Question

北方草原上某种鼠的种群中体色有灰色、黑色和褐色三种，由两对具有完全显隐性关系的等位基因M、m和T、t控制。与体色形成有关物质的代谢过程如下图，其中基因M控制合成酶1，基因T控制合成酶2，基因t控制合成酶3。甲物质对细胞有害，在体内积累过多会导致小鼠过早死亡，约有半数不能活到成年。根据题干和图示信息回答下列问题：

(1)基因表达过程中与酶的合成有关的RNA有____种，它们共同参与的过程是_____ 。

(2)基因型为mm的个体呈灰色的原因是不能合成中间产物乙，推测可能的原因是：________。写出种群中灰色鼠的基因型_____ 。

(3)让两只基因型为MmTt的黑色鼠多次杂交，若M、m和T、t两对基因的遗传符合自由组合定律，则后代成年后表现型及比例为________。  若后代只有灰色鼠和黑色鼠，且成年后两者的比例为1:6，则M、m和T、t两对基因的遗传是否符合自由组合定律____，请在下图中画出此种情况下两个亲本鼠两对基因在染色体上的位置（如图所示，竖线表示染色体，可用黑点表示基因在染色体上的位点并标明基因），并写出子代成年鼠的基因型及比例____。

Answer

3 翻译 m基因不能表达，无法合成酶1（或m基因表达合成的酶无活性，不能催化物质乙的合成） mmTt、mmTT、mmtt 黑色：褐色：灰色=9：3：2 不符合 MMTT:MmTt:mmtt= 2:4:1

【解析】

本题考查基因自由组合定律的实质及应用、基因对性状的控制途径。要求学生掌握基因自由组合定律的实质及基因对性状的控制途径等知识，能结合题中所给信息准确判断各选项，属于考纲理解和应用层次的考查。两对基因可以分别位于两对同源染色体上；也可以位于一对同源染色体上，表现为连锁关系。如果是第一种类型，则两对基因的遗传符合基因的自由组合定律，如果是第二种情况，则不符合基因的自由组合定律。基因通过控制酶的合成来控制代谢从而间接控制生物的性状。据上图可知，已知基因M控制合成酶1，有酶1则甲可以生成乙；基因T控制合成酶2，有酶2，乙就可以合成丙；基因t控制合成酶3，有酶3乙可以生成丁。

（1）本题所涉及的酶的化学本质是蛋白质，与其合成有关的RNA有3种，分别是rRNA、tRNA、mRNA，它们共同参与的过程是翻译。

（2）基因型为mm的个体呈灰色的原因是不能合成中间产物乙，推测可能的原因是：m基因不能表达，无法合成酶1（或m基因表达合成的酶无活性，不能催化物质乙的合成）。据上图分析可知，灰色前体物质甲在M基因控制合成的酶1的作用下可转变为中间物质乙，说明控制灰色鼠的基因型中无M基因，因此其基因型为mmTT、mmTt、mmtt。基因t控制合成酶3，在酶3作用下中间物质乙可转变为褐色的终产物丁，说明褐色鼠的基因型为M_tt，在M与T基因的共同控制下形成黑色终产物丙，说明黑色鼠的基因型为M_T_。

（3）让两只基因型为MmTt的黑色鼠多次杂交，若M、m和T、t两对基因的遗传符合自由组合定律，则其后代的基因型及比例为M_T_:M_tt:mmT_:mmtt=9:3:3:1，由（2）的分析可知，M_T_表现为黑色，M_tt表现为褐色，mmT_与mmtt表现为灰色，由于甲物质对细胞有害，在体内积累过多会导致小鼠过早死亡，约有半数不能活到成年。由于在灰色鼠体内存在甲物质，故灰色鼠成年时有一半死亡。因此后代成年后表现型及比例为黑色：褐色：灰色=9：3：2。若后代只有灰色鼠和黑色鼠，且成年后两者的比例为1:6，则肯定是M、m和T、t这两对基因位于同一对同源染色体上，且有两种情况：1、M与T基因位于一条染色体上，m与t基因位于另一条同源染色体上；2、M与t基因位于一条染色体上，m与T基因位于另一条同源染色体上，如果是第二种情况，后代会出现褐色鼠，与题意不符，因此只能是第一种情况。由于两对等位基因位于同一对同源染色体上，因此其遗传不遵循基因的自由组合定律。两个亲本鼠两对基因在染色体上的位置如图所示。二者杂交后，后代的基因型为MMTT：MmTt：mmtt=1:2:1，由于基因型为mmtt的个体约有半数不能活到成年，则子代成年鼠的基因型及比例为MMTT:MmTt:mmtt= 2:4:1。