Question

11．某生物興趣小組同學(xué)以某多年生二倍體植物花的顏色為研究對象，重復(fù)孟德爾豌豆雜交實驗時發(fā)現(xiàn)：將該植物開黃花植株與開白花植株雜交，F(xiàn)₁全開黃花；F₁自交且將每株自交產(chǎn)生的F₂種植在一個單獨區(qū)域，發(fā)現(xiàn)其中一個區(qū)域中黃花植株：白花植株=35：1，而其他區(qū)域比例均接近3：1．已知該植物每株產(chǎn)生的后代數(shù)量足夠多，能夠體現(xiàn)遺傳學(xué)規(guī)律．
（1）小組成員甲推測，該植物花的顏色受一對等位基因（A、a）控制．實驗中出現(xiàn)35：1的原因是相應(yīng)的F₁植株受環(huán)境影響變成了四倍體（AAaa）．請幫他完成下列推理分析．
①甲所認為的環(huán)境影響最可能是溫度．
②四倍體（AAaa）可以產(chǎn)生的3種配子基因組成種類及比例為AA：Aa：aa=1：4：1．由于受精時雌雄配子間的結(jié)合是隨機的，因而F₂白花植株所占比例為$\frac{1}{36}$．
（2）小組成員乙推測，該植物花的顏色受一對等位基因（A、a）控制．實驗中出現(xiàn)35：1的原因是相應(yīng)的F1植株受環(huán)境影響變成了雜合的三體（AAa）．請幫他完成下列推理分析．
①已知三體的生殖細胞在減數(shù)分裂同源染色體聯(lián)會時，3條同源染色體中的任意2條隨意配對聯(lián)會．減數(shù)第一次分裂后期，聯(lián)會的同源染色體正常分離，另1條染色體隨機移向細胞的任何一極．由此推測該三體植株AAa可以產(chǎn)生正常配子和異常配子的數(shù)量比為1：1，其中基因型只有a的配子所占比例為$\frac{1}{6}$．
②若該假設(shè)成立，則將該F₁植株與正常的二倍體白花植株雜交，后代黃花植株與白花植株之比為5：1．
（3）甲乙兩同學(xué)共同設(shè)計了如下驗證方案：將上述F₁植株的花藥進行離體培養(yǎng)，并將其中的單倍體白花植株自交．如果該單倍體植株不能自交產(chǎn)生后代，則證明同學(xué)乙的觀點正確．
（4）綜上所述兩同學(xué)所用科學(xué)思考方法叫假說-演繹法．請你從細胞學(xué)角度設(shè)計一種方案，以判斷那位成員的觀點正確（寫出簡要思路即可）：選取F1黃花植株的分生組織制成臨時裝片，顯微鏡下觀察有絲分裂中期細胞中同源染色體的數(shù)目．

Answer 1

分析 本題主要考查單倍體、二倍體、多倍體的概念和在育種中的應(yīng)用．
1、單倍體是具有體細胞染色體數(shù)為本物種配子染色體數(shù)的生物個體．凡是由配子發(fā)育而來的個體，均稱為單倍體．體細胞中可以含有1個或幾個染色體組，花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體，雄蜂也是單倍體，僅有一個染色體組的生物是單倍體．
2、凡是由受精卵發(fā)育而來，且體細胞中含有兩個染色體組的生物個體，均稱為二倍體．幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都屬于二倍體．
3、凡是由受精卵發(fā)育而來，且體細胞中含有三個或三個以上染色體組的生物個體，均稱為多倍體．如香蕉是三倍體，馬鈴薯是四倍體，普通小麥是六倍體．

解答 解：（1）①由于低溫可導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，故甲所認為的環(huán)境影響最可能是溫度．
②四倍體（AAaa）可以產(chǎn)生的3種類型的配子，基因組成種類及比例為AA：Aa：aa=1：4：1．由于受精時雌雄配子間的結(jié)合是隨機的，因而F₂白花植株aa所占比例為$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$=$\frac{1}{36}$．
（2）①該三體植株AAa可以產(chǎn)生正常配子A、a和異常配子AA、Aa，比例為AA、Aa、A、a=1：2：2：1，故正常配子和異常配子的數(shù)量比為1：1，其中基因型只有a的配子所占比例為$\frac{1}{6}$．
②若該假設(shè)成立，則將該F₁植株與正常的二倍體白花植株雜交，后代中白花的比例為aa=$\frac{1}{6}$，故黃花植株與白花植株之比為 5：1．
（3）甲乙兩同學(xué)共同設(shè)計了如下驗證方案：將上述F₁植株的花藥進行離體培養(yǎng)，并將其中的單倍體白花植株自交．如果為四倍體產(chǎn)生的，則基因型為aa，如果為三倍體產(chǎn)生的，則基因型為a，故該單倍體植株不能自交產(chǎn)生后代，則證明同學(xué)乙的觀點正確．
（4）綜上所述兩同學(xué)所用科學(xué)思考方法叫假說演繹法．可選取F₁黃花植株的分生組織制成臨時裝片，顯微鏡下觀察有絲分裂中期細胞中同源染色體的數(shù)目，若為三倍體，則有3個染色體組，若為四倍體，則有四個染色體組．
故選：
（1）①溫度         
②AA：Aa：aa=1：4：1       隨機的       
（2）①1：1      $\frac{1}{6}$      ②5：1      
（3）乙    
（4）假說-演繹法        選取F1黃花植株的分生組織制成臨時裝片，顯微鏡下觀察有絲分裂中期細胞中同源染色體的數(shù)目

點評 本題主要考查學(xué)生對知識的理解和分析能力．單倍體生物是指未經(jīng)受精作用，由生殖細胞發(fā)育而來的生物．如果親代是多倍體生物，則單倍體生物也可能含有多個染色體組．僅當親代是二倍體生物時，單倍體生物是只含一個染色體組的．