Question

15．某植物花瓣細胞中色素的產生由3對等位基因A和a、B和b、D和d控制，基因A、B、D對花瓣顏色的控制過程如圖所示，色素前體物質為白色．該植物花瓣的大小受一對等位基因E、e控制，基因型 EE的植株表現為大花瓣，Ee的為小花瓣，ee的為無花瓣（無繁殖能力）．這4對基因分別位于4對同源染色體上，請回答下列問題：

（1）根據顯性現象的表現形式，基因E和基因e之間的關系是不完全顯性．
（2）現有某一紫色小花瓣的植株M自交，所產生的子代植株既有大花瓣也有小花瓣，且在大花瓣植株中花的顏色的分離比為紫花：紅花：白花=9：3：4．
①M植株的基因型為AaBBDdEe．該植株在產生配子的過程中，基因A和A的分離發生在減數分裂II后期時期（什么分裂什么時期）．
②M植株自交后代共有7種表現型，其中有花瓣植株中，白色大花瓣所占的比例為$\frac{1}{12}$．
③M植株自交產生的紫花植株中，E的基因頻率為$\frac{2}{3}$．隨著自交代數的增加，E的基因頻率會升高，這說明自然選擇 （或“選擇”）會使基因頻率發生定向改變．
（3）現有一雜合的紅色植株與基因型為aabbdd的白色植株雜交，子代植株中花的顏色及比例是紅花：粉花=1：1，請用遺傳圖解表示該雜交過程（不考慮E，e基因）．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：植物的花色受三對獨立基因控制，遵循基因的自由組合定律．只要有A和B基因，白色前體物質就可合成紅色素；有D基因，紅色素就可合成紫色素．所以紫花植株的基因型為A_B_D_；粉花植株的基因型為A_bb__；紅花植株的基因型為A_B_dd；白花植株的基因型為aa____．據此答題．

解答 解：（1）該植物花瓣的大小受一對等位基因E、e控制，基因型 EE的植株表現為大花瓣，Ee的為小花瓣，ee的為無花瓣（無繁殖能力）．基因E對基因e不完全顯性，否則Ee的為大花瓣．
（2）現有某一紫色小花瓣的植株M，基因型可能為A_B_D_Ee；
①根據題意分析可知：紫花植株自交，其子代中開紫花、紅花、白花植株的比例為9：3：4，為9：3：3：1的變式，故花的顏色由兩對獨立的基因控制，沒有粉色，說明基因B為純合的．即紫色小花瓣的植株M，基因型可能為AaBBDdEe．該植株在產生配子的過程中，基因A和A是結果復制而來的，分別位于姐妹染色單體的相同位置，它們分離發生在減數分裂II后期，隨著姐妹染色單體分離而分離．
②M植株AaBBDdEe，自交后代花色的表現型有3種，花瓣有3種類型，因此理論上自交后代共有3×3=9種表現型，但是無花瓣中沒有顏色之分，因此后代中只有3+3+1種，即紫花大花瓣、粉花大花瓣、白花大花瓣、紫花小花瓣、粉花小花瓣、白花小花瓣、無花瓣．其中有花瓣植株中，大花瓣所占的比例為$\frac{1}{3}$，白色為$\frac{4}{9+3+4}=\frac{4}{16}$，即有花瓣植株中白色大花瓣所占的比例為$\frac{1}{3}×\frac{4}{16}=\frac{1}{12}$．
③ee的為無花瓣是無繁殖能力的．M植株自交產生的紫花植株中，對于花瓣基因存在$\frac{1}{3}$EE、$\frac{2}{3}$Ee，則E的基因頻率為$\frac{E}{E+e}$=$\frac{2+2}{（2+2）+2}=\frac{2}{3}$．由于自然對生物的進化具有定向選擇的作用，因此隨著自交代數的增加，E的基因頻率會升高．
（3）現有一雜合的紅色植株，可以預推測基因型為A_B_dd．與基因型為aabbdd的白色植株雜交，子代植株中花的顏色及比例是紅花：粉花=1：1，可看出屬于測交現象，由于無白色出現，可推測出雜合的紅色植株無a基因，其基因型為AABbdd．可推導出遺傳圖解如下：

故答案為：
（1）不完全顯性 
（2）①AaBBDdEe     減數分裂后期II 
   ②7  $\frac{1}{12}$     
   ③$\frac{2}{3}$    自然選擇 （或“選擇”）   
 （3）

點評 本題綜合考查基因的自由組合規律的實質及應用的相關知識，意在考查學生的分析能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力．