遗传的细胞学基础与分子学基础一、选择题1．下列有关减数分裂与受精作用的叙述，正确的是（）A．受精卵中的遗传物质一半来自父方，一半来自母方B．受精作用符合基因自由组合定律，从而导致有性生殖后代的多样性C．某男性体内的一个精原细胞经减数分裂产生的精子染色体组成有223种D．减数分裂和受精作用能维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定【答案】D【解析】A．受精卵中的细胞核遗传物质一半来自父方，一半来自母方，而细胞质遗传物质几乎都来自母方，A错误；B．基因自由组合发生在减数分裂过程中，而不是受精作用过程中，B错误；C．某男性产生的精子染色体组成有223种，但其体内的一个精原细胞经减数分裂产生的精子染色体组成只有2种，C错误；D．减数分裂导致配子中染色体数目减半，经过受精作用，受精卵中的染色体数目恢复到该物种的正常水平，故减数分裂和受精作用能维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，D正确。故选D。2．细胞中染色体的形态、数目和位置是判断细胞分裂方式和所处时期的重要依据。在观察猫（2n=38）细胞分裂的实验中，下列叙述错误的是（）A．若细胞两极各有19条非同源染色体，则该细胞可能处于减数第二次分裂后期B．若同源染色体之间发生交叉互换，则该细胞可处于减数分裂的四分体阶段C．若观察到着丝粒排列在细胞中央的一个平面上，则该细胞处于减数第一次分裂中期D．可用醋酸洋红液等碱性染料对染色体染色，便于观察染色体的形态、数目【答案】C【解析】A．若细胞两极各有19条非同源染色体，则该细胞可能处于减数第一次分裂后期或减数第二次分裂后期，A正确；B．减数第一次分裂前期，同源染色体联会，形成四分体，同源染色体的非姐妹染色单体之间可发生交叉互换，因此若同源染色体之间发生交叉互换，则该细胞可处于减数分裂的四分体阶段，B正确；C．若观察到着丝粒排列在细胞中央的一个平面上，则该细胞可能处于有丝分裂中期或减数第二次分裂中期，C错误；D．醋酸洋红液等碱性染料可以将染色体染成深色，便于观察染色体的形态、数目，D正确。故选C。3．下图为某生物细胞分裂时的一对同源染色体示意图，图中1~8表示基因位点，下列相关叙述错误的是（）14
A．图中有2个着丝粒，4个DNA，2对等位基因B．基因2、4、6、8可能控制着生物体同一性状C．四分体时期3可能与5或6组合继而形成重组型配子D．有丝分裂的细胞中1和2分离与7和8分离的时期相同【答案】A【解析】A．图中有2个着丝粒，4个DNA，4对基因，不一定是4对等位基因，A错误；B．生物的性状由一对或多对基因共同控制，基因2、4、6、8可能控制着生物体同一性状，B正确；C．3和4是相同基因，3和1或2可能是等位基因，四分体时期，3可能与1或2交叉互换导致与5或6组合继而形成重组型配子，C正确；D．有丝分裂的细胞中1和2分离与7和8分离的时期相同，都发生于有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离成子染色体，D正确。故选A。4．下列有关基因型为AaXBY的果蝇进行正常减数分裂和受精作用的叙述，正确的是（）A．X、Y染色体不属于同源染色体，但能发生联会B．A与a、XB与Y的分离发生在减数第一次分裂后期C．A、a与XB、Y的自由组合可发生在受精作用过程中D．在减数第一次分裂后期，初级精母细胞中同源染色体分离，染色体数目减半【答案】B【解析】A．X、Y染色体虽然大小不同，但属于同源染色体，在减数第一次分裂前期发生联会，A错误；B．A与a、XB与Y的分离发生在减数第一次分裂后期，B正确；C．A、a与XB、Y的自由组合发生在减数第一次分裂后期，C错误；D．在减数第一次分裂后期，初级精母细胞中同源染色体分离，非同源染色体自由组合，染色体数目不变，D错误。故选B。5．蜜蜂无性染色体，其性别决定于染色体的组数。蜂王（2n）是雌性，由受精卵发育而来，减数第一次分裂产生细胞a和b，细胞b经减数第二次分裂产生细胞b1和b2；雄蜂（n）是由未受精的卵细胞发育而来的，减数第一次分裂产生细胞c（无染色体）和d，d经减数第二次分裂产生细胞d1和d2。不考虑蜜蜂减数分裂过程中的突变，下列说法正确的是（）14
A．细胞a和b中的核DNA数目相同，遗传信息也相同B．细胞b和d中的染色体数目相同，遗传信息也相同C．细胞b1和d1中的DNA数目相同，但遗传信息不同D．细胞d1和d2中的核DNA数目相同，但遗传信息不同【答案】C【解析】A．分析题意可知，蜂王是正常的二倍体个体，由于同源染色体分离，其减数第一次分裂产生的细胞a、b中核DNA数目相同，但遗传信息一般不同，A错误；B．细胞b是蜂王减数第一次分裂分裂产生的细胞，d是由未受精的卵细胞发育减数第一次分裂而来的（含有卵细胞的全部染色体），其染色体数目与b相同，但遗传信息不同，B错误；C．细胞b1和d1都含有n条染色体，两种细胞的核DNA数目相同，但遗传信息不同，C正确；D．d经减数第二次分裂产生细胞d1和d2，其本质是着丝点分裂，姐妹染色体单体分离所致，两个细胞的核DNA数目和遗传信息都相同，D错误。故选C。6．某科研小组对蝗虫精巢切片进行显微观察，测定不同细胞中的染色体数和核DNA数，结果如图甲所示。图乙、图丙和图丁为精巢中某些细胞分裂示意图中部分染色体的行为、数量变化。下列叙述正确的是（）A．图甲中a代表精细胞或卵细胞B．图甲中b可能含有0或1条X染色体C．图甲中一定含有同源染色体的是c、d、e、gD．图甲中能分别代表图乙、图丙和图丁的是g、f和b【答案】B【解析】A．该实验是蝗虫精巢切片的显微观察，图甲中a的核DNA数目和染色体数目均为N，代表精细胞或精子，A错误；B．图甲中b处于减数第二次分裂前期和中期，此时细胞中无同源染色体，含有0条或1条X染色体，B正确；C．图甲中c可能处于减数第二次分裂后期，此时不含同源染色体，C错误；D．图甲中能分别代表图乙和图丙所处时期的是g、f，即有丝分裂后期和减数第一次分裂后期，代表图丁的为c，即减数第二次分裂后期，D错误。故选B。14
7．“人类对DNA是遗传物质的探索”中格里菲思、艾弗里、蔡斯和赫尔希等人的实验起了关键性作用，下列叙述正确的是（）A．加热杀死的S型细菌不引起小鼠死亡的原因是高温破坏了S型细菌的蛋白质和DNAB．艾弗里用S型菌的DNA与R型菌混合培养，只有少量R型菌转化为S型菌C．标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体D．35S标记的噬菌体侵染实验中因保温时间过短导致沉淀物中有少量的放射性【答案】B【解析】A．加热会破坏S型细菌的蛋白质，而非DNA，A错误；B．艾弗里用S型菌的DNA与R型菌混合培养，在死亡的小鼠内可分离到R型菌和S型菌，转化过程中只有少量R型菌转化为S型菌，B正确；C．噬菌体没有细胞结构的生物，不能独立生存，故标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的大肠杆菌培养噬菌体，C错误；D．35S标记的噬菌体侵染实验中因搅拌不充分导致沉淀物中有少量的放射性，D错误。故选B。8．微卫星DNA是由多个核苷酸组成的串联重复片段，广泛分布于真核生物基因组中，由于重复单位的重复次数在个体间呈高度特异性，因此微卫星分子是普遍使用的DNA分子标记。下列说法错误的是（）A．ATTGACTGACTGACTGACTGACC序列中包含微卫星分子序列B．可用这种特殊标记进行物种多样性的研究C．串联重复片段重复次数越多，合成的蛋白质分子质量就越大D．用于亲子鉴定的微卫星DNA应具有不易发生变异的特点【答案】C【解析】A．结合题意“重复单位的重复次数在个体间呈高度特异性，因此微卫星分子是普遍使用的DNA分子标记”可知，ATTGACTGACTGACTGACTGACTGACTGACC序列中存在串联重复片段TGAC，包含微卫星分子序列，A正确；B．因为微卫星DNA的重复单位的重复次数在个体间呈高度特异性，因此可用这种特殊标记法进行物种多样性的研究，B正确；C．串联重复片段的重复次数并不能决定合成蛋白质的分子质量，这要取决于该DNA转录成的mRNA，C错误；D．用于亲子鉴定的微卫星DNA必须在个体间呈高度特异性且不易发生变异，因为只有这样才能稳定地区分开个体之间的血缘关系，D正确。故选C。9．将1个DNA双链都被15N标记的大肠杆菌放到只含14N的培养基中培养，然后在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，通过密度梯度离心技术将15N15N-DNA、14N14N-DNA、15N1414
N-DNA分开。因DNA能够强烈地吸收紫外线，用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带。假定1个DNA分子共含有m个碱基，其中有a个胸腺嘧啶，下列相关叙述正确的是（）A．通常第2次复制后感光胶片上仍有15N15N-DNA的条带B．感光胶片上记录DNA条带的位置是因15N具有放射性C．第n次复制需要游离的胞嘧啶的数目是2n-2（m－2a）D．复制后的DNA分配到两个子细胞时遵循基因分离定律【答案】C【解析】A．第二次复制后，最初的DNA的两条被15N标记的单链分别进入两个子代大肠杆菌，故只剩14N14N-DNA和15N14N-DNA，A错误；B．因为DNA能够强烈地吸收紫外线，所以用紫外光源照射离心管，透过离心管在感光胶片上记录DNA带的位置就可以显示出离心管内不同密度的DNA带，B错误；C．一个DNA中共有m个碱基，a个胸腺嘧啶，所以含有胞嘧啶（m/2－a）个，复制n－1次有胞嘧啶2n-1（m/2－a）个，由于半保留复制，第n次复制需要游离的胞嘧啶的数目与复制n－1次的胞嘧啶数量一样多，是2n-1（m/2－a）=2n-2（m－2a），C正确；D．复制后的DNA在一条染色体上，分配到两个子细胞时着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，且大肠杆菌为原核生物，不遵循基因分离定律，D错误。故选C。10．某些细菌在第一次被噬菌体侵染时，Cas2基因会表达出Cas2（某种核酸内切酶），该酶能随机切断入侵的噬菌体DNA，并将切下的DNA片段插入到CRISPR中；当细菌再次被同种噬菌体侵染时，由CRISPR转录产生的crRNA会通过碱基互补配对方式将Cas9（另一种核酸内切酶）准确带到入侵的噬菌体DNA处，并将之切断。其过程如下图所示。下列有关叙述错误的是（）A．过程①需要细菌提供核糖体、核糖核苷酸、氨基酸等B．相比于DNA复制，过程②特有的碱基配对方式是U-AC．Cas2能随机切断入侵的噬菌体DNA双链，说明其没有专一性D．图示细菌清除入侵噬菌体的机理类似于高等动物的特异性免疫【答案】C14
【解析】A．细菌体内发生图中①过程为基因的表达，包括转录和翻译过程，需要细菌提供核糖体（翻译场所）、细菌DNA（转录模板）、转移RNA（运输氨基酸）、核糖核苷酸（转录原料）、氨基酸（翻译原料）、ATP（供能），A正确；B．过程②是指由CRISPR转录产生的crRNA与Cas9（另一种核酸内切酶）碱基互补配对结合，相比于DNA复制，过程②特有的碱基配对方式是U-A，B正确；C．根据题干信息可知：Cas2核酸内切酶能随机切断入侵的噬菌体DNA双链，并没有特异性的识别，但其作用于入侵的噬菌体的DNA，故具有专一性，C错误；D．细菌利用如图所示的CRISPR/Cas分子装置消灭入侵噬菌体的过程，是后天形成的，则相当于高等动物的特异性免疫，D正确。故选C。11．启动子是RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列。调节转录的机制非常多样，其中增强子是DNA上一小段可与蛋白质结合的区域，与特定蛋白质结合之后，基因的转录作用将会加强。增强子不一定接近所要作用的基因，而是序列上相隔很远的位置也有机会相互接触，且增强子的活性具有组织特异性。下列说法错误的是（）A．增强子与其调控的基因序列可能相距很远，但空间上的相互接触可能是由染色质的缠绕决定的B．增强子的基本组成单位是脱氧核苷酸，其与特定蛋白质结合后可能增强启动子活性C．推测血红蛋白基因的增强子只有在红细胞中活性才最高D．阻断启动子的关键位点或利用辅助RNA聚合酶与启动子结合的激活剂均可促进转录【答案】D【解析】A．分析题意“增强子不一定临近所要作用的基因，序列上相隔很远的位置也有机会相互接触”，推测这是通过染色质的缠绕实现的，A正确；B．增强子是DNA上的一小段序列，基本组成单位是脱氧核苷酸，其与特定蛋白质结合后可能增强启动子活性，促进转录，B正确；C．血红蛋白是红细胞的特有表达产物，故推测血红蛋白基因的增强子只有在红细胞中活性才最高，C正确；D．阻断启动子的关键位点会抑制转录，利用增强子的激活剂可促进转录，D错误。故选D。12．拟南芥花的发育受A、B、D三种基因控制。图1为野生型拟南芥（AABBDD）花不同结构相关基因的表达情况。A、B、D三种基因对应存在3类隐性的缺失突变基因a、b和d，导致花器官错位发育。A与D基因一般不能同时表达，若一方发生突变而缺失，则另一方在花的所有结构中都能得以表达。如D基因缺失突变体（AABBdd），其表达的基因与发育结果如图2所示。关于拟南芥花的发育以下说法错误的是（）14
A．野生型拟南芥萼片与花瓣组织中均含有D基因B．基因型为AABBDD与AABBdd的拟南芥之间不能杂交C．基因型为AaBBDd与aabbDd的拟南芥杂交，子代中有1/4的个体不育D．基因型为AABbDd的拟南芥自交，子代有四种表现型的花，则B、D基因独立遗传【答案】D【解析】A．同一个体所有组织细胞来源于受精卵的有丝分裂，所以含有相同的基因，野生型拟南芥萼片与花瓣组织中均含有D基因，A正确；B．据图可知，D基因缺失突变体（AABBdd）缺少花蕊，无法与野生型杂交，B正确；C．据图可知，基因型为AaBBDd与aabbDd的拟南芥杂交，子代中1/4的dd个体不育，C正确；D．基因型为AABbDd的拟南芥自交，子代有四种表现型的花，也可能是B、D基因位于同一对同源染色体上，发生了交叉互换所致，D错误。故选D。二、非选择题13．番茄（2N＝24）具有多种易于区分的相对性状。红花番茄与白花番茄进行杂交，子一代全部为红花，子一代自交，子二代植株中，红花为273株，白花为212株。请分析回答下列问题：（1）番茄植株能进行减数分裂的细胞中，可以观察到______________________个四分体。（2）控制番茄红花和白花的基因遵循的遗传定律是______________________，判断的依据是______________________。子二代的白花中，杂合子的占比为______________________。（3）番茄的圆果（A）对卵圆果（a）为显性，单花序（B）对复花序（b）是显性。对某单花序圆果（AaBb）植株进行测交，后代表现型及比例为单花序圆果∶单花序卵圆果：复花序圆果∶复花序卵圆果＝1∶4∶4∶1。请在图上标出B、b的位置，并解释出现上述测交结果的原因是_______________________________。14
【答案】（1）12（2）自由组合定律子二代植株中，红花为273株，白花为212株，比值接近9∶7，是9∶3∶3∶1的变式4/7（3）；两对基因位于一对同源染色体上，因部分交叉互换导致单花序圆果（AaBb）植株会产生四种比例不为1∶1∶1∶1的配子【解析】（1）联会的一对同源染色体可构成一个四分体，包括2条染色体，番茄的体细胞含有24条染色体，12对同源染色体，因此可观察到12个四分体。（2）子二代表现型的比例273∶212≈9∶7（3+3+1），说明该性状由两对独立遗传的基因控制，满足基因的自由组合定律。若用Aa和Bb表示控制该性状的两对基因，则F1的基因型是AaBb，F1自交产生的F2中A_B_∶A_bb∶aaB_∶aabb=9∶3∶3∶1，其中白花植株A_bb、aaB_和aabb的比例为7/16，白花植株中的杂合子Aabb和aaBb的比例为4/16，所以子二代的白花中，杂合子的占比为4/7。（3）根据单花序圆果植株测交后代表现型和比例为单花序圆果（AB）∶单花序卵圆果（aaB）：复花序圆果（Abb）∶复花序卵圆果（aabb）＝1∶4∶4∶1，可知两对基因不符合自由组合定律，根据测交后代的表现型分离比可推出F1产生配子的类型和比例为AB∶aB∶Ab∶ab=1∶4∶4∶1，由此推知，这两对基因中A与b基因在一条染色体上，a和B在一条染色体上，因部分发生交叉互换才导致产生的四种配子的比例不为1∶1∶1∶1。两对基因在染色体上的位置图为。14
14．若将家兔（2n=44）的一个精原细胞置于含3H-dNTP（DNA复制的原料）的培养液中，先进行一次有丝分裂再进行一次减数分裂，取减数第一次分裂后期的细胞（甲）和减数第二次分裂后期的细胞（乙）进行观察（细胞分裂过程中未发生交叉互换和基因突变）。回答下列问题：（1）甲细胞中有__________对同源染色体，共有__________种形态，带有3H标记的脱氧核苷酸链占甲细胞中所有脱氧核苷酸链的___________。（2）乙细胞中有___________对同源染色体，共有__________种形态，带有3H标记的Y染色体有__________条。（3）家兔是有性生殖生物，能适应多变的自然环境，在自然选择中进化。有性生殖的优越性体现在__________（答出2点即可）。【答案】（1）22233/4（2）0220或2（3）减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异；受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代呈现多样性【解析】（1）由题可知兔的体细胞染色体数目为44条，则减数第一次分裂后期，染色体数目不变，仍为22对同源染色体，即44条，由于性染色体形态不同，所以共用23种形态，经过一次有丝分裂后有一半的脱氧核苷酸链被标记，而减数分裂也是在含3H-dNTP的培养液中培养的，则在减数第一次分裂后期，共有3/4的脱氧核苷酸链被标记。（2）乙细胞是减数第二次分裂后期的次级精母细胞，经过减数第一次分裂，同源染色体已经分离，其体内不含有同源染色体，所以共有22种形态，经过了着丝粒的分裂，可能具有两条Y染色体（0条X染色体）或者两条X染色体（0条Y染色体），由于是在含3H-dNTP的培养液中培养的，根据DNA的半保留复制，经过一次有丝分裂，再进行减数分裂，则减数第二次分裂后期一半的染色体为全标记一半的染色体为半标记，即带有3H标记的Y染色体有0或2条。（3）在有性生殖过程中，减数分裂形成的配子，其染色体组合具有多样性，导致了不同配子遗传物质的差异；受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的环境，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。15．T2噬菌体和大肠杆菌是分子遗传学的重要研究材料。当T2感染大肠杆菌后，会抑制细菌DNA的复制和表达。20世纪50年代，“谁是DNA和蛋白质之间的遗传信使”14
存在两种学说：克里克认为核糖体中稳定的rRNA就是信使，简称为“rRNA假说”。1948年有科学家报道，当噬菌体侵染细菌后会立即产生大量不稳定的RNA，且位于核糖体处合成蛋白质。布伦纳等科学家据此认为rRNA不是信使，而是另一种新的信使RNA，简称为“mRNA假说”，并设计如图所示实验进行检验。第一步：将大肠杆菌在含15N、13C、31p-U（尿嘧啶）的培养基培养若干代，提取部分大肠杆菌核糖体，进行密度梯度离心，在靠近离心管A底部的位置有一条核糖体带。第二步：将大肠杆菌转移到含14N、12C、32P-U培养基中培养，同时加入噬菌体侵染大肠杆菌。然后提取大肠杆菌细胞中的核糖体进行离心，通过观察离心管B中核糖体的带数和放射性的有无来确定支持哪个假说成立。最终的实验结果支持了布伦纳等团队的“mRNA假说”。请回答下列问题：（1）步骤1中将大肠杆菌在含15N、13C、31p-U的培养基培养若干代的目的是____________。（2）根据“mRNA假说”，布伦纳推断：T2侵染细菌后新合成的mRNA应该与侵染前细菌的核糖体（简称旧核糖体）结合在一起合成蛋白质，则“第二步”离心只能得到一条核糖体带，且有放射性。有放射性的原因是____________。（3）根据“rRNA假说”，T2侵染后应先合成新的rRNA组建成核糖体然后再合成蛋白质，则“第二步”离心后得到的结果：①有几条核糖体带？②核糖体带有无放射性?请绘制和标注在答题卡的离心管图上_____________。（4）1952年，赫尔希和蔡斯以T2侵染大肠杆菌的同位素标记实验的方法确证了“遗传物质是DNA”的结论，支持该结论的重要实验结果是____________。【答案】（1）使核糖体中的蛋白质和RNA被15N、13C、31P-U等原料充分渗入）（2）新合成的mRNA以32P-U为原料14
（3）（4）子代噬菌体只含有32P，不含35S【解析】（1）步骤1中将大肠杆菌在含15N、13C、31p-U的培养基培养若干代的目的是使核糖体中的蛋白质和RNA被15N、13C、31P-U等原料充分渗入，以便于噬菌体侵染后大肠杆菌中的核糖体进行对比。（2）根据“mRNA假说”，布伦纳推断：T2侵染细菌后新合成的mRNA应该与侵染前细菌的核糖体（简称旧核糖体）结合在一起合成蛋白质，则“第二步”离心只能得到一条核糖体带，且有放射性。有放射性的原因是32P-U参与噬菌体DNA的转录过程，新合成的mRNA以32P-U为原料。（3）根据“rRNA假说”，T2侵染后应先合成新的rRNA组建成核糖体然后再合成蛋白质，则“第二步”离心后，有旧核糖体和新核糖体对应的两条核糖体带，且新合成的核糖体含有14N、12C、32P-U，密度较轻且带有放射性。（4）1952年，赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记两组T2噬菌体的DNA和蛋白质外壳，用两组噬菌体分别侵染大肠杆菌，发现子代噬菌体只含有32P，不含35S，确证了“遗传物质是DNA”的结论。16．免疫排斥是由细胞膜上的组织抗原决定的。当新移入的器官中含有移植对象（接受器官的个体）体内不存在的抗原时，移植器官会被排斥。已知细胞膜上的组织抗原是由两对基因A/a、B/b决定。（1）据图分析，基因控制免疫排斥这一性状的方式是_______________________________，其中基因A和基因B的根本区别是__________。（2）研究发现，将基因型为Aabb的器官移植给基因型为AAbb和aabb个体后均存在免疫排斥，原因是Aabb的器官细胞膜上存在的抗原种类有__________。14
（3）将小鼠M（aaBB）和小鼠N（AAbb）杂交后得到F1，F1自由交配得到F2，若F2中能接受F1器官的个体所占的比例为_____，说明两对基因位于一对同源染色体上，且不发生交叉互换；若F2中能接受F1器官的个体所占的比例为_____，说明两对基因位于两对同源染色体上。【答案】（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物体的性状碱基排列顺序不同（2）甲和乙（3）1/23/8【解析】（1）据图分析，基因A、a、B通过表达合成相关酶促进前体物质转化为特定的抗原，基因是通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物免疫排斥这一性状。基因是具有遗传效应的DNA片段，不同基因之间的根本区别是DNA中碱基排列顺序不同。（2）基因型为AAbb个体器官表面仅存在抗原甲，基因型为aabb的个体器官表面仅存在抗原乙，基因型为Aabb的器官无法移植到上述两个个体，原因是该器官表面同时存在抗原甲和抗原乙。（3）小鼠M（aaBB）和小鼠N（AAbb）杂交后得到F1，F1的基因型为AaBb，器官表面存在抗原乙和抗原丙。F1自由交配得到F2，F2能接受F1的个体必须同时含有基因A、a、B，即基因型为AaB_，若两对基因位于同一对同源染色体上，则F2中AaB_的比例为1/2（A与b连锁，a与B连锁），若两对基因位于两对同源染色体上，则F2中AaB_的比例为3/8（Aa为1/2，B_为3/4，两者相乘）。17．如图所示，野生型柳穿鱼的花为两侧对称花；突变型柳穿鱼的花为辐射对称花。研究人员将野生型柳穿鱼与突变型柳穿鱼进行杂交，F1均表现为两侧对称花。回答下列问题：（1）若将F1自交，F2的表现型及比例为野生型∶突变型=______，则该性状的遗传符合基因的分离定律。科研人员发现实验结果比例与预期不符，F2中两侧对称花与亲代的两侧对称花也不完全相同，而是可以明确区分为多种不同的形态。（2）14
金鱼草也会开两侧对称和辐射对称两种花（如上图）。已有研究表明金鱼草花的对称类型由cyc基因控制。为探究柳穿鱼中是否也存在类似的基因，可用运用______技术对柳穿鱼DNA进行检测。研究人员在柳穿鱼DNA中找到了与cyc基因相似度高达87%的核苷酸序列，命名为Lcyc基因。（3）研究人员对比了野生型和突变型柳穿鱼的Lcyc基因的碱基序列，发现两者Lcyc基因的编码序列是完全一致的。研究人员推测可能是Lcyc基因的表达情况不同导致两者性状不同，为证实该推测，还需要对两者发育过程中的______（填物质）进行检测。（4）研究人员检测到突变型柳穿鱼的Lcyc基因均未表达，证实了以上推测后，进一步用HindⅢ和PstⅠ两种限制酶对亲代和F2柳穿鱼Lcyc基因进行酶切分析。Lcyc基因中两种限制酶的酶切位点如图1所示；野生型（+）和突变型（P）柳穿鱼Lcyc基因酶切后的电泳结果如图2所示。分析实验结果，与野生型柳穿鱼相比，可知突变型柳穿鱼Lcyc基因中______（填“HindⅢ”、“PstⅠ”或“HindⅢ和PstⅠ”）酶切位点没有被切开。DNA分子发生甲基化，即在胞嘧啶上连接上甲基，使一些限制酶无法对甲基化的位点进行切割，同时导致基因无法表达。（5）综上信息，柳穿鱼出现辐射对称花的分子机制是______。【答案】（1）3∶1（2）DNA测序（3）RNA和蛋白质（4）PstⅠ（5）由于Lcyc基因内部PstⅠ酶切位点发生甲基化，导致基因无法正常表达。【解析】（1）基因分离定律是指一对性状由一对等位基因控制，若F1自交，后代表现型比例为3:1则可判定花型性状符合基因分离定律。14
（2）检测DNA序列的技术是DNA测序技术，即对柳穿鱼DNA进行检测以便确定柳穿鱼细胞中是否存在该基因。（3）基因的编码序列一致但表达情况不同可能是转录和翻译过程出现问题，因此需要用分子杂交技术和抗原--抗体杂交技术进一步检测mRNA的相关的蛋白质是否出现。（4）图2中野生型有四个条带分别是2.4、2.2、0.7、0.5，而突变型只有一个2.4的条带，说明突变型中PstⅠ位点失活，没有被酶切成功。（5）若DNA分子发生甲基化会使一些限制酶无法对甲基化的位点进行切割，同时导致基因无法表达，因此柳穿鱼出现辐射对称花的分子机制是由于Lcyc基因内部PstⅠ酶切位点发生甲基化，导致基因无法正常表达。14
