Question

13．如圖是某一年生自花傳粉植物（2n=10）的某些基因在親本染色體上的排列情況．該種植物的高度由三對等位基因B、b，F、f，G、g共同決定，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．已知母本高60cm，父本高30cm，據此回答下列問題．
（1）圖示細胞正處于減數第一次分裂時期，該時期細胞核內有20個DNA分子．
（2）F₁的高度是45cm，F₁測交后代中高度為40cm的植株出現的比例為$\frac{3}{8}$．
（3）多次實驗結果表明，讓F₁自交得到的F₂中雜合子Ee所占比例總為$\frac{2}{7}$，請推測原因E基因存在純合致死現象．
（4）該種植物葉緣鋸齒尖銳與光滑由兩對等位基因控制，且只有基因都為隱性時才表現為葉緣光滑．已知其中一對是位于1、2號染色體上的D、d，請設計實驗探究另一對等位基因是否也位于1、2號染色體上（不考慮交叉互換）．
第一步：選擇圖中的父本和母本雜交得到F₁種子；
第二步：種植F₁種子，待植株成熟讓其自交，得到F₂種子；
第三步：種植F₂種子，待其長出葉片，觀察統計葉片表現型及其比例．
結果及結論：
①F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近15：1，說明另一對等位基因不位于1、2號染色體上．
②若F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近3：1，說明另一對等位基因位于1、2號染色體上．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：植物的高度由三對等位基因B、b，F、f，G、g共同決定，由于母本含6個相關的顯性基因，而父本不含相關的顯性基因；又母本高60cm，父本高30cm，所以1個顯性基因的增高效應是5cm．
自交和測交實驗都能驗證兩對基因間的關系，關鍵是完全連鎖的AaDd個體只產生兩種配子，即AD和ad，且比例為1：1，由此推測子代的表現型和比例，從而判斷基因的位置．

解答 解：（1）圖示細胞中出現同源染色體的聯會現象，所以此細胞正處于減數第一次分裂前期，由于在間期發生了DNA復制，該時期細胞核內有20個DNA分子．
（2）母本BBFFGG與父本bbffgg雜交，F₁的基因型為BbFfGg，所以其高度是30+5×3=45cm，F₁測交后代中高度為40cm的植株中含2個顯性基因，因此，出現的比例為$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}×\frac{1}{2}×3=\frac{3}{8}$．
（3）F₁的基因型為Ee和ee，比例為1：1，讓F₁自交得到的F₂中，EE占$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}=\frac{1}{8}$，Ee占$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}=\frac{2}{8}$，ee占=$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}+\frac{1}{2}=\frac{5}{8}$．但Ee所占比例總為$\frac{2}{7}$，說明E基因存在純合致死現象．
（4）由于只有基因都為隱性時才表現為葉緣光滑，所以葉緣光滑的植物的基因型是aadd．為探究基因A和a是否與D和d同位于1、2號染色體上，進行如下雜交實驗：
第一步：選擇圖中的父本和母本雜交得到F₁種子；
第二步：種植F₁種子，待植株成熟讓其自交或測交，得到子代種子；
第三步：種植第二步的后代種子，待其長出葉片，觀察統計葉片表現型及其比例．
結果及結論：
①若F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近15：1，說明另一對等位基因不位于1、2號染色體上，遵循基因的自由組合定律．
②若F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近3：1，說明另一對等位基因位于1、2號染色體上，遵循基因連鎖定律．
故答案為：
（1）減數第一次         20   
（2）45           $\frac{3}{8}$ 
（3）E基因存在純合致死現象    
（4）第二步：種植F₁種子，待植株成熟讓其自交，得到F₂種子
第三步：種植F₂種子，待其長出葉片，觀察統計葉片表現型及其比例
①F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近15：1，說明另一對等位基因不位于1、2號染色體上
②若F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近3：1，說明另一對等位基因位于1、2號染色體上

點評 本題考查基因自由組合定律和數量遺傳的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．