Question

12．火麻為一年生XY型性別決定且雌、雄異株的植物．已知火麻種子的粒大、粒小由B、b控制，種子的顏色灰色、白色受A、a和D、d控制，種子的圓形、皺形由E、e控制（以上種子性狀均由種子內(nèi)受精卵發(fā)育成的子葉體現(xiàn)），紅花、白花由F、f控制，圖1～3表示相應(yīng)若干個(gè)體的基因型．請(qǐng)回答：

（1）圖1與圖2所示的個(gè)體雜交，F(xiàn)₁全為粒大圓形紅花，此雜交的主要目的是判斷相應(yīng)性狀的顯、隱性；F₁雌雄個(gè)體交配，理論上根據(jù)F₁所結(jié)的種子（F₂）即可判斷其表現(xiàn)型的相對(duì)性狀有種子的粒形、顏色和大小；若F₂中灰色種子450粒、白色種子30粒，據(jù)此推斷F₂中能穩(wěn)定遺傳的灰色種子基因型為AADD、AAdd、aaDD（只考慮相關(guān)基因）；若F₂中雌性個(gè)體全為紅花，雄性個(gè)體中紅花：白花=1：1，由此可以得出的結(jié)論是紅花為伴X染色體顯性遺傳（白花為伴X染色體隱性遺傳）；理論上預(yù)測(cè)F₂中表現(xiàn)型為灰色粒大的種子所占比例為$\frac{45}{64}$，基因型種類為16種．
（2）利用圖1與圖2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷B與b、E與e在減數(shù)分裂過程中是否發(fā)生了交叉互換，已知：若無交叉互換，同一條染色體上的基因隨著整條染色體進(jìn)入配子．
方法步驟：①讓圖1與圖2所示種類的若干個(gè)體雜交，收獲種子（即F₁）；
②將若干種子（F₁）種植，成熟后讓若干株F₁雌雄個(gè)體交配，收獲下一代種子（F₂）并統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)型及其比例（或?qū)�F₁雌株再與圖2植株雜交，收獲下一代種子并統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)型及其比例）．
結(jié)果及結(jié)論：③若子代中粒大圓形：粒小皺形≈3：1（子代中僅有粒大圓形與粒小皺形且比例約為1：1），說明B與b、E與e未發(fā)生交叉互換；④否則，說明B與b、E與e發(fā)生交叉互換．
（3）與正常的圖1所示植株相比，圖3所示的植株發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失和易位．

Answer 1

分析 基因自由組合定律的內(nèi)容及實(shí)質(zhì)：
1、自由組合定律：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合．
2、實(shí)質(zhì)：
（1）位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的．
（2）在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合．
分析圖解，圖1為雌性，圖2和圖3為雄性，并且Y染色體上沒有控制花色的基因．

解答 解：（1）圖1與圖2所示的個(gè)體雜交，F(xiàn)₁全為粒大圓形紅花，由此可見“粒大圓形紅花”均為顯性性狀，因此該雜交的主要目的是判斷相應(yīng)性狀的顯、隱性；由于圖1為顯性純合子，圖2為隱性純合子，因此雜交產(chǎn)生的F₁雌雄個(gè)體交配，后代會(huì)發(fā)生性狀分離，則理論上根據(jù)F₁所結(jié)的種子（F₂）即可判斷其表現(xiàn)型的相對(duì)性狀有種子的粒形、顏色和大小；若F₂中灰色種子450粒、白色種子30粒，即比例為15：1，據(jù)此推斷F₂中能穩(wěn)定遺傳的灰色種子基因型，AADD、AAdd、aaDD；若F₂中雌性個(gè)體全為紅花，雄性個(gè)體中紅花：白花=1：1，由此可以得出的結(jié)論是紅花為伴X染色體顯性遺傳（白花為伴X染色體隱性遺傳）；理論上預(yù)測(cè)F₂中表現(xiàn)型為灰色粒大的種子（B_A_D_）所占比例=$\frac{3}{4}×\frac{15}{16}=\frac{45}{64}$，基因型種類=2×8=16種．
（2）利用圖1與圖2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷B與b、E與e在減數(shù)分裂過程中是否發(fā)生了交叉互換：
方法步驟：①讓圖1與圖2所示種類的若干個(gè)體雜交，收獲種子（即F₁）；
②將若干種子（F₁）種植，成熟后讓若干株F₁雌雄個(gè)體交配，收獲下一代種子（F₂）并統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)型及其比例（或?qū)�F₁雌株再與圖2植株雜交，收獲下一代種子并統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)型及其比例）．
③若子代中粒大圓形：粒小皺形≈3：1（子代中僅有粒大圓形與粒小皺形且比例約為1：1），說明B與b、E與e未發(fā)生交叉互換；否則，說明B與b、E與e發(fā)生交叉互換．
（3）與正常的圖1所示植株相比，圖3所示的植株左側(cè)染色體上缺失了基因E的片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的缺失；而X染色體上多了一段來自于非同源染色體上的片段，屬于染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位．
故答案為：
（1）判斷相應(yīng)性狀的顯、隱性     種子的粒形、顏色和大小    AADD、AAdd、aaDD
紅花為伴X染色體顯性遺傳（白花為伴X染色體隱性遺傳）       $\frac{45}{64}$          16
（2）②將若干種子（F₁）種植，成熟后讓若干株F₁雌雄個(gè)體交配，收獲下一代種子（F₂）并統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)型及其比例（或?qū)�F₁雌株再與圖2植株雜交，收獲下一代種子并統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)型及其比例）
③子代中粒大圓形：粒小皺形≈3：1（子代中僅有粒大圓形與粒小皺形且比例約為1：1）
（3）缺失和易位

點(diǎn)評(píng) 本題具有一定的難度，綜合考查了伴性遺傳、基因自由組合以及交叉互換的有關(guān)知識(shí)，要求考生掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能根據(jù)遺傳圖解中的信息推斷染色體變異的類型；能設(shè)計(jì)遺傳實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)結(jié)論，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．