Question

13．某嚴格自花傳粉的二倍體植物（2n），野生型為紅花，突變型為白花．研究人員圍繞花色性狀的顯隱性關系和花色控制基因及在染色體上的定位，進行了以下相關實驗．請分析回答：
（1）在甲地的種群中，該植物出現一株白花突變．讓白花植株自交，若后代不發生性狀分離（全為白花植株）說明該突變型為純合體．將該白花植株與野生型雜交，若子一代為紅花植株，子二代紅花植株和白花植株比為3：1，出現該結果的條件是：①紅花和白花受一對等位基因控制，且基因完全顯性；②配子具有 相同成活率及受精能力并能隨機結合；③受精卵的發育能力及各基因型植株存活率相同．
（2）在乙地的種群中，該植物也出現了一株白花突變且和甲地的白花突變同為隱性突變．為確定甲、乙兩地的白花突變是否由相同的等位基因控制，可將甲、乙兩地的白花突變變型植株雜交，當子一代表現型為紅花植株時，可確定兩地的白花突變由不同的等位基因控制；若子二代中表現型及比例為紅花植株：白花植株=9：7或紅花植株：白花植株=1：1時，可確定白花突變由2對等位基因控制．
（3）缺體（2n-1）可用于基因的染色體定位．人工構建該種植物的缺體系（紅花）應有n種缺體．若白花由一對隱性突變基因控制，將白花突變植株與該種植物缺體系中的全部缺體分別雜交，留種并單獨種植，當子代出現表現型及比例為紅花植株：白花植株=1：1時，可將白花突變基因定位于該缺體所缺少的染色體．
（4）三體（2n+1）也可用于基因的染色體定位．若白花由一對隱性突變基因控制，將白花突變植株與三體系（紅花純合）中全部三體分別雜交，留種并單獨種植，當子二代出現表現型 及比例為紅花植株：白花植株=31：5時，可將白花突變基因定位．

Answer 1

分析 基因分離定律和自由組合定律的實質：進行有性生殖的生物在進行減數分裂產生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨著同源染色體分離而分離，分別進入不同的配子中，隨配子獨立遺傳給后代；位于非同源染色體上的非等位基因隨著非同源染色體的自由組合而發生自由組合．

解答 解：（1）若該突變型為純合體，則其自交后代不發生性狀分離；白花植株與野生型雜交，子一代全為紅花，子二代紅花：白花=3：1，符合孟德爾基因的分離定律，說明紅花和白花受一對等位基因控制．（2）要確定甲、乙兩地的白花突變是否由相同的等位基因控制，應將這兩地的白花突變型植物雜交，若兩地的白花突變由不同的等位基因控制，a．若這2對等位基因控制位于兩對同源染色體上用A（a）、B（b）表示，又它們均為隱性突變、嚴格自花傳粉，則甲地白花植物基因型為aaBB，乙地白花植物基因型為AAbb，它們雜交F₁代基因型為AaBb，全為紅花，F₁代自交，F₂代基因型及比例是A_B_（ 紅花）：AA_bb（白花）：aaB_（ 白花）：aabb（白花）=9：3：3：1，即紅花植株：白花植株=9：7；b．若這2對等位基因控制位于1對同源染色體上用A（a）、B（b）表示，則甲地白花植物基因型為aaBB，產生配子的基因型是aB，乙地白花植物基因型為AAbb，產生配子的類型是Ab，F₁代基因型為AaBb，產生的配子的類型及比例是Ab：aB=1：1，F₂代基因型及比例是AAbb：AaBb：aaBB=1：2：1，即紅花植株：白花植株=1：1．
（3）該嚴格自花傳粉的二倍體植物植物有2n條染色體，n對同源染色體，同源染色體上的基因相同，每次只需缺一對同源染色體中的任意一條，共需構建n種缺體．白花由一對隱性突變基因（A、a）控制，其基因型為aa，若該缺體缺少的染色體上含有該基因，則其基因型為A0，p：aa×A0，F₁：Aa紅花1：a0白花1．
（4）白花由一對隱性突變基因（A、a）控制，其基因型為aa，若該三體（紅花純合）基因型為AAA，p：aa×AAA，F₁：Aa紅花1：AAa紅花1，F₁：$\frac{1}{2}$Aa自交，F₂：aa白花$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}$；$\frac{1}{2}$AAa自交，AAa產生配子種類及比例$\frac{1}{6}$AA、$\frac{1}{6}$a、$\frac{1}{3}$Aa、$\frac{1}{3}$A，F₂：aa白花$\frac{1}{2}×\frac{1}{6}×\frac{1}{6}$；故F₂白花：$\frac{1}{8}+\frac{1}{72}=\frac{5}{36}$，紅花$\frac{31}{36}$，紅花植株：白花植株=31：5．
故答案為：
（1）不發生性狀分離（全為白花植株）    一對
（2）甲、乙兩地的白花突變型植株    紅花植株    紅花植株：白花植株=9：7或紅花植株：白花植株=1：1
（3）n 紅花植株：白花植株=1：1 該缺體所缺少的染色體
（4）紅花植株：白花植株=31：5

點評 本題旨在考查學生理解基因分離定律和自由組合定律的實質及應用條件，并學會應用演繹推理的方法進行設計遺傳實驗、推理判斷基因的位置．