Question

2．研究發現，小麥穎果的皮色遺傳中，紅皮與白皮這對性狀的遺傳涉及Y、y和R、r兩對等位基因．兩種純合類型的小麥雜交，F₁全為紅皮，用F₁與純合白皮品種做了兩個實驗．
實驗1：F₁×純合白皮，F₂的表現型及數量比為紅皮：白皮=3：1
實驗2：F₁自交，F₂的表現型及數量比為紅皮：白皮=15：1
分析上述實驗，回答下列問題．
（1）根據實驗2可推知，與小麥穎果皮色有關的基因Y、y和R、r位于兩對同源染色體上．
（2）實驗2產生的F₂中紅皮小麥的基因型有8種，其中純合子所占的比例為$\frac{1}{5}$．
（3）讓實驗1得到的全部F₂植株繼續與白皮品種雜交，假設每株F₂產生的子代數量相同，則F₃的表現型及數量之比為紅皮：白皮=7：9．
（4）從實驗2得到的紅皮小麥中任取一株，用白皮小麥的花粉對其授粉，收獲所有種子并單獨種植在一起得到一個株系．觀察這個株系的穎果的皮色及數量比，理論上可能有3
種情況，其中皮色為紅皮：白皮=1：1的概率為$\frac{4}{15}$．
（5）現有2包基因型分別為yyRr和yyRR的小麥種子，由于標簽丟失而無法區分．請再利用白皮小麥種子設計實驗方案確定每包種子的基因型．
實驗步驟：
①分別將這2包無標簽的種子和已知的白皮小麥種子種下，待植株成熟后分別將待測種子發育成的植株和白皮小麥種子發育成的植株進行雜交，得到F₁種子；
②將F₁種子分別種下，待植株成熟后分別觀察統計F₁小麥穎果的皮色．
結果預測：如果F₁小麥穎果既有紅皮，又有白皮（小麥穎果紅皮：白皮=1：1），則包內種子的基因型為yyRr；如果F₁小麥穎果只有紅皮，則包內種子的基因型為yyRR．

Answer 1

分析 根據題意和兩個實驗的結果可知：小麥穎果的皮色受兩對等位基因控制，基因基因型為yyrr的小麥穎果表現為白皮，基因型為Y_-R_-、Y_-rr、yyR_-的小麥穎果都表現為紅皮，因此，這兩對等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律．據此答題．

解答 解：（1）根據實驗2，F₁自交，F₂的表現型及數量比為紅皮：白皮=15：1，是9：3：3：1的特殊情況，說明小麥穎果的皮色的遺傳遵循基因的自由組合定律，因此與小麥穎果的皮色有關的基因Y、y和R、r位于2對同源染色體上．
（2）根據題意已知實驗2的F₁基因型YyRr，F₁自交所得F₂的表現型及數量比為紅皮：白皮=15：1，則F₂中白皮小麥的基因型是yyrr；由于F₁的基因型是YyRr，所以其自交后代有3×3=9種基因型，而只有yyrr一種是白皮，所以紅皮小麥的基因型有8種，其中純合子（YYRR、YYrr、yyRR）所占的比例為$\frac{3}{15}=\frac{1}{5}$．
（3）根據實驗1：F₁×純合白皮，F₂的表現型及數量比為紅皮：白皮=3：1，可推測F₁基因型YyRr，F₂紅皮的基因型為YyRr、Yyrr和yyRr，白皮的基因型為yyrr．則F₂產生基因型為yr的配子的概率為$\frac{9}{16}$，因此，全部F₂植株繼續與白皮品種yyrr雜交，F₃中白皮占$\frac{9}{16}$，紅皮占$\frac{7}{16}$，紅皮：白皮=7：9．
（4）實驗2的F₂中紅皮穎果共有1YYRR、2YYRr、1YYrr、2YyRR、4YyRr、2Yyrr、1yyRR、2yyRr8種基因型，任取一株，用白皮小麥的花粉對其授粉，則①1YYRR×yyrr→紅皮，②2YYRr×yyrr→紅皮，③1YYrr×yyrr→紅皮，④2YyRR×yyrr→紅皮，⑤4YyRr×yyrr→紅皮：白皮=3：1，⑥2Yyrr×yyrr→紅皮：白皮=1：1，⑦1yyRR×yyrr→紅皮，⑧2yyRr×yyrr→紅皮：白皮=1：1，故F₃的表現型及數量比可能有3種情況，其中皮色為紅皮：白皮=1：1的情況出現的概率為$\frac{4}{15}$．
（5）現有2包基因型分別為yyRr和yyRR的小麥種子，由于標簽丟失而無法區分，可以用測交的方法利用白皮（yyrr）小麥種子來檢驗其基因型，實驗步驟如下：
①分別將這2包無標簽的種子和已知的白皮小麥種子種下，在開花期分別將待測種子發育成的植株和白皮種子發育成的植株進行雜交，得到F₁種子；
②將F₁種子分別種下，待植株成熟后分別觀察統計 F₁的小麥穎果的皮色．
結果預測：如果 F₁小麥穎果既有紅皮又有白皮即紅皮：白皮=1：1，則包內種子的基因型為yyRr；如果 F₁小麥穎果只有紅皮，則包內種子的基因型為yyRR．
故答案為：
 （1）2  兩（不同）
（2）8 　$\frac{1}{5}$
（3）紅皮：白皮=7：9　
（4）3　$\frac{4}{15}$
（5）F₁小麥穎果的皮色　
F₁小麥穎果既有紅皮，又有白皮（小麥穎果紅皮：白皮=1：1）
F₁小麥穎果只有紅皮

點評 本題考查自由組合定律的實質及應用的相關知識點，意在考查學生對所學知識的理解與掌握程度，培養了學生的分析能力、獲取信息和解決問題的能力．