Question

萤火虫由于人们的大量采集与买卖而导致数量锐减，请回答下列问题：

（1）萤火虫的发光需要荧光素、荧光素酶以及ATP等多种物质，其中ATP主要在细胞中的________________（填具体的生物膜结构）产生，腺苷由________________构成，ATP发挥作用的机理是______________________________________________________________。

（2）萤火虫的体色由位于2号染色体上的一组等位基因A⁺（红色）、A（黄色）、a（棕色）控制，等位基因的显隐关系是A⁺对A、a为显性，A对a为显性，即A⁺＞A＞a，且A⁺ A⁺个体在胚胎期致死，只有基因B存在时，上述体色才能表现，否则表现为黑色．现有红色萤火虫（甲）与黑色萤火虫（乙）杂交，F₁中红色：棕色=2：1，则亲本的基因型为________________，F₁中棕色个体交配产生F₂中黑色个体的概率是________________。 欲判断B、b基因是否位于2号染色体上，现利用F₁萤火虫设计实验，请预测实验结果（不考虑交叉互换）：

①实验方案：取F₁中________________萤火虫与F₁中________________萤火虫进行交配，统计子代的表现型及比例。

②结果预测及结论：

a．若子代表现型及比例为________________________，则B、b基因不在2号染色体上；

b．若子代表现型及比例为_______________________，则B、b基因在2号染色体上。

Answer

线粒体内膜腺嘌呤和核糖远离腺苷的高能磷酸键水解释放能量A+aBB和A+abb1/4红色雄棕色雌红色：棕色：黑色=3:3:2红色：棕色：黑色=2:1:1或1:2:1

【解析】

ATP是细胞生命活动的直接能源物质，ATP中的A代表腺苷，由1分子腺嘌呤碱基、1分子核糖组成；动物细胞ATP来自呼吸作用，有氧呼吸过程中第一、第二、第三阶段都释放能量合成ATP，其中有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中。基因分离定律和自由组合定律的实质是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。

（1）ATP主要来自有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜；ATP中的腺苷由1分子核糖和1分子腺嘌呤碱基组成，ATP发挥作用的机理是远离腺苷的高能磷酸键水解断裂释放能量。

（2）萤火虫体色由等位基因A+（红色）、A（黄色）、a（棕色）控制，且A+＞A＞a，A+ A+个体在胚胎期致死，只有基因B存在时，上述体色才能表现，否则表现为黑色，现有红色萤火虫甲（即A+＿B＿）与黑色萤火虫乙（即＿＿bb）杂交，F1中红色：棕色=A+＿B＿：aaB＿=2：1，已知A+ A+个体致死，推测亲本的基因型为A+aBB、A+abb，F1分别为A+A+Bb（致死）、A+aBb（红色）、aaBb（棕色），F1中棕色个体（aaBb）交配产生的子代为aaBB：aaBb：aabb=1:2:1，F2中黑色个体的概率是1/4。

该实验的目的是探究B（b）基因是否位于2号染色体上，如果位于2号染色体上，则不遵循自由组合定律，如果不位于2号染色体上，则遵循自由组合定律；子一代中红色雄性萤火虫的基因型是A+aBb，多只棕色雌性萤火虫的基因型都是aaBb，如果B、b不在2号染色体上，则杂交后代的基因型及比例是（1A+a：1aa）（3B_：1bb）=3A+aB_：1A+abb：3aaB_：1aabb，表现型分别为红色、黑色、棕色、黑色，所以，子代红色：棕色：黑色=3：3：2；如果位于2号染色体上，A+aBb产生的配子的类型及比例是A+B：ab=1：1，aaBb产生的配子的类型及比例是aB：ab=1：1，雌雄配子随机结合产生后代的基因型及比例是A+aBB：A+aBb：aaBb：aabb=1：1：1：1，分别表现为红色、红色、棕色、黑色，所以，子代红色：棕色：黑色=2：1：1。因此，实验设计为：

①实验方案：取F1中红色雄萤火虫与F1中棕色雌萤火虫进行交配，统计子代表现型及比例。

②结果预测及结论：

a．若子代表现型及比例为红色：棕色：黑色=3:3:2，则B、b基因不在2号染色体上；

b．若子代表现型及比例为红色：棕色：黑色=2:1:1，则B、b基因在2号染色体上。