Question

擬南芥的A基因位于1號染色體上，影響減數分裂時染色體交換頻率，a基因無此功能；B基因位于5號染色體上，使來自同一個花粉母細胞的四個花粉粒分離，b基因無此功能。用植株甲（AaBB）與植株乙(AAbb)作為親本進行雜交實驗，在F₂中獲得了所需植株丙（aabb）。

（1）花粉母細胞減數分裂時，聯會形成的_________經_______染色體分離、姐妹染色單體分開，最終復制后的遺傳物質被平均分配到四個花粉粒中。

（2）a基因是通過將T-DNA插入到A基因中獲得的，用PCR法確定T-DNA插入位置時，應從圖1中選擇的引物組合是________。

（3）就上述兩對等位基因而言，F₁中有______種基因型的植株。F₂中表現型為花粉粒不分離的植株所占比例應為_______。

（4）雜交前，乙的1號染色體上整合了熒光蛋白基因C、R。兩代后，丙獲得C、R基因（圖2）。帶有C、R基因的花粉粒能分別呈現出藍色、紅色熒光。

①丙獲得了C、R基因是由于它的親代中的____________在減數分裂形成配子時發生了染色體交換。

②丙的花粉母細胞進行減數分裂時，若染色體在C和R基因位點間只發生一次交換，則產生的四個花粉粒呈現出的顏色分別是______________。

③本實驗選用b基因純合突變體是因為：利用花粉粒不分離的性狀，便于判斷染色體在C和R基因位點間________，進而計算出交換頻率。通過比較丙和_____的交換頻率，可確定A基因的功能。

Answer 1

【答案】（1）四分體    同源

（2）Ⅱ和Ⅲ

（3）2    25%

（4）①父本和母本           

②藍色、紅色、藍和紅疊加色、無色

③交換與否和交換次數     乙

【解析】本題考查關于減數分裂過程中，同源染色體聯會時交叉互換的概念及過程的理解。對考生關于減數分裂的概念和有關知識要求較高，試題考查方式較為靈活，極具特色。屬于中高難度試題。

（1）減數分裂中，同源染色體會聯會形成四分體，接著同源染色體彼此分離；

（2）確定T-DNA插入位置時，需擴增A中T-DNA兩側片段，在DNA聚合酶的作用下從引物的3’端開始合成，即DNA復制時子鏈的延伸方向為5’→3’，故選擇Ⅱ、Ⅲ兩個片段做引物；

（3）由親代甲（AaBB）、乙（AAbb）雜交，可知F₁中有AABb、AaBb兩種基因型。F₁自交到F₂（從圖2可知），得到花粉粒不分離的植株（bb）所占的比例為25%;

（4）①本題目的之一是通過實驗，檢測A基因對于基因交換頻率的影響。故需將AA個體與aa個體進行比較，同時，為了鑒別是否發生交換，選擇熒光蛋白基因C、R整合到相應染色體上。本題中親代乙中C、R基因與A基因位于1號染色體上。故減數第一次分裂前期，同源染色體的非姐妹染色單體部分片段互換，致使C、R在F₂中與a基因位于1號染色體上。所以丙獲得C、R基因是由于F1在減數分裂形成配子時發生了染色體交換；

②丙的花粉母細胞減數分裂時，若染色體在C和R基因位點見只發生一次交換，則產生的四個花粉粒，且四種花粉粒,即呈現出的顏色分別僅含C藍色、僅含R紅色、C、R整合在一條染色體上紅藍疊加呈紫色，不含熒光標記基因的無色；故產生的四個花粉粒的顏色是：紅色、藍色、紫色、無色

③、本實驗選用b基因純合個體是為了利用花粉粒不分離的性狀，便于統計判斷染色體在C、R基因間是否發生互換，通過丙（aa）與乙（AA）比較，可確定A基因對于基因交換次數的影響。