Question

古老的丝绸文明是中华民族的瑰宝，早在2000多年前就形成的以蚕丝产品为媒介的“丝绸之路”为促进不同地区的经济发展和文化交流作出了重大贡献。蚕丝是由桑蚕（又称家蚕）的幼虫产生的，而桑蚕是由古代的原始蚕驯化而来的。桑蚕蚕茧的颜色有黄色和白色，分别受等位基因Y和y控制，但该基因的表达受到另一对等位基因（I/i）的影响。为进一步研究蚕茧颜色的遗传方式，研究人员做了下列两组杂交实验：

实验一：P   黄茧×白茧→F₁   全为黄茧

实验二：P   黄茧×白茧→F₁   全为白茧→F₂    白茧:黄茧＝13:3

（1）实验一中亲代黄茧的基因型为______；实验二F₂中白茧的基因型有______种；让F₂中黄茧家蚕自由交配，后代的表现型及比例为______。

（2）题干中“该基因的表达受到另一对等位基因（I/i）的影响”，从分子生物学的角度分析，其中的“影响”具体是指______。2000多年来，桑蚕品种不断增多，基因库不断丰富，试分析桑蚕进化的原因______。

（3）桑蚕的性别决定为ZW型。与雌蚕相比，雄蚕食桑少、出丝率高且蚕丝品质更好，因此蚕农更喜欢饲养雄蚕。研究人员发现等位基因A、a和B、b都只位于Z染色体上，且基因a和b均具有纯合致死效应（胚胎时期死亡，Z^AW、Z^aW视为纯合子）。现有Z^ABZ^aB、Z^ABZ^Ab、Z^AbZ^aB三种基因型的个体分别与基因型为Z^ABW的个体杂交，请判断选用哪种杂交组合得到的后代更符合蚕农的要求？______，简要说明判断的依据______。

Answer

iiYY 7 黄茧:白茧＝8:1 I基因抑制Y（黄色）基因的表达 突变（基因重组）丰富了桑蚕的多样性，经过地理隔离或人工（自然）选择形成了不同品种 ZAbZaB与ZABW 该杂交组合得到的后代全为雄蚕，另外两种杂交组合得到的后代中存在部分雌蚕（或只有1/2雌蚕死亡；或后代中存在1/3的雌蚕）

【解析】

基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合；杂交实验二，子二代的表现型及比例是白茧：黄茧=13：3，是9：3：3：1的变式，因此两对等位基因遵循自由组合定律，子一代的基因型是IiYy，子二代的基因型及比例是I_Y_：I_rr：iiY_：iiyy=9：3：3：1，亲本黄茧基因型是iiYY，白茧基因型是IIyy，所以I基因存在会抑制基因Y表达。

（1）由分析可知I基因存在会抑制基因Y表达，由此判断实验一亲本的黄茧基因型为iiYY，白茧的基因型为iiyy；实验二F2白茧的基因型是IIYY、IiYy、IIYy、IiYY、iiyy、IIyy、Iiyy，共7种。让F2中黄茧家蚕的基因型为（iiYY：iiYy=1：2）自由交配，白茧的比例为2/3×2/3×1/4＝1/9，黄茧比例为1-1/9＝8/9，黄茧：白茧=8：1。
（2）从分子生物学的角度分析，其中的“影响”具体是指I基因抑制Y（黄色）基因的表达。2000多年来，桑蚕品种不断增多，基因库不断丰富，桑蚕进化的原因是突变（基因重组）丰富了桑蚕的多样性，经过地理隔离或人工（自然）选择形成了不同品种。
（3）用杂交组合ZAbZaB与ZABW得到的后代更符合蚕农的要求，因为该杂交组合得到的后代全为雄蚕，另外两种杂交组合得到的后代中存在部分雌蚕。