Question

4．玉米的紫株和綠株由6號染色體上一對等位基因（N，n）控制，正常情況下紫株與綠株雜交，子代均為紫株．某科學家用X射線照射紫株A后再與綠株雜交，發現子代有紫株732株、綠株2株（綠株B）．為研究綠株B出現的原因，她讓綠株B與正常純合的紫株C雜交，F₁再嚴格自交得F₂，觀察F₂的表現型及比例，并做相關分析．
（1）上述雜交實驗中玉米植株顏色的遺傳遵循基因的分離規律，其中為顯性性狀的是紫株．
（2）假設一：X射線照射紫株A導致其發生了基因突變．基因突變的實質是改變脫氧核苷酸排列順序．如果此假設正確，則F₁的基因型為Nn；F₁自交得到的F₂中，紫株所占的比例應為$\frac{3}{4}$．
（3）假設二：X射線照射紫株A導致其6號染色體斷裂，含有基因N在內的部分片段丟失（注：一條染色體片段缺失不影響個體生存，兩條染色體缺失相同的片段個體死亡）．如果此假設正確，則綠株B能產生2種配子，F₁的表現型全部為紫株；F₁自交得到的F₂中，紫株所占比例應為$\frac{6}{7}$．

Answer 1

分析 正常情況下，玉米的紫株與綠株雜交所得到的子代均為紫株，說明紫株相對于綠株為顯性性狀，且親本中紫株的基因型為NN，綠株的基因型為nn．綠株B可能是基因突變產生的，也可能是染色體變異后產生的，答題的關鍵是扣住基因突變和染色體變異的區別．

解答 解：（1）玉米植株的顏色是受一對等位基因控制的，因此該性狀的遺傳遵循基因的分離定律．根據“正常情況下紫株與綠株雜交，子代均為紫株．”紫株為顯性性狀．
（1）假設一是基因突變，基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失和替換等，其實質是改變基因中脫氧核苷酸排列順序．紫株A變異后與綠株（nn）雜交，后代有綠株出現，說明紫株A的基因型為Nn，綠株B的基因型為nn．綠株B（nn）與正常純合的紫株C（NN）雜交，F₁的基因型為Nn；F₁自交得到F₂，F₂中紫株（N_）所占的比例應為$\frac{3}{4}$．
（2）假設二是染色體變異，即綠株B的一條染色體缺失含有基因N的片段，因此其能產生2種配子，一種配子含有基因n，另一種配子6號染色體斷裂缺失含N的片段．綠株B（On）與正常純合的紫株C（NN）雜交，F₁的基因型及比例為Nn：N0=1：1，均表現為紫株；F₁自交得到的F₂，$\frac{1}{2}$Nn自交后代為$\frac{1}{2}$（$\frac{1}{4}$NN、$\frac{1}{2}$Nn、$\frac{1}{4}$nn），$\frac{1}{2}$ON自交后代為$\frac{1}{2}$（$\frac{1}{4}$OO、$\frac{1}{2}$ON、$\frac{1}{4}$NN），由于兩條染色體缺失相同的片段的個體死亡，所以F₂中紫株所占比例應為$\frac{6}{7}$．
故答案為：
（1）基因的分離   紫株
（2）脫氧核苷酸排列順序       Nn    $\frac{3}{4}$
（3）2   全部為紫株      $\frac{6}{7}$

點評 本題考查基因分離規律、基因突變和染色體變異的應用，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力；能理論聯系實際，綜合運用所學知識解決自然界中的一些生物學問題的能力．