Question

10．玉米的紫株和綠株由6號染色體上一對等位基因（H，h）控制，正常情況下紫株與綠株雜交，子代均為紫株．育種工作者用X射線照射紫株A后再與綠株雜交，發(fā)現(xiàn)子代有紫株732株、綠株2株（綠株B）．為研究綠株B出現(xiàn)的原因，讓綠株B與正常純合的紫株C雜交得到F₁，F(xiàn)₁再嚴(yán)格自交得到F₂，觀察F₂的表現(xiàn)型及比例，并做相關(guān)分析．
（1）假設(shè)一：X射線照射紫株A導(dǎo)致其發(fā)生了基因突變．基因突變的實(shí)質(zhì)是堿基對的替換、增添和缺失．如果此假設(shè)正確，則F1的基因型為Hh；F₁自交得到的F₂中，紫株所占的比例應(yīng)為$\frac{3}{4}$
（2）假設(shè)二：X射線照射紫株A導(dǎo)致其6號染色體斷裂，含有基因H的片段缺失（注：一條染色體片段缺失不影響個(gè)體生存，兩條同源染色體缺失相同的片段個(gè)體死亡）．如果此假設(shè)正確，則綠株B能產(chǎn)生2  種配子，F(xiàn)₁的表現(xiàn)型為全部為紫株；F₁自交得到的F₂中，紫株所占比例應(yīng)為$\frac{6}{7}$
（3）上述雜交實(shí)驗(yàn)中玉米植株顏色的遺傳遵循基因的分離規(guī)律．
（4）利用細(xì)胞學(xué)方法可以驗(yàn)證假設(shè)二是否正確．操作是最好選擇上圖中的綠株B植株，在顯微鏡下常對其減數(shù)分裂細(xì)胞中的染色體進(jìn)行觀察和比較，原因是聯(lián)會的染色體處于配對狀態(tài)，可以觀察6號染色體是否相同．

Answer 1

分析 1、基因分離定律的實(shí)質(zhì)：位于同源染色體上的等位基因隨著同源染色體的分離而分離，分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子獨(dú)立遺傳給后代；基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失或替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變．2、由題意知，正常情況下紫株與綠株雜交，子代均為紫株，說明紫株對綠株是顯性性狀；育種工作者用X射線照射紫株A后再與綠株雜交，發(fā)現(xiàn)子代有紫株732株、綠株2株，該綠株產(chǎn)生的可能是原因是基因突變，即雜交后代中的H基因突變形成h，綠株B的基因型為hh，也可能綠株中H所在的染色體片段缺失，該綠株基因型可以記作hO，用演繹推理的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究綠株變異的類型．

解答 解：（1）假設(shè)一是基因突變，基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失和替換等，其實(shí)質(zhì)是基因結(jié)構(gòu)的改變．如果是由基因突變引起，綠株B的基因型是hh，正常純合的紫株C（HH）雜交得到F₁，子一代基因型是Hh，Hh自交后代H_（紫株）占$\frac{3}{4}$．
（2）假設(shè)二是染色體變異，即綠株B的一條染色體缺失含有基因H的片段，因此綠株基因型是hO，綠株B與正常純合的紫株C（HH）雜交，F(xiàn)₁的兩種基因型Hh：HO=1：1，均表現(xiàn)為紫株；F₁自交得到的F₂，由于兩條染色體缺失相同的片段的個(gè)體死亡，所以F₂中紫株所占比例應(yīng)為$\frac{6}{7}$．
（3）玉米植株的顏色是受一對等位基因控制的，因此該性狀的遺傳遵循基因的分離定律．
（4）基因突變是點(diǎn)突變，在顯微鏡下無法觀察到，而染色體變異可在顯微鏡下觀察到，所以假設(shè)二可以通過細(xì)胞學(xué)的方法來驗(yàn)證，即在顯微鏡下觀察綠株B細(xì)胞有絲分裂或減數(shù)分裂過程中的染色體．如果觀察減數(shù)分裂時(shí)的細(xì)胞，可以觀察聯(lián)會的6號染色體是否相同；如果觀察有絲分裂時(shí)的細(xì)胞，應(yīng)選擇中期的細(xì)胞進(jìn)行觀察，因?yàn)榇藭r(shí)染色體的形態(tài)和數(shù)目最清晰，然后可以通過染色體組型分析比較6號染色體是否相同．
故答案為：
（1）堿基對的替換、增添和缺失（基因結(jié)構(gòu)的改變）     Hh、$\frac{3}{4}$
（2）2   全部為紫株          
（3）基因的分離
（4）綠株B   聯(lián)會的染色體處于配對狀態(tài)，可以觀察6號染色體是否相同

點(diǎn)評 本題旨在考查學(xué)生理解基因分離定律的實(shí)質(zhì)、基因突變、染色體結(jié)構(gòu)變異的概念，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系形成知識網(wǎng)絡(luò)，并學(xué)會應(yīng)用分離定律及演繹推理的方法設(shè)計(jì)遺傳實(shí)驗(yàn)、預(yù)期結(jié)果、獲取結(jié)論．