中，C和G之間有3個(gè)氫鍵，A和T之間有2個(gè)氫鍵，因此C和G的含量越高，其穩(wěn)定性越高．所以，兩基因相比，結(jié)構(gòu)相對(duì)更穩(wěn)定的是B基因．
②現(xiàn)對(duì)B基因進(jìn)行人工處理，使圖中已知基因序列α鏈中T全部轉(zhuǎn)化為A，則α鏈中含有6個(gè)堿基A，不含堿基T，以此鏈為模板復(fù)制3次形成的4個(gè)DNA分子共含腺嘌呤4×6=24個(gè)，其中有6個(gè)是α鏈原來(lái)就有的；圖中β鏈含有堿基A+T=6個(gè)，則以該鏈為模板復(fù)制3次形成的4個(gè)DNA分子中共有堿基A+T=6×2×4=48個(gè)，A=T=24個(gè)，其中有3個(gè)β鏈原來(lái)就有的．因此，處理后的B基因復(fù)制3次至少需要游離的腺嘌呤24-6+24-3=39．
（2）①突變Ⅰ是由正常Ⅱ中B基因突變成b基因形成的，而基因突變發(fā)生在DNA復(fù)制過(guò)程中；突變Ⅱ是由正常Ⅱ中B基因所在的染色體片段易位到常染色體上形成的，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位．
②若突變類型Ⅰ與正常類型Ⅰ雜交，即X^bX^b×X^bY^b，則子代均為感病類型；若突變類型Ⅱ與正常類型Ⅰ雜交，即X^bX^b×BX^bY，則后代無(wú)論雌雄都有一半的概率抗病，一半的概率感�。蝗敉蛔冾愋廷笈c正常類型Ⅰ雜交，即X^bX^b×XY^B，則后代雄性個(gè)體都抗病，雌性個(gè)體都感�。�
（3）基因?yàn)锳A的個(gè)體占24%，aa個(gè)體占4%，則Aa的個(gè)體占72%，因此A的頻率=AA的基因型頻率+$\frac{1}{2}$Aa的基因型頻率=60%，a的頻率=1-60%=40%．在環(huán)境中生存能力為AA=Aa＞aa，則aa個(gè)體逐漸會(huì)被淘汰，因此A的基因頻率逐漸升高，而a的基因頻率逐漸降低．因此，A和a基因頻率情況如圖：．
（4）①根據(jù)圖4中酶M和酶N切割后的結(jié)果，若酶M特異性剪切的DNA片段是，則酶N特異性剪切的DNA片段是．
②多個(gè)片段乙和多個(gè)片段丁混合在一起，用DNA連接酶拼接得到環(huán)狀DNA，其中只由兩個(gè)DNA片段連接成的環(huán)狀DNA分子有3種，即片段乙自身連接、片段丁自身連接，片段乙和片段丁自身連接．
故答案為：
（1）①B    ②39
（2）①DNA復(fù)制    基因突變     染色體易位  
②均為感病類型      無(wú)論雌雄都有一半抗病，一半感病     雄性個(gè)體都抗病，雌性個(gè)體都感病
（3）
（4）①    ②3

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程、染色體變異、基因頻率和伴性遺傳的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的操作工具及其作用；識(shí)記染色體變異的類型，能與基因突變進(jìn)行區(qū)分；識(shí)記基因頻率的相關(guān)計(jì)算；掌握伴性遺傳的特點(diǎn)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題，綜合性強(qiáng)，難度較大．