Question

【題目】豌豆的高度由兩對等位基因A－a與B－b共同決定，顯性基因的增高效應相同并可以累加，即顯性基因的個數與植株的高度呈正相關。現有高度為50cm和30cm的植株，基因型分別為AABB和aabb。

（1）請以上述植株為實驗材料，探究基因A－a與B－b的遺傳是否符合自由組合定律，寫出實驗思路、預期結果及結論。

實驗思路：_________________________________。

預期結果及結論：_________________________________。

（2）若基因A－a與B－b的遺傳符合自由組合定律，請回答：若F1的基因型為AaBb，F1自交產生F2。F2植株高度呈現多樣性，主要原因是___________。F2高度為40cm的植株中，雜合子的比例為___________。F2中全部高度為40cm的植株產生的配子種類及比例為___________。

Answer 1

【答案】將上述親本雜交得F1，F1自交得F2，統計F2的性狀分離比（將上述親本雜交得F1，再將F1測交，統計測交后代的株高及比例） 若F2中植株高度及比例為50cm∶45cm∶40cm∶35cm∶30cm=1∶4∶6∶4∶1，則符合自由組合定律；若F2中植株高度及比例為50cm∶40cm∶30cm=1∶2∶1，則不符合自由組合定律（子代中植株高度及比例為40cm∶35cm∶30cm=1∶2∶1，則符合自由組合定律；若子代中植株高度及比例為40cm∶30cm=1∶1，則不符合自由組合定律（否則不符合）） 基因重組及受精時雌雄配子隨機結合 2/3 AB∶Ab∶aB∶ab=1∶2∶2∶1

【解析】

探究基因的遺傳是否遵循基因的自由組合定律，可采用雜合子自交（或測交）方式。所以實驗方案可設計為：純合豌豆種子種植獲得子一代，讓子一代自交（或測交），觀察二代的豌豆高度性狀分離比。預期結果與結論，如子二代出現5種高度，且高度且比例接近于1：4：6：4：1（測交為3種，比例為1：2：1），則控制豌豆高度的基因位于兩對同源染色體上，遵循基因的自由組合定律。若出現3種表現型，比例為1：2：1（測交為2種表現型，比例為1：1），則控制豌豆高度性狀的基因位于同一對染色體上，不遵循基因的自由組合定律。

（1）如果豌豆高度性狀的遺傳符合基因自由組合定律，則控制性狀的兩對基因分別位于兩對同源染色體上，親本雜交，產生子一代。子一代的兩對等位基因會隨著同源染色體的分開而彼此分離，產生4種配子，子一代自交，雌雄配子結合有16種結合方式，子二代有9種基因型，5種表現型。基因型為AABB（高50cm），基因型為aabb（高30cm），顯性基因具有增高效應，且增高效應都相同，還可以累加，即顯性基因的個數與植株高度呈正相關，可以計算出每一個顯性基因植株增高（50-30）÷4=5cm。F1的基因型為AaBb，含有2個顯性基因，所以高度是40cm。AaBb自交后代分別含4個顯性基因、3個顯性基因、2個顯性基因、1個顯性基因、0個顯性基因，50cm、45cm、40cm，35cm、30cm，比例為1：4：6：4：1.（AaBb測交后代分別含有2個、1個、1個和0個顯性基因，高度分別是40cm、35cm、35cm、30cm，比例為1：2：1）。

如果控制性狀的基因位于一對同源染色體上，子一代產生2種配子，雌雄配子有4種結合方式，子一代自交，后代有3種表現型，比例為1：2：1。（子一代測交，后代2種表現型，比例為1：1），符合基因的分離定律。

（2）同一雙親后代呈現多樣性，說明減數分裂通過基因重組產生了種類多樣的配子，同時受精時，雌雄配子的結合是隨機的。F1的基因型為AaBb，F1自交產生F2，F2高度為40cm的植株基因型有三種，分別為AaBb，AAbb，aaBB，比例為4：1：1，所以雜合子的比例為2/3，產生的配子及比例為AB:Ab:aB:ab=1：2：2：1。