Question

10．二倍體植物水稻（2N=24）的花是兩性花（一朵花中既有雄蕊，也有雌蕊），在自然條件下主要通過自花傳粉繁殖后代．請回答下列問題
（1）在無相應病原體的生長環境中，為確認一株水稻是抗病還是感病，可采取的方法是人工接種（人為感染）相應的病原體（．（2）在植物雜交中，對母本的花去雄焐重要的一步，如果該操作不徹底，就會造成自交，從而影響實驗結果．
（3）已知水稻的高莖和矮莖由一對等位基因A、a控制，抗病和感病由另一對等位基因B、b控制．現用高莖、抗病和矮莖、感病兩個純合品種作親本進行雜交，F₁ 均為高莖、抗�。�請以F₁作為唯一的實驗材料，在不使用其它化學藥品的情況下設計實驗，以確定兩對基因位于一對同源染色體上還是位于兩對同源染色體上（注：不考慮交叉互換）．
①實驗思路或方法：讓F₁自交，觀察并統計F₂表現型及其比例．
②預期結果和結論：若后代中出現4種表現型，且比例為9：3：3：1，說明兩對基因分別位于兩對同源染色體上；若后代出現2種表現型，且比例為3：1，說明兩對基因位于一對同源染色體上．

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；同時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）如果生長環境中，沒有病原體，確認一株水稻是抗病還是感病，可以通過人工接種病原體，觀察該植物是否感染而判斷．
（2）由題意知，水稻是兩性花，進行雜交實驗時，如果沒有在花粉成熟前進行去雄，會造成水稻自交．
（3）由題意知，高莖、抗病和矮莖、感病兩個純合品種的基因型分別是AABB和aabb，兩個品種雜交子一代的基因型是AaBb，如果兩對等位基因分別位于2對同源染色體上，則遵循自由組合定律，子一代產生四種類型的配子，AB：Ab：aB：ab=1：1：1：1，自交后代的基因型是A_B_（高莖抗病）：A_bb（高莖感�。�：aaB_（矮莖抗�。�：aab（矮莖感�。゜=9：3：3：1；如果兩對等位基因位于一對同源染色體上，子一代產生兩種配子，AB：ab=1：1，自交后代的基因型是AABB：AaBb：aabb=1：2：1，其中AABB、AaBb表現為高桿抗病，aabb表現為矮桿感病．
故答案為：
（1）人工接種（人為感染）相應的病原體
（2）自交
（3）①讓F₁自交，觀察并統計F₂表現型及其比例
②若后代中出現4種表現型，且比例為9：3：3：1，說明兩對基因分別位于兩對同源染色體上；若后代出現2種表現型，且比例為3：1，說明兩對基因位于一對同源染色體上．

點評 本題旨在考查學生理解基因自由組合定律的實質和使用條件，學會應用演繹推理的方式設計遺傳實驗判斷2對等位基因遵循的遺傳規律，并預期實驗結果、獲取結論．