细胞分裂中的同位素标记习题讲解

放射性同位素标记和荧光标记与细胞增殖典例剖析通过以同位素标记或荧光标记等技术为措施，来研究DNA分子复制与细胞增殖的关系，该类试题难度很大，是“教”和“学”过程中经常遇到的难点之一。在教学过程中，本人结合教学实际，采用绘图直观分析与讲解相结合的方法，克服了这一难点，收到了良好的效果。一、荧光标记与细胞增殖1（2009年江苏生物，15）对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是()A若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点B若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点C若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点D若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点【解析】 本题的解题关键是理解四分体的组成。在减数第一次分裂的前期，复制后的同源染色体联会形成四分体，因此，1对等位基因复制后会在同源染色体相同位点上得到4个基因，染色后呈现相同颜色的4个荧光点。因此，这2对基因若位于1对同源染色体上，则该四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点；这2对基因若分别位于2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色荧光点，另1个四分体中出现4个绿色荧光点。【答案】 B2.（2011安徽合肥二模）在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是A.时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个B.时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个C.时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个D.图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常【解析】 细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂间期，染色体完成复制，姐妹染色单体形成，此时的每条染色体均为由一个着丝点连接的两条姐妹染色单体组成，因此，处于有丝分裂前期、中期和后期的细胞中，以及初级精母细胞中，都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个。故C正确。有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体消失，成为两条子染色体，染色体平均分为两组移向两极，每一极都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个，故A错误。减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此分离，所形成的每个次级精母细胞中仅含有一个染色体组，因此，应含有红或黄、蓝或绿色荧光点，各2个。减数第二次分裂后期，着丝点分裂，每一极都有红或黄、蓝或绿色荧光点，各1个，故B错误。正常情况下，减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此分离，其上的等位基因彼此分离，位于非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成基因型AB、ab或Ab、aB的两个次级精母细胞，最终形成基因型为AB、ab或Ab、aB的精细胞，各2个。若减数第一次分裂正常，而减数第二次分裂不正常，则可能会形成基因型为A、ABB、ab、ab或其他异常基因型的精细胞。可见图中基因型ABb精细胞的产生是由于减数第一次分裂异常所致，其原因可能是，减数第一次分裂后期，同源染色体A、a正常分离，而同源染色体B、b未正常分离，从而进入到同一个次级精母细胞中，形成了基因型a和ABb两种次级精母细胞；而减数第二次分裂正常，从而形成基因型为ABb、a的精细胞，各2个。故D错误。【答案】 C【变式1】 （2011福建泉州五中模拟）在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是A. 时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个 B. 时期的细胞中向每一极移动的都有红、黄、蓝、绿色荧光点， 各1个 C. 图中所示的这个精原细胞产生的另三个精细胞的基因型为a、a、ABb D. 图中时期和时期的细胞都可发生A与A的分离和A与a的分离【解析】 细胞有丝分裂间期或减数第一次分裂间期，染色体完成复制，姐妹染色单体形成，此时的每条染色体均为由一个着丝点连接的两条姐妹染色单体组成，因此，处于有丝分裂前期、中期和后期的细胞中，以及初级精母细胞中，都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个。有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体消失，成为两条子染色体，染色体平均分为两组移向两极，每一极都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个，故A错误。减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此分离，所形成的每个次级精母细胞中仅含有一个染色体组，因此，应含有红或黄、蓝或绿色荧光点，各2个。减数第二次分裂后期，着丝点分裂，每一极都有红或黄、蓝或绿色荧光点，各1个，故B错误。图中基因型ABb精细胞的产生是由于减数第一次分裂异常所致，其原因是，减数第一次分裂后期，同源染色体A、a正常分离，而同源染色体B、b未正常分离，从而进入到同一个次级精母细胞中，形成了基因型a和ABb两种次级精母细胞；而减数第二次分裂正常，从而形成基因型为ABb、a的精细胞，各2个。故C正确。有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体消失，成为两条子染色体，染色体平均分为两组移向两极。因此会发生A与A、a与a、B与B、b与b的分离。有丝分裂分裂过程中，不存在同源染色体的联会和分离现象，不可能发生A与a、B与b的分离。减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此分离，其上的等位基因彼此分离，即发生A与a、B与b的分离；减数第二次分裂后期，着丝点分裂，发生A与A（或a与a）、B与B（或b与b）的分离。故D错误。【答案】 C【变式2】 在荧光显微镜下观察被标记的小鼠的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色，两对基因位于两对常染色体上。下列不合理的是( )A视野中可以观察到3种不同特征的分裂中期的细胞B初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿荧光点，各2个C次级精母细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿荧光点，各1个D若产生的精细胞中观察到3上荧光点，则最可能发生了染色体变异【解析】 小鼠的精巢中，可进行有丝分裂和减数分裂，故A正确。细胞分裂间期，染色体复制完成，此时的每条染色体均含有两条姐妹染色单体，因此，处于有丝分裂前期、中期和后期的细胞中，以及初级精母细胞中，都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个。故B正确。减数第一次分裂后期，联会的同源染色体彼此分离，所形成的每个次级精母细胞中仅含有一个染色体组，因此，应含有红或黄、蓝或绿色荧光点，各2个。减数第二次分裂后期，着丝点分裂，每一极都有红或黄、蓝或绿色荧光点，各1个，故C错误。若产生的精细胞中观察到3上荧光点，如图中基因型ABb精细胞。其形成的原因是由于减数第一次分裂异常所致：即减数第一次分裂后期，同源染色体A、a正常分离，而同源染色体B、b未正常分离，从而进入到同一个次级精母细胞中，形成了基因型a和ABb两种次级精母细胞；而减数第二次分裂正常，从而形成基因型为ABb、a的精细胞，各2个。该变异属于染色体数目变异，故D正确。【答案】 C着丝点分裂复制AB一条染色体一条染色体包含两条染色单体两条完全相同的染色体【知识点拨】 解答该类问题时，必须首先弄清楚DNA分子的复制是半保留复制；其次，需要理解染色体、染色单体、DNA数量的关系；第三，充分理解细胞有丝分裂和减数分裂的过程。（1）细胞分裂间期染色体复制，形成了染色单体，此时的两条染色单体由一个着丝点相连，称为一条染色体，此时，染色体:染色单体:DNA=1:2:2。（2）具有两条染色单体的染色体，着丝点分裂后染色单体消失，称为两条子染色体，此时，染色体:染色单体:DNA=1:0:1。二、放射性同位素标记与细胞增殖1（2010山东理综，7）蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是A每条染色体的两条单体都被标记B每条染色体中都只有一条单体被标记C只有半数的染色体中一条单体被标记D每条染色体的两条单体都不被标记【命题立意】 考查DNA复制与放射性同位素标记法的综合【解析】 由于DNA分子的复制方式为半保留复制，在有放射性标记的培养基中一个细胞周期后，每个DNA分子中有一条链含放射性。继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，所以DNA分子一半含放射性，一半不含放射性，每个染色单体含一个DNA分子，所以一半的染色单体含放射性。【答案】 B2（2006北京理综，4）用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转人不含的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被标记的染色体条数分别是A中期20和20、后期40和20 B中期20和10、后期40和20C中期20和20、后期40和10 D中期20和10、后期40和10【命题意图】 细胞有丝分裂过程中程中DNA 和染色体的数目变化，考查学生的综合运用能力。【解析】 体细胞的分裂方式是有丝分裂，子细胞与母细胞染色体数目相等。用32P标记了DNA分子双链，则细胞内20条染色体的DNA分子双链均被标记。第一次细胞分裂结束后，两个子细胞中的每个染色体的每个DNA分子均有一条链被标记。在第二次细胞分裂时，中期染色体数为20条，均含有被标记的DNA分子，含有40条染色单体（其中含有被标记DNA分子的染色单体为20条）；后期由于着丝点分裂，染色体数数目加倍为40条，含有被标记DNA分子的染色体为20条。【答案】 A【常见错误分析】 细胞分裂方式判断错误。有丝分裂过程中染色体数目变化和DNA半保留复制分析不准确。【变式1】 用32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的后期，一个细胞中被32P标记的染色体数是（ ）A0条 B10条 C20条 D40条【解析】 在细胞分裂间期，DNA进行复制，由于实在不含32P的培养中，复制出来的DNA不含32P，因此，在第一次分裂结束后，每一个子细胞的20条染色体是由10条含32P和10条不含32P的。在第二次分裂，间期DNA复制，原本10条32P的染色体现在为20条，在第二次分裂的后期，着丝点已经分离，但细胞还未分为两个，所以32P的染色体还是20条。【答案】 C3(2011黄冈)如果将含有1对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N标记，并提供14N的原料，则该精原细胞产生的四个精子中没有放射性同位素15N的有()A0个 B1个C2个 D4个【解析】根据题意，复制后的一对同源染色体的四个DNA分子中的每个DNA分子的一条链上都含有放射性同位素，故产生的四个精子均含有放射性同位素。本题选择A项。【答案】A4.现将含有两对同源染色体且核DNA都已用32P标记的一个细胞，放在不含32P的培养基中培养，若该细胞连续进行4次有丝分裂，则含32P的子细胞数量最少和最多分别是(不考虑交叉互换) ()来源:学#科#网A.2，16 B.2，8 C.4，8 D.4，16【解析】 两对同源染色体含32P的DNA单链有8条，复制形成的每个染色单体都有一个DNA单链被32P标记，第一次分裂后形成的两个细胞都含有32P标记的四条单链，每个细胞再经过连续3次有丝分裂，分别带有32P的四条单链随机进入到8个子细胞中，因此含32P的细胞最少数是2，最多数是8。【答案】 B5(2010启东模拟)某科学家用含32P的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，测得一个细胞中放射性含量变化如右图。下列判断不正确的是 ()ACF不能表示一个细胞周期，但可用它计算一个细胞周期的时间BAB可表示DNA散乱分布于纺锤体中央C在细胞质中不可能检测到放射性D着丝点分裂出现在BC和EF段【解析】 由题干可获取的主要信息有：32P标记蚕豆根尖有丝分裂中DNA分子含量变化。放射性含量是一个细胞内的变化情况，而不是细胞群体的放射性。间期进行物质合成，放射性开始增加，间期结束，放射性达最大，至分裂为两个子细胞，子细胞的放射性同原细胞基本相同。解答本题应先根据一个细胞内放射性变化情况判断细胞周期及其各个时期，再逐项分析。AD或DG表示一个完整的细胞周期，CF从时间上等同于一个细胞周期持续的时间，但不能表示一个细胞周期，故A项正确；AB段，放射性增大至最大，表示DNA散乱分布于纺锤体中央过程，故B项正确；线粒体中含有DNA，因此在细胞质中也能检测到放射性，故C项错误；BC段和EF段中放射性不变化，说明DNA含量未变，可表示前期、中期和后期，故D项正确。【答案】 C6如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用15N标记，并只供给精原细胞含14N的原料，则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中（不考虑交叉互换现象），含15N、14N标记的DNA分子的精子所占比例依次为()A100%、0 B50%、50% C50%、100 D、100%、100%【解析】 因为DNA 是半保留复制，在精原细胞复制形成初级精原细胞的时候，含15N的DNA 双连打开，所以复制后形成的DNA中都是一条含14N的连和另外一条含15N的链，所以最后形成的四个精子中都是含有15N、14N标记的DNA分子的精子。【答案】 D7将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含3H的培养基中培养，经过连续两次细胞分裂。下列有关说法正确的是（ A若进行有丝分裂，则子细胞含3H的染色体数一定为NB若进行减数分裂，则子细胞含3H的DNA分子数为N/2C若子细胞中有的染色体不含3H，则原因是同源染色体彼此分离D若子细胞中染色体都含3H，则细胞分裂过程中可能发生基因重组【解析】 DNA分子的复制是半保留复制。复制后，每个DNA分子中有一条链含3H。若进行有丝分裂，则第一次分裂后所形成的子细胞中，含3H的染色体数均为2N，但每条染色体的DNA分子的两条链均为杂合（3H1H）；继续在无放射性的培养基中培养时，由于DNA的半保留复制，每条染色体的一条染色单体上DNA分子的两条链为杂合的3H1H，另一条染色单体上DNA分子的两条链为纯合的1H1H，即一半染色单体含放射性，或者说含3H的染色体数共有2N，但有丝分裂后期，着丝点分裂，姐妹染色单体成为子染色体后，子染色体的分离具有随机性，因此，含3H的染色体数进入同一个子细胞的数量为02N。故A项错误。若进行减数分裂，则染色体复制一次，细胞连续分裂两次。经过减数第一次分裂，次级精母细胞中染色体数目减半，经过减数第二次分裂所形成的子细胞中，含3H的DNA分子数仍为N。故B项错误。若子细胞中有的染色体不含3H，与分裂次数增加，环境中缺乏原料3H有关。故C项错误。若子细胞中染色体都含3H，则可能是在减数第一次分裂的四分体时期，发生了联会的一对同源染色体的非姐妹染色体之间的交叉互换。故D项正确。【答案】 D三、其他特殊标记与细胞增殖1（2010深圳二模）BrdU能替代T与A配对，而渗入新合成的DNA链中。当用姬姆萨染料染色时，不含BrdU的链为深蓝色，含BrdU的链为浅蓝色。现将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养，下图ac依次表示加入BrdU后连续3次细胞分裂中期，来自1条染色体的各染色体的显色情况（阴影表示深蓝色,非阴影为浅蓝色）。有关说法正确的是abc加BrdUA1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于2条染色体上Bb图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdUC1个染色体形成2条染色单体时，DNA还没有复制 Dc图中有2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含BrdU 【解析】A项错误，当每次分裂结束后，1个DNA复制3次所产生的8个DNA分别位于8条染色体上；B项正确，b图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdU，而 1个DNA的其中一条脱氧核苷酸链含BrdU，另一条脱氧核苷酸链不含BrdU；C项不正确，每条姐妹染色体含有两个染色单体，且含有两个DNA；D项错误，c图中有8个DNA，其中有6个DNA的所有脱氧核苷酸链含BrdU，2个DNA的一条脱氧核苷酸链含BrdU。【答案】 B2科学研究表明：在细胞周期中，染色体的两条姐妹染色单体在相同的位置上可能发生部分交换。某同学为了在显微镜下观察这一现象，便进行研究。收集的资料如下：.将细胞置于含有某种BrdU的培养基中培养，细胞能不断增殖。当DNA散乱分布于纺锤体中央时，BrdU可替代胸腺嘧啶脱氧核苷酸掺入到DNA子链中。.由于BrdU掺入的情况不同，经特殊染色后，着色的深浅也不同。在染色单体中，若DNA的一条单链掺有BrdU则染色后着色深；若DNA的两条单链都掺有BrdU，则使DNA双螺旋程度降低，染色后着色浅。.将处于细胞周期中的中期细胞进行常规制片，经特殊染色后在显微镜下可观察到每条染色体的姐妹染色单体的着色情况。根据资料该同学用洋葱根尖分生区细胞进行了如下实验操作。请回答下列问题：(1)完成实验：配制培养基：在普通细胞培养基中添加BrdU。培养：_。制片：_。观察：用显微镜观察不同细胞中染色体的着色情况。(2)实验分析：下列哪项不是本实验所运用的原理()ADNA的半保留散乱分布于纺锤体中央 B植物的组织培养C染色体被染色剂着色 D细胞分化在显微镜下可观察到第二个细胞周期中期的染色体的现象是_。若要观察姐妹染色单体是否发生交换，最好选择第二个细胞周期中期的细胞，请描述可能观察到的现象：_。如果染色体的两条姐妹染色单体之间发生部分交换，通常对生物的遗传是否有影响？_。请简述理由：_。【解析】 将细胞在含有某种BrdU的培养基中培养，观察细胞分裂中期时每条染色体的姐妹染色单体的颜色，根据颜色情况做出推断。由于DNA分子的半保留散乱分布于纺锤体中央，第一个细胞周期中期时，每条染色体的两条姐妹染色单体全部是着色深的(DNA中只有一条单链掺有BrdU)；到第二个细胞周期中期时，每条染色体的两条姐妹染色单体，其中一条染色较深 (DNA中只有一条单链掺有BrdU)，另一条染色较浅(DNA的两条单链都掺有BrdU)。【答案】 (1)将洋葱根尖分生区细胞离体置于含BrdU的培养基上，在适宜的条件下培养一段时间取不同时期的细胞经特殊染色后，制片(2)D每条染色体的两条姐妹染色单体，其中一条染色较深，另一条染色较浅如果发生姐妹染色单体交换，则可观察到在染色体染色较深的染色单体上有染色较浅的部分，而相对应的染色较浅的染色单体上有染色较深的部分没有因为两条姐妹染色单体是由一条染色体散乱分布于纺锤体中央而来，交换的部分控制性状的基因相同绘图法解决生物学问题绘图法具有直观、清晰、便捷的特点，许多生物学问题都可以采用这种方法。例如，DNA复制和细胞分裂是高中生物教材中较难的两个知识点，也是历年来高考命题的焦点。笔者根据多年的教学经验，采用绘图法可以帮助学生很方便快捷地解决这类问题。1 绘制有丝分裂过程图。见图一1 2亲代细胞有丝分裂子代细胞15N 14N 15N 14N1 215 14 15 14 15 14 15 1415N 15N 15N 15N1 214N原料间期复制图一15N 14N 15N 14N1 2注: 表示细胞中一对同源染色体上的两个双链DNA分子，并用15N作标记。1 215N 15N 15N 15N 通过绘图，可以直观地看出：一个细胞经过一次有丝分裂，产生了两个子细胞。每个子细胞和亲代细胞一样都含有相同数目的染色体，并且每个细胞中的每一条染色体上的DNA分子都保留了亲代细胞DNA分子的一条链，体现了DNA分子半保留复制的特点。2 绘制减数分裂过程图。见图二注: 表示细胞中一对同源染色体上的两个双链DNA分子，并用15N作标记。1 215N 15N 15N 15N减数第一次分裂性原细胞1 215 14 15 14 15 14 15 1415N 15N 15N 15N1 214N原料初级性母细胞间期115N 14N 15N 14N215N 14N 15N 14N次级性母细胞减数第二次分裂图二15N 14N 15N 14N 子细胞15N 14N 15N 14N 通过绘图，可以直观地看出：一个性原细胞经过减数分裂，产生了四个子细胞。每个子细胞的染色体数目较性原细胞减少了一半，并且每个子细胞中的每条染色体上的DNA分子都保留了性原细胞DNA分子的一条链，即半保留复制。3 实例解析例题1、（2006北京理综卷）用P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体数和被P标记的染色体数分别是（ ）A、中期20和20、后期40和20 B、中期20和10、后期40和20C、中期20和20、后期40和10 D、中期20和10、后期40和10解析：根据题意，用P标记DNA分子的双链，在第一次细胞分裂中，相当于DNA进行了一次复制，此时每一个染色体含有两条染色单体，即两个DNA分子，每个DNA分子都有放射性P。进行第二次细胞分裂，等于新产生的两个子细胞再复制一次，到达中期时的每个染色体含有两条姐妹染色单体，其中一条有放射性P，一条没有，但就整个染色体来说，仍然有放射性。到了后期，着丝点分裂，染色单体分开变成染色体，染色体数目加倍，而具有放射性P的染色体仍只有20条。因此答案为：A例题2、（2006湖北武汉一模）如果将含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用N标记，并只供给精原细胞含N的原料，则该细胞进行减数分裂产生的四个精子中，含N、N标记的DNA分子的精子所占比例依次为（ ）A、100% 0 B、50% 50% C、50% 100% D、100% 100%解析：根据图二所示，精原细胞在减数分裂形成精子的过程中，首先要通过复制，含有一对同源染色体的精原细胞的两个DNA分子都用N 标记，只供给N 的原料，则复制后的每条染色体含有两条染色单体，每条染色单体的每个DNA分子的一条链含N 、一条含N 。经减数第一次、第二次分裂形成的四个精子中的每个DNA分子都含有N和N标记的链条。因此答案为：D27.（18分）100年来，果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。请根据以下信息回答问题：(1)黑体残翅雌果蝇与灰体长翅果蝇杂交，F1全为灰体长翅。用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只，黑体残翅198只。如果用横线（）表示相关染色体，用A、a和B、b分别表示体色和翅型的基因，用点（ ）表示基因位置，亲本雌雄果蝇的基因型可分别图示为 和 。F1雄果蝇产生的配子的基因组成图示为 。 (2)卷刚毛弯翅雌果蝇与直刚毛直翅雄果蝇杂交,在F1中所有雌果蝇都是直刚毛直翅,所有雄果蝇都是卷刚毛直翅。控制刚毛和翅型的基因分别位于 和 染色体上（如果在性染色体上，请确定出X或Y），判断前者的理由是 。控制刚毛和翅型的基因分别用D、d和E、e表示，F1雌雄果蝇的基因型分别为 和 。F1雌雄果蝇互交，F2中直刚毛弯翅果蝇占的比例是 。 (3)假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应（胚胎致死），无其他性状效应。根据隐形纯合体的死亡率，隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。有一只雄果蝇偶然受到了X射线辐射，为了探究这只果蝇X染色体上是否发生了上述隐性致死突变，请设计杂交实验并预测最终实验结果。实验步骤： ； ； ；结果预测： 如果 ，则X染色体上发生了完全致死突变； 如果 ，则X染色体上发生了不完全致死突变； 如果 ，则X染色体没有发生隐性致死突变。【解析】（1）黑体残翅雌果蝇与灰体长翅果蝇杂交，F1全为灰体长翅，说明灰、长是显性。用F1雄果蝇进行测交，测交后代只出现灰体长翅200只，黑体残翅198只，说明灰、长基因位于一条染色体上，黑、残基因位于另一条染色体上。（2）刚毛的遗传和性别有关，且所有子代雌蝇的刚毛都和亲代雄蝇表型一致，所有子代雄蝇的刚毛都和亲代雌蝇表型一致，所以控制刚毛的基因在X染色体上；而翅型的遗传和性别无关，因此控制翅型的基因位于常染色体上。题中所述实验图解如下：P： XdXdee XDYEE 卷刚毛弯翅雌果蝇 直刚毛直翅雄果蝇 F1： XDXdEe XdYEe直刚毛直翅雌果蝇 卷刚毛直翅雄果蝇 F1互交F2：1/8直刚毛弯翅果蝇：1/16XDXdee、1/16XDYee（3）注意题目要求是通过“设计杂交试验来探究是否发生突变”，就不要再考虑检测基因突变的其他手段。采用假设演绎法：先假定受辐射的这只雄果蝇发生了该隐性致死突变，由于该突变基因（设定为a）仅有纯合胚胎致死效应，因此一定要设计出能形成XaY或XaXa型胚胎的杂交组合，才能与未发生突变的情况相区别。而现有的实验材料只有受辐射的这只雄果蝇和其他未受辐射的雌雄果蝇，因此杂交试验的第一步只能是：受辐射的这只雄果蝇与未受辐射的雌果蝇杂交：XaY XAXAXAXa 、 XAY，结果F1还不能出现XaY或XaXa型胚胎；观察容易发现：第二步，让F1雌雄互交就会出现XaY型胚胎（不会出现XaXa型胚胎）；由于XaY型胚胎致死，所以，第三步，应该考虑统计 F2中雄蝇所占的比例。若未发生该突变，该比例应为1/2；若突变完全致死，比例为1/3；若突变不完全致死，比例应介于1/3和1/2之间。相应图解如下： P： XaY XAXA F1： XAXa XAY F1互交F2： XAXA XAXa XAY XaY1 ： 1 ：1 ： 1【答案】（2）X 常刚毛性状与性别有关且每种刚毛性状雌雄均有（或：交叉遗传） XDXdEe XdYee 1/8（3）这只雄蝇与正常雌蝇杂交 F1互交（或：F1雌蝇与正常雄蝇杂交 统计 F2中雄蝇所占比例（或统计F2中雌雄蝇比例）结果预测：. F2中雄蝇占1/3（或F2中雌：雄=2:1）.F2中雄蝇占的比例介于1/3至1/2之间（或F2中雌：雄在1:12:1之间）. F2中雄蝇占1/2（或F2中雌：雄=1:1）例8：用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交（实验条件满足实验要求），F1全部表现为有色饱满，F1自交后，F2的性状表现及比例为：有色饱满73%，有色皱缩2%，无色饱满2%，无色皱缩23%。回答下列问题：（1）上述一对性状的遗传符合_定律。（2）上述两对性状的遗传是否符合自由组合定律？为什么？（3）请设计一个实验方案，验证这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。（实验条件满足实验要求）实验方案实施步骤：_；_；_。该题告诉了杂合体子一代的自交后代表现。结果显示，子二代的每一对相对性状的显隐性之比都3:1，根据规律，可以判定两对性状都是符合分离定律的。但是，当两对性状综合研究是，发现两者并不符合（3:1）2，所以，可以判定为两者并不符合自由组合定律。除了这种办法之外，还可以测交法或者是单倍体培养法。附参考答案（1）基因的分离（2）不符合。因为玉米粒色和粒形的每一对相对性状的分离比为31，两对性状综合考虑，如果符合自由组合定律，F1自交后代分离比应符合9331（3）（方案一）纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代取F1植株与无色皱缩的玉米进行测交收获杂交后代种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合1111，则符合自由组合定律。若四种表现型比例不符合1111，则不符合自由组合定律（方案二）纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代取F1植株的花粉进行植物组织培养，获得单倍体植株幼苗；再用秋水仙素处理幼苗收获种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合1111，则符合自由定律。若四种表现型比例不符合1111，则不符合自由组合定律（方案三）纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代取F1植株自交收获自交后代种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合9331，则符合自由组合定律。若四种表现型比例不符合9331，则不符合自由组合定律。3.某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性，直翅(B)对弯翅(b)为显性，有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性，控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体基因型如图所示，请回答下列问题：(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因的自由组合定律，并说明理由。 。(2)该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为 _。(3)该昆虫细胞有丝分裂后期，移向细胞同一极的基因有_。(4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有 。(5)为验证基因的自由组合定律，可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是 。不遵循，控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上AbD abd或Abd、abDA、a、b、b、D、d有丝分裂后期和减数第二次分裂后期aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd分离定律和自由组合定律的两个“不一定”分析1.两对等位基因控制的性状不一定都遵循自由组合定律如下图中Aa、Bb两对等位基因之间的遗传不遵循自由组合定律。在不发生交叉互换的情况下，AaBb自交后代性状分离比为3：1，在发生交叉互换的情况下其自交后代有四种表现型，但比例不是9:3:3:1。注：一般题目中提到，两对等位基因分别位于两对同源染色体上、两对基因独立遗传。或直接告知满足自由组合定律的情况，可确定两对等位基因满足自由组合定律。实际上只理解分离定律和自由组合定律的实质，就能正确理解是否满足。例1：某生物兴趣小组有一些能够稳定遗传的高茎、豆荚饱满和矮茎、豆荚不饱满两个品系的豌豆，假如你是该兴趣小组的成员，并希望国通遗传学杂交实验探究一些遗传学问题。（1）可以探究的问题有：问题1：控制两对相对性状的基因是否分别遵循孟德尔基因的分离定律。问题2：(1)_（2）请设计一组最简单的实验方案，探究上述遗传学问题：（不要求写出具体操作方法）_；观察和统计F1的性状及比例；保留部分F1种子。_；观察和统计F2的性状及比例（3）实验结果：F1的全部为高茎、豆荚饱满F2的统计数据表现型高茎、豆荚饱满高茎、豆荚不饱满矮茎、豆荚饱满矮茎、豆荚不饱满比例66%9%9%16%（4）实验分析：F2中_，所以高茎和矮茎、豆荚饱满和豆荚不饱满分别是由一对等位基因控制的，并遵循孟德尔的基因分离定律。F2四种表现型的比例不是9:3:3:1,所以控制上述两对相对性状的非等位基因_。（5）实验证明，在F2代的中，能稳定遗传的高茎豆荚饱满的个体和矮茎豆荚不饱满的个体的比例都是16，所以，你假设F1的形成的配子，其种类和比例是_。（D和d表示高茎和矮茎基因；E和e表示豆荚饱满和豆荚不饱满）请设计一个实验验证你的假设，并用遗传图解分析实验预期你认为下列哪一个图解中能正确解释形成重组配子的原因（ ）答案：（1）控制两对相对性状的基因是否分别遵循孟德尔基因的自由组合定律。或控制两对相对性状的基因是否在同一对同源染色体上（是否分别在两对同源染色体上）（2）高茎豆荚饱满的豌豆和矮茎豆荚不饱满的豌豆杂交 F1代个体进行自交（4）高茎：矮茎3：1，豆荚饱满：豆荚不饱满3：1；且有性状的重组现象（两对相对性状的分离比是3:1;且有性状的重组现象） 不遵循孟德尔的基因自由组合定律 （控制两对相对性状的基因在同一对同源染色体上） （5）DE:De:dE:de = 4:1:1:4测交2.符合基因分离定律并不一定出现特定性状分离比原因如下：F2中的3:1的结果必须在统计大量子代后才能得到，子代数目较少时，不一定符合预期的分离比；某些致死基因可能导致遗传分离比变化，如隐性致死、纯合致死、显性致死等。遗传规律的实验验证方法 (1)自交法：F1自交，如果后代性状分离比符合31，则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果后代性状分离比符合9331或(31)n(n2)，则控制两对或多对相对性状的基因位于两对或多对同源染色体上。 (2)测交法：F1测交，如果测交后代性状分离比符合11，则控制两对或多对相对性状的基因位于一对同源染色体上；如果测交后代性状分离比符合1111或(11)n(n2)，则控制两对