Question

4．科學(xué)家在研究玉米的粒色、糯性、甜性性狀的遺傳規(guī)律時，做了如下雜交試驗．以紫冠、非糯質(zhì)、非甜質(zhì)（CCWWSS）為母本，非紫冠、糯質(zhì)、甜質(zhì)（ccwwss）為父本，F(xiàn)₁表現(xiàn)出紫冠、非糯質(zhì)、非甜質(zhì)（CcWwSs），F(xiàn)₁自交產(chǎn)生F₂，F(xiàn)₂代分離出6種粒型，具體表現(xiàn)如表．請分析回答：
F₂代籽粒性狀分離實測值及數(shù)量表（統(tǒng)計8個穗）

F2代分離出的性狀	自交后代粒型數(shù)								合計
	1	2	3	4	5	6	7	8
紫冠、非糯質(zhì)、非甜質(zhì)	186	162	160	150	145	140	132	105	1180
紫冠、糯質(zhì)、非甜質(zhì)	29	27	27	27	24	24	23	16	197
紫冠、非糯質(zhì)、甜質(zhì)	75	67	67	59	61	54	61	42	486
非紫冠、非糯質(zhì)、非甜質(zhì)	31	29	26	25	24	23	23	18	199
非紫冠、糯質(zhì)、非甜質(zhì)	41	37	36	36	33	32	30	24	269
非紫冠、糯質(zhì)、甜質(zhì)	27	21	19	20	21	21	18	13	160

（1）研究過程中發(fā)現(xiàn)，玉米種植區(qū)有些玉米比常見玉米早熟、生長整齊而高大、果穗大、籽粒多．由此分析，這些植株最可能是D．
A．單倍體       B．三倍體         C．四倍體          D．雜交種
（2）已知籽粒顏色是由細(xì)胞中的色素決定的，但該色素不是蛋白質(zhì)，那么從基因控制性狀的角度分析，好粒的紫色是通過控制酶的合成途徑實現(xiàn)的．
（3）根據(jù)上表，玉米的粒色和甜性的遺傳符合（填“符合”或“不符合”）基因的自由組合定律，判斷的依據(jù)是≈子二代的表現(xiàn)型及比例是紫冠非甜：紫冠甜：非紫冠非甜：非紫冠甜≈9：3：3：1．讓F₂中紫冠、非甜質(zhì)性狀的個體間自由交配，后代中紫冠、甜質(zhì)性狀個體所占的比例為$\frac{8}{81}$．
（4）請在如圖指定位置標(biāo)出F₁另兩對等位基因在染色體上的位置情況．

Answer 1

分析 1、在生物界，兩種遺傳基礎(chǔ)不同的植物或動物進(jìn)行雜交，其雜交后代所表現(xiàn)出的各種性狀均優(yōu)于雜交雙親，比如抗逆性強(qiáng)、早熟高產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良等，這稱之為雜種優(yōu)勢．
2、基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離的同時，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合．
3、基因?qū)π誀畹目刂仆緩剑夯�因通過控制酶的合成控制細(xì)胞代謝，進(jìn)而間接控制生物的性狀，基因還可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀．

解答 解：（1）A、玉米是二倍體植株，其單倍體高度不育，不會產(chǎn)生籽粒，A錯誤；
B、三倍體植株一般不能產(chǎn)生籽粒，B錯誤；
C、四倍體植物雖然果穗大，但發(fā)育遲緩，與題干中“早熟”一詞不符，C錯誤；
D、雜交種具有早熟、生長整齊而健壯，果穗大、籽粒多等優(yōu)勢，D正確．
故選：D．
（2）基因控制性狀的途徑有2種：基因通過控制酶的合成來控制生物的性狀，基因還可以直接合成蛋白質(zhì)來控制生物的性狀；本題中色素不是蛋白質(zhì)，則基因是通過控制酶的合成來控制生物的性狀．
（3）由表格信息可知，子二代中玉米的粒色和甜性表現(xiàn)型及比例是紫冠非甜：紫冠甜：非紫冠非甜：非紫冠甜=（1180+197）：486：（199+269）：160≈9：3：3：1，因此兩對相對性狀的遺傳符合自由組合定律，即C、c與W、w位于非同源染色體上；F₂中紫冠、非甜質(zhì)性狀的個體（C_S_），其中紫冠基因型是CC和Cc的比例為1：2，非甜質(zhì)基因型是SS和Ss的比例為1：2．因此C的基因頻率為$\frac{2}{3}$，c的基因頻率為$\frac{1}{3}$；S的基因頻率為$\frac{2}{3}$，s的基因頻率為$\frac{1}{3}$．所以F₂表現(xiàn)型為紫冠、非甜質(zhì)性狀的個體進(jìn)行自由交配，則后代中紫冠與非紫冠性狀之比為（$\frac{2}{3}×\frac{2}{3}+\frac{2}{3}×\frac{1}{3}×2$）：（$\frac{1}{3}×\frac{1}{3}$）=8：1．同理可得非甜質(zhì)性狀與甜質(zhì)性狀之比為8：1．后代中紫冠、甜質(zhì)性狀個體所占的比例為$\frac{8}{9}×\frac{1}{9}=\frac{8}{81}$．
（4）由表格信息可知，子二代非糯性非甜：糯性非甜：非糯性甜：糯性甜=（1180+119）：（197+269）：486：160≈9：3：3：1，說明兩對相對性狀的遺傳遵循自由組合定律，即W、w與S、s位于非同源染色體上；由給出的題圖可知，三對等位基因位于2對同源染色體上，因此基因在染色體上的位置是．
故答案為：
（1）D
（2）控制酶的合成
（3）符合    粒色和甜性獨立遺傳，互不干擾，并子二代中性狀分離比都符合3：1     $\frac{8}{81}$
（4）

點評 本題旨在考查學(xué)生理解基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)和使用條件，學(xué)會根據(jù)子代的表現(xiàn)型及比例關(guān)系推測遵循的遺傳規(guī)律在在染色體上的位置關(guān)系，并應(yīng)用模式圖解答問題．