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一道类似从性遗传的题目

(2017-10-04 00:03:28)
标签:

高中生物

教育

从性遗传

绍兴市选考科目诊断性

果蝇胚胎发育

分类: 必修二

今年(2017年)9月的绍兴市选考科目诊断性考试生物试题中的第28题涉及到胚胎发育过程中的母性影响,很多同仁讨论了这个题目。具体的题目是这样的:

28.【加试题】在雌果蝇中,胚胎发育所需要的部分养分、蛋白质和mRNA由卵母细胞旁边的营养细胞和滤泡细胞提供。有一个位于常染色体上的基因所产生的mRNA被运送到卵母细胞,从而保证受精后形成的胚胎正常发育,如果此基因发生突变将会导致胚胎畸形而且无法存活。以下叙述正确的是

A.如果此突变是显性的,则突变杂合子雄果蝇和正常雌果蝇交配所生的雌性子代不可以存活

B.如果此突变是显性的,则可观察到存活的突变纯合子个体

C.如果此突变是隐性的,则对于突变杂合子母体所生的雌、雄性胚胎都有一半可正常发育

D.如果此突变是隐性的,两个突变杂合子的个体杂交,子二代中有1/6是突变纯合子

首先这个现象属于胚胎发育过程中母体基因的影响。母体基因是指在卵母细胞成熟过程中,在看护细胞中转录,然后将合成的mRNA运送到卵母细胞的基因。由于这些mRNA翻译合成的蛋白质在早期胚胎发育中调节合子基因的转录,故此将它们称为母体基因。在成熟的未受精的卵细胞中,母体基因转录的mRNA和蛋白质通过建立不同的浓度梯度,帮助卵细胞建立前后轴和背腹轴,即母体基因的产物沿着体轴成浓度梯度分布。某些母体基因合成的蛋白质通过扩散在细胞质中形成不对称分布,使得囊胚中的不同细胞带有不同量的母体基因的蛋白质,造成分化的差异。母体mRNA的产物包括转录激活子(transcriptional activators)、转录抑制因子(transcriptional repressors)以及翻译抑制因子(translational repressors),它们调节不同发育途径,构建不同的组织。果蝇的前后轴很大程度上受biciod nanos基因产物影响。biciod 基因产物是主要的前部形态发生素(anterior morphogen), nanos 基因产物则是主要的后部形态发生素(posterior morphogen)。由看护细胞合成的biciod 基因的mRNA定位于受精卵细胞的前端,与微管结合,不发生翻译。受精后翻译成Bicoid蛋白,并在第七次核分裂时从前端向后扩散,沿A-P轴形成浓度梯度,这为以后的A-P轴模式形成提供了位置信息。Bicoid蛋白是一种转录激活因子,能够激活很多体节基因的表达;同时,Bicoid蛋白也是一种翻译阻遏物,能够使某些基因失活。在胚胎的不同部分Bicoid蛋白的量是不同的,因而调节一些按阈值表达的基因活性,也就是说被调节的基因是转录激活还是翻译阻遏,由所在部位的Bicoid蛋白的浓度阈值决定。如果Bicoid蛋白的浓度梯度曲线发生巨大变化,将会极大影响果蝇体形的发育模式。缺少Bicoid蛋白,这样的胚胎将发育成双腹,同时既没有头又没有胸。但是,如果将适量的Bicoid mRNA在合适的部位注入卵细胞,就会发育正常。nanos基因具有类似的作用,但是它的mRNA定位于卵的后端。Nanos蛋白是翻译阻遏物。

所以在科学性上这个题目是有一定科学背景的。而且说到这里大家会发现:虽然相关基因在常染色体上,但是性状表现与性别相关。亦即这个性状只会在携带相关基因的个体充当母本时才会行驶相关功能或者不正常的情况下出现某种后果(此处为相关雌性个体不育),父本携带相关的基因无论是纯合(如果可能的话)还是杂合都不会产生任何后果。

所以,若为显性突变,则首先无论雌雄不可能有纯合子,因为母本不会有相关基因(否则不育),B选项错误;其次,雄性杂合子与正常雌性的后代无论雌雄都有杂合和隐形纯合两种可能性,出现概率相等,而父本基因组中的显性基因不影响后代的正常发育,A选项错误。

若为隐形突变,杂合子的母本具有正常的生育能力,后代无论雌雄都能正常发育,C选项错误;两个杂合子AaAa杂交,F1AAAaaa数量各占1/41/21/4,且繁殖时aa的母本没有生育能力,所以F2中的情况是

             

A2/3

a1/3

A1/2

 

 

a1/2

 

1/6





选项D正确。

这个题目难在题目信息的获取,有点像从性遗传的意思。相关性状的控制基因在常染色体上,但是表现却与性别相关,如人类的遗传性早秃等即为此类。

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