Question

1．請分析回答下列有關生物遺傳、變異、進化和細胞增殖問題：
（1）野茉莉是一種雌雄同花的植物，其花色形成的生化途徑如下圖所示，5對等位基因獨立遺傳，顯性基因控制圖示相應的生化途徑，若為隱性基因，相應的生化途徑不能進行，且C基因與D基因間的相互影響不考慮．（注：紅色和藍色色素均存在時表現為紫色，黃色和藍色色素均存在時表現為綠色，三種色素均不存在時表現為白色．）

①野茉莉花共有243種基因型．
②若要驗證基因自由組合定律，能否利用基因型為AabbccDdee的個體自交來驗證，為什么？不能，因為D和d這對等位基因對性狀分離無影響
③將基因型為AaBbccDDEE的植株與隱性純合體測交，后代的表現型及比例為紫色：綠色：藍色=1：1：2．
（2）某二倍體植物的花色有紅花和白花兩種，由位于常染色體上的等位基因B和b控制．已知白花植株不育．現利用紅花植株進行系列實驗，結果如表．請回答：
實驗1：紅花植株自交    結果：F₁紅花：白花=1：1
實驗2：F₁紅花植株的花粉離體培養→秋水仙素處理所獲得的幼苗    結果：全為白花
①讓紅花植株自交，子一代中基因B的頻率為25%．
②科研人員發現實驗2中用秋水仙素處理幼苗獲得的二倍體植株中，存在“嵌合體”的問題，即植株中有的細胞中有1個染色體組，有的細胞中有2個染色體組，造成此問題的原因最可能是細胞分裂不同步．
（3）動物體細胞中某對同源染色體多出 1條的個體稱為“三體”．研究發現，該種動物產生的多1條染色體的雌配子可育，而多1條染色體的雄配子不可育．該種動物的尾形由常染色體上的等位基因 R、r 控制，正常尾對卷曲尾為顯性．有人在一個種群中偶然發現了一只卷曲尾的雌性個體，其10號常染色體多出 1 條，其余染色體均正常．（注：“三體”細胞在減數分裂過程中，任意配對的兩條染色體分離時，另一條染色體隨機移向細胞任一極．）
①該雌性“三體”形成的原因是參與受精作用過程的雌配子異常所致，這種變異屬于可遺傳變異中的染色體（數目）變異．
②欲判斷基因 R、r 是否位于 10 號常染色體上，可讓這只卷曲尾的雌性“三體”與純合的正常尾雄性個體雜交得F₁，再讓F₁雌雄個體自由交配得F₂． 若F₂正常尾個體與卷曲尾個體的比例為13：5，則基因 R、r 位于 10 號常染色體上；若F₂正常尾個體與卷曲尾個體的比例為3：1，則基因 R、r 位于其他常染色體上．
（4）用顯微鏡觀察二倍體動物初級精母細胞分裂中期，若從細胞一極觀察，則可見染色體的排列情況是下面圖中的D（從A-D中選擇填寫）

Answer 1

分析 分析圖形：具有E基因為藍色；具有A基因或C基因為黃色；同時具有A和B基因或C和B基因時為紅色；紅色和藍色色素均存在時表現為紫色；黃色和藍色色素均存在時表現為綠色；三種色素均不存在時表現為白色、只有D基因時也為白色．
分析實驗：紅花植株自交，后代發生性狀分離，同時出現紅花和白花，說明紅花對白花是顯性性狀，且紅花植株是雜合子，基因型為Bb，紅花植株自交后代的性狀分離比是1：1，不是3：1，相當于測交實驗，即可能是紅花植株產生的含有B基因的花粉或卵細胞不活；分析是實驗2：F₁紅花植株（Bb）的花粉離體培養→秋水仙素處理所獲得的幼苗，全是白花植株（bb），說明含有B的花粉致死．

解答 解：（1）①已知野茉莉是一種雌雄同花的植物，其花色形成的生化途徑如下圖所示，5對等位基因獨立遺傳，每對基因有3種基因型，所以花色的基因型一共有3×3×3×3×3=243種．
②根據圖象分析可知因為D和d這對等位基因對性狀分離無影響，所以基因型為AabbccDdee的個體自交只能驗證基因的分離定律，不能驗證基因的自由組合定律．
③將基因型為AaBbccDDEE的植株與隱性純合體測交，后代基因型為AaBbccDdEe、AabbccDdEe、aaBbccDdEe、aabbccDdEe，表現型分別為紫色、綠色、藍色、藍色，所以后代的表現型及比例為紫色：綠色：藍色=1：1：2．
（2）①實驗1紅花自交后代出現了白花，說明紅花是顯性性狀，白花是隱性性狀，親本為Bb，后代性狀分離比是1：1，不是3：1，相對于測交實驗，說明親本含有B的雌配子或者雄配子不能成活．所以后代基因型為Bb、bb，則B的基因頻率為25%．
②科研人員發現實驗2中用秋水仙素處理幼苗獲得的二倍體植株中，存在“嵌合體”的問題，即植株中有的細胞中有1個染色體組，有的細胞中有2個染色體組，是因為細胞分裂不同步．
（3）①據題意可知：該雌性“三體”形成的原因是參與受精作用過程的雌配子異常所致，屬于染色體（數目）變異．
②親本應是rrr和RR，子一代中雌雄各有$\frac{1}{2}$Rr和$\frac{1}{2}$ Rrr，對于雌性個體都是可育的，所產生的配子有$\frac{4}{12}$ R、$\frac{2}{12}$Rr、$\frac{5}{12}$r、$\frac{1}{12}$rr，而在雄性個體中2/12Rr和1/12rr是不可育的，因此雄性個體產生的配子是$\frac{4}{9}$R和$\frac{5}{9}$r，自由交配后卷尾是：$\frac{5}{12}$×$\frac{5}{9}$+$\frac{1}{12}$×$\frac{5}{9}$=$\frac{5}{18}$，因此正常尾：卷尾=13：5，說明是在10號染色體上．如果不是位于10號染色體上，親本基因型應是雌性000rr，雄性是00RR，子一代中有雌雄各有$\frac{1}{200}$Rr和$\frac{1}{2000}$Rr，雌性產生的配子有$\frac{3}{8}$OR，$\frac{3}{8}$Or，$\frac{1}{8}$OOR，和$\frac{1}{8}$OOr，在雄性個體中不正常的配子不可育，因此就剩余$\frac{1}{2}$OR和$\frac{1}{2}$Or，$\frac{3}{8}$自由交配后卷尾是$\frac{3}{8}×\frac{1}{2}+\frac{1}{8}×\frac{1}{2}=\frac{1}{4}$，則F₂正常尾個體與卷曲尾個體的比例為3：1．
（4）二倍體動物初級精母細胞分裂中期，同源染色體對稱排列在赤道板的兩側，即每側含有一半染色體，沒有同源染色體，且散亂的分布，如圖D所示．
故答案為：
（1）①243       ②不能  因為D和d這對等位基因對性狀分離無影響     ③紫色：綠色：藍色=1：1：2
（2）①25%    ②細胞分裂不同步
（3）①雌    染色體（數目）變異      ②13：5    3：1
（4）D

點評 本題考查基因的自由組合定律、生物的變異的相關知識，此題有一定的難度，重點理解三對等位基因位于一對同源染色體上和三對等位基因位于三對同源染色體上而出現的不同結果，意在考查考生理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系的能力．