Question

【題目】豌豆和玉米都是常見的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料，在科學(xué)研究中具有廣泛的用途，請分析回答以下問題：

（1）因?yàn)橥愣购陀衩锥季哂?/span>_______________；繁殖周期短、繁殖能力強(qiáng)、后代數(shù)目多等優(yōu)點(diǎn)，所以常用來做遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料。在雜交實(shí)驗(yàn)中，為避免豌豆、玉米(玉米為雌雄同株異花植物)自交，常對未成熟花分別采取的措施是_______________、_____________。

（2）已知玉米的寬葉基因A對窄葉基因a為顯性，相應(yīng)基因位于9號染色體上，A—和a—表示該基因所在染色體發(fā)生部分缺失(缺失區(qū)段不包括A和a基因)，缺失不影響減數(shù)分裂過程。染色體缺失的精子不育，而染色體缺失的卵細(xì)胞可育。

①現(xiàn)有基因型分別為AA、Aa、A—a、aa—、aa的5種玉米，欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“染色體缺失的精子不育，而染色體缺失的卵細(xì)胞可育”，選擇基因型為______的測交親本組合進(jìn)行正反交實(shí)驗(yàn)。

②若上述結(jié)論成立，以A—a個(gè)體為母本，以Aa—為父本雜交得到子一代，子一代植株間隨機(jī)傳粉，則子二代中寬葉個(gè)體占________。

（3）豌豆的高稈對矮稈為完全顯性，由一對等位基因B、b控制；花腋生對頂生為完全顯性，由另一對等位基因D、d控制。某生物興趣小組取純合豌豆做了如下實(shí)驗(yàn)：

高莖腋生×矮莖頂生葉→F1：高莖腋生，F1自交→F2：高稈腋生：高稈頂生：矮稈腋生：矮稈頂生=66：9：9：16，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

①因?yàn)?/span>___________，所以，高莖和矮莖、腋生和頂生分別由一對等位基因控制，遵循基因的分離定律。

②因?yàn)?/span>___________，所以，高莖和矮莖、腋生和頂生兩對基因的遺傳不遵循基因的自由組合定律。

③該小組同學(xué)針對上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了假說：

a．控制上述性狀的兩對等位基因位于_______對同源染色體上；

b．F1通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的雌雄配子的比例都是BD：Bd：bD：bd=4：1：1：4；

c．雌雄配子隨機(jī)結(jié)合。

為驗(yàn)證上述假說，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)并寫出預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：______________________________________。

預(yù)期結(jié)果：______________________________________。

Answer 1

【答案】穩(wěn)定的易于區(qū)分的相對性狀 去雄 雌花套袋 A-a×aa，(或A-a×aa-) 11／12 F2中高莖和矮莖的比為3：1，腋生和頂生的比也為3：1 F2中四種表現(xiàn)型的比不等于9：3：3：1 一 將兩純合親本雜交得到的F1與純合矮稈頂生的豌豆雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型及比例 所得子代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，且比例為：高稈腋生：高稈頂生：矮稈腋生：矮稈頂生=4：1：1：4

【解析】

Aa-的個(gè)體作為父本與基因型為A-a的個(gè)體作為母本雜交時(shí)，由于染色體缺失的花粉不育，因此花粉只有A一種情況，卵細(xì)胞有A-和a兩種。

（1）因?yàn)橥愣购陀衩锥季哂卸鄬σ子趨^(qū)分的相對性狀、繁殖周期短、繁殖能力強(qiáng)、后代數(shù)目多等優(yōu)點(diǎn)，所以常用來做遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料。在雜交實(shí)驗(yàn)中，豌豆是自花閉花授粉植物，為避免其自交，應(yīng)對未成熟花進(jìn)行去雄處理，玉米為雌雄同株異花植物，為避免其自交，只需對未成熟雌花進(jìn)行套袋處理。

（2）①本題從“測交”這一定義入手，雙親中必有一隱性親本aa，因研究染色體缺失的影響，故另一親本得是存在染色體缺失的雜合子A-a。另外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，需讓這一雜合子作父本，以研究染色體缺失的花粉是否不育；也應(yīng)讓其作母本，以研究染色體缺失的雌配子是否不育，所以要進(jìn)行正交與反交兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

②因?yàn)槿旧�體缺失的精子不育，而染色體缺失的卵細(xì)胞可育，以A—a個(gè)體為母本，以Aa—為父本雜交得到子一代基因型為1/2AA—、1/2Aa，子一代植株產(chǎn)生的卵細(xì)胞基因型及比例為A：A—：a=2：1：1，產(chǎn)生的精子基因型及比例為A：a=2：1，故隨機(jī)傳粉子二代中窄葉個(gè)體aa所占比例=1/4×1/3=1/12，寬葉個(gè)體占1-1/12=11/12。

（3）可以得出以下結(jié)論：

①分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，F2中高莖和矮莖的比=（66+9）：（9+16）=3：1，腋生和頂生的比=（66+9）：（9+16）=3：1，所以高莖和矮莖、腋生和頂生分別由一對等位基因控制，遵循基因的分離定律。

②但F2中四種表現(xiàn)型的比不等于9：3：3：1，所以高莖和矮莖、腋生和頂生兩對基因的遺傳不遵循基因的自由組合定律。

③針對上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可提出假說：控制上述性狀的兩對等位基因位于同一對同源染色體上；F1通過減數(shù)分裂過程中部分同源染色體的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換，產(chǎn)生的雌雄配子的比例都是BD：Bd：bD：bd=4：1：1：4，雌雄配子隨機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的結(jié)果。為驗(yàn)證上述假說，可設(shè)置測交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，即將兩純合親本雜交得到的F1與純合矮稈頂生的豌豆雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型及比例。若所得子代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，且比例為：高稈腋生：高稈頂生：矮稈腋生：矮稈頂生=4：1：1：4，則上述假設(shè)成立。