Question

3．某二倍體植物的子葉顏色和種子形狀存在著：紅色種子對白色種子為完全顯性，由等位基因A、a控制，長粒種子對圓粒種子為完全顯性，由等位基因B、b控制，現有純合紅色長粒和純合白色圓粒的兩種親本雜交，所得F₁自交，多次重復實驗，統計F₂的表現型及比例都近似得到如下結果：紅色長粒：紅色圓粒：白色長粒：白色圓粒=66：9：9：16．根據實驗結果回答下列問題：
（1）上述兩對等位基因之間不遵循（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由組合定律，因為F₁（AaBb）自交，多次重復實驗，F₂四種表現型的近似比值都不為9：3：3：1．
（2）根據F₂中出現了紅色長粒和白色圓粒，還出現了親本所沒有的新的性狀組合，產生這種現象的根本原因是減數分裂過程中的減數第一次分裂前期（時期），控制不同性狀的基因進行了重組．因此F₁產生了雌配子和雄配子各有4種，其中AB配子與ab配子數量相等，Ab配子與aB配子數量相等．
（3）有人針對上述實驗結果提出了假說：
 ①控制上述性狀的2對等位基因位于1對同源染色體上．
 ②F1通過減數分裂產生的雌（或雄）配子的種類及比例是AB：aB：Ab：ab=4：1：1：4．
 ③雌雄配子隨機結合．
為驗證上述假說，請設計一個簡單的實驗并預期實驗結果：
實驗方案：將F₁與白色圓粒進行測交，觀察并統計子代的表現性及比例．
預期結果：若子代表現型及比例為紅色長粒：紅色圓粒：白色長粒：白色圓粒=4：1：1：4則假說成立，否則不成立．

Answer 1

分析 由題意知，純合紅色長粒的基因型是AABB，純合白色圓粒的基因型是aabb，二者雜交，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，遵循自由組合定律，子一代自交得到子二代的基因型及比例是A_B_（紅色長粒）：A_bb（紅色圓粒）：aaB_（白色長粒）：aabb（白色圓粒）=9：3：3：1；而事實是F₁自交，多次重復實驗，統計F₂的表現型及比例都近似得到如下結果：紅色長粒：紅色圓粒：白色長粒：白色圓粒=66：9：9：16，不是9：3：3：1，因此兩對等位基因位于一對同源染色體上，不遵循自由組合定律，遵循連鎖交換定律．

解答 解：（1）由分析可知，F₁（AaBb）自交，多次重復實驗，F₂四種表現型的近似比值都不為9：3：3：1，因此A（a）和B（b）兩對等位基因不遵循自由組合定律．
（2）由于A、B連鎖、a、b連鎖，如果不發生交叉互換，子一代產生的配子的類型及比例是AB：ab=1：1，子一代自交，子二代的基因型是AABB：AaBb：aabb=1：2：1，紅色長粒：白色圓粒=3：1，F₂中出現了紅色長粒和白色圓粒，還出現了親本所沒有的新的性狀組合，紅色圓粒、白色長粒，說明在減數分裂產生配子的過程中，同源染色體的非姐妹染色單體發生了交叉互換，產生了基因型為Ab、aB的新類型的配子，這種變異屬于基因重組，四種類型的比例關系AB=ab、Ab=aB．
（3）②由題意知，子二代的表現型及比例是紅色長粒：紅色圓粒：白色長粒：白色圓粒=66：9：9：16，aabb=16%，雌雄配子ab的比例是40%，AB=40%，Ab=aB=10%，因此F₁通過減數分裂產生的雌（或雄）配子的種類及比例是AB：aB：Ab：ab=4：1：1：4．
③如果該假設成立，子一代與白色圓粒（aabb）進行測交，后代的基因型及比例是AaBb：aaBb：Aabb：aabb=4：1：1：4，表現型及比例是紅色長粒：紅色圓粒：白色長粒：白色圓粒=4：1：1：4．
故答案為：
（1）不遵循    F₁（AaBb）自交，多次重復實驗，F₂四種表現型的近似比值都不為9：3：3：1
（2）減數第一次分裂前期    重組  ab   aB
（3）②AB：aB：Ab：ab=4：1：1：4  
③白色圓粒進行測交     紅色長粒：紅色圓粒：白色長粒：白色圓粒=4：1：1：4

點評 本題重在考查學生理解基因自由組合定律的實質和使用條件、減數分裂過程中染色體的行為變化及基因重組之間的關系，把握知識的內在聯系，并結合題干信息利用所學知識進行推理，解釋遺傳、變異問題．