Question

【題目】某XY決定型植物的胚有白色、紅色和橙色三種，A/a控制紅色的番茄紅素的合成，B/b控制橙色的胡蘿卜素的合成，其中番茄紅素是胡蘿卜素的前體�，F(xiàn)有某一株系出現(xiàn)以下雜交結(jié)果�；卮鹣铝袉栴}：

雜交 編號	母本植株數(shù)目 （表現(xiàn)型）	父本植株數(shù)目 （表現(xiàn)型）	F1植株數(shù)目（表現(xiàn)型/性別）
Ⅰ	1（紅色）	1（白色）	29 31 32 30 (橙色♀)(白色♀)(紅色♂)(白色♂)
Ⅱ	1（橙色）	1（橙色）	31 28 15 17 29 (橙色♀)(白色♀)(橙色♂)(紅色♂)(白色♂)

（1）已知a基因比A基因多了三對堿基，這種變異屬于________________。 這種變異與染色體片段缺失都具有有害性、稀有性和________________性的特征。

（2）A/a基因位于________________染色體上，其中基因________________控制番茄紅素的合成。

（3）組合Ⅰ親本的基因型是________________、________________。組合Ⅱ子代比例的形成是________________致死導(dǎo)致的。

（4）為培育富含胡蘿卜素的轉(zhuǎn)基因作物，科研人員將上述基因?qū)�入某農(nóng)作物植株。已知上述基因能1次或多次插入并整合到該農(nóng)作物植株的受體細(xì)胞染色體上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)基因作物某植株自交后代中出現(xiàn)橙色∶白色=15∶1的現(xiàn)象，有人對此提出了兩種不同的解釋：一是上述兩個基因插入了同一條染色體，即記作________________________________；二是上述基因在不同的染色體上，即記作________________________________（說明：可用數(shù)字編號代表染色體，在數(shù)字編號右上角寫字母代表基因，如1AB1代表一對1號染色體，其中一條上同時插入了A和B基因。且不論是誰控制番茄紅素的合成，因為該作物原本沒有上述基因，在這里都可記作A。B/b同理。不考慮交叉互換。）

Answer 1

【答案】基因突變 多方向 常 A AaXbXb aaXBY A花粉（A 精子） 1AB1 2AB2 1B1B 2A2 3A3

【解析】

分析題文描述和表中信息：無論是組合Ⅰ還是組合Ⅱ，F1的表現(xiàn)型的性狀分離比在雌雄個體中均存在差異，說明有一對基因位于常染色體上，另一對基因位于X染色體上。在組合Ⅰ中，胚紅色的母本與胚白色的父本雜交，F1的表現(xiàn)型及其比例為橙色♀∶白色♀∶紅色♂∶白色♂≈1∶1∶1∶1，說明A控制紅色的番茄紅素的合成，B控制橙色的胡蘿卜素的合成，而且前體物質(zhì)（白色）→番茄紅素（紅色）→胡蘿卜素（橙色）。假設(shè)A/a位于常染色體上，B/b位于X染色體上，則組合Ⅰ親本的基因型分別為AaXbXb與aaXBY，F1的表現(xiàn)型及其比例為橙色♀（AaXBXb）∶白色♀（aaXBXb）∶紅色♂（AaXbY）∶白色♂（aaXbY）＝1∶1∶1∶1，與表中信息相符，說明假設(shè)成立。

(1) 基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添或缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變�？梢�，a基因比A基因多了三對堿基，這種變異屬于基因突變。 基因突變具有有害性、稀有性和多方向性的特征。

(2) 組合Ⅰ中的胚紅色的母本與胚白色的父本雜交，F1的表現(xiàn)型及其比例為橙色♀∶白色♀∶紅色♂∶白色♂≈1∶1∶1∶1，說明A/a與B/b這兩對基因中僅有一對位于X染色體上，而且A控制番茄紅素的合成，B控制胡蘿卜素的合成。假設(shè)A/a位于常染色體上，B/b位于X染色體上，則組合Ⅰ親本的基因型分別為AaXbXb與aaXBY，F1的表現(xiàn)型及其比例為橙色♀（AaXBXb）∶白色♀（aaXBXb）∶紅色♂（AaXbY）∶白色♂（aaXbY）＝1∶1∶1∶1，與表中信息相符，說明假設(shè)成立。綜上分析，親本的A/a基因位于常染色體上，其中基因A控制番茄紅素的合成。

(3) 結(jié)合對(2)的分析可知：組合I親本的基因型是AaXbXb、aaXBY。組合Ⅱ親本的基因型是AaXBXb、AaXBY，理論上組合Ⅱ子代的表現(xiàn)型及其比例為橙色♀（A_XBXB＋A_XBXb）∶白色♀（aaXBXB＋aaXBXb）∶橙色♂（A_XBY）∶紅色♂（A_XbY）∶白色♂（aaXBY＋aaXbY）＝6∶2∶3∶3∶2，但實際上為橙色♀∶白色♀∶橙色♂∶紅色♂∶白色♂≈2∶2∶1∶1∶2。由此推知：子代比例的形成是A花粉（A 精子）致死導(dǎo)致的。

(4)該轉(zhuǎn)基因作物某植株自交后代中，橙色∶白色=15∶1，可以看作是 9∶3∶3∶1的變式，相當(dāng)于兩對同源染色體上的非等位基因自由組合所致。據(jù)此結(jié)合題意可推知：如果上述兩個基因插入了同一條染色體，可以記作1AB1 2AB2；如果上述基因在不同的染色體上，即記作1B1B 2A2 3A3。