Question

14．玉米非糯性基因（A）對糯性基因（a）是顯性，植株紫色基因（B）對植株綠色基因（b）是顯性，這兩對等位基因分別位于第9號和第6號染色體上．玉米非糯性子粒及花粉遇碘液變藍色，糯性子粒及花粉遇碘液變棕色．現有非糯性紫株、非糯性綠株和糯性紫株三個純種品系供實驗選擇．請回答：
（1）若采用花粉鑒定法驗證基因的分離定律，應選擇表現型為非糯性紫株與糯性紫株雜交．如果用碘液處理子代所有花粉，則顯微鏡下觀察到花粉顏色及比例為藍色：棕色=1：1．
（2）若驗證基因的自由組合定律，則兩親本基因型為AAbb、aaBB，并且在花期進行套袋和人工授粉等操作．
（3）當用X射線照射親本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性綠株的個體上，發現在F₁的734株中有2株為綠色．經細胞學的檢查表明，這是由于第6號染色體上載有的紫色基因（B）區段缺失導致的．已知第6號染色體區段缺失的雌、雄配子可育，而缺失純合子（兩條同源染色體均缺失相同片段）致死．
①請在圖中選擇恰當的基因位點標出F₁綠株的基因組成．
若在幼嫩花藥中觀察圖中染色體，最好選擇處于減數第一次分裂前（聯會、四分體）期細胞．
②在做細胞學的檢查之前，有人認為F₁出現綠株的原因是經X射線照射的少數花粉中紫色基因（B）突變為綠色基因（b），導致產生F₁中綠株．某同學設計了以下雜交實驗，探究X射線照射花粉產生的變異類型．
實驗步驟：
第一步：選F₁綠色植株與親本中的紫株雜交，得到種子（F₂）；
第二步：F₂植株自交，得到種子（F₃）；
第三步：觀察并記錄F₃植株顏色及比例．
結果預測及結論：
若F₃植株的紫色：綠色為3：1，說明花粉中紫色基因（B）突變為綠色基因（b），沒有發生第6號染色體上載有的紫色基因（B）的區段缺失．
若F₃植株的紫色：綠色為6：1，說明花粉中第6號染色體上載有的紫色基因（B）的區段缺失．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：驗證基因的分離定律時，只能考慮一對等位基因，所以用非糯性紫株與糯性紫株雜交．F₂代所有花粉中，非糯性基因（A）和糯性基因（a）為1：1，所以用碘液處理F₂代所有花粉，則顯微鏡下觀察到花粉顏色及比例為藍色：棕色=1：1．
由于第6號染色體載有紫色基因（B）區段缺失導致F₁代出現2株綠色玉米，所以F₁代綠株的基因組成bb．同源染色體配對發生在減數第一次分裂的聯會時期，即前期，所以要在幼嫩花藥中觀察上圖染色體現象，應選擇處于減數第一次分裂的前期細胞進行觀察．

解答 解：（1）由于玉米非糯性籽粒及花粉遇碘液變藍色，糯性籽粒及花粉遇碘液變棕色，所以采用花粉鑒定法驗證基因分離定律，只能選擇非糯性紫株與糯性紫株雜交．F₂代所有花粉中，非糯性基因（A）和糯性基因（a）為1：1，所以用碘液處理F₂代所有花粉，則顯微鏡下觀察到花粉顏色及比例為藍色：棕色=1：1．
（2）若驗證基因的自由組合定律，則應選擇非糯性綠株和糯性紫株兩個純種品系進行雜交，其基因型為AAbb和aaBB．在雜交實驗過程中，要在花期進行套袋和人工授粉．
（3）①由于第6號染色體載有紫色基因（B）區段缺失導致F₁代出現2株綠色玉米，所以F₁代綠株的基因組成bb，如答案圖所示．同源染色體配對發生在減數第一次分裂的聯會時期，即前期，所以要在幼嫩花藥中觀察上圖染色體現象，應選擇處于減數第一次分裂的前期細胞進行觀察．
②要探究X射線照射花粉產生的變異類型，需要選F₁代綠色植株與親本中的非糯性紫株或糯性紫株雜交，得到種子（F₂代）；將F₂代植株的自交，得到種子（F₃代）．
如果F₃代植株的紫色：綠色為3：1，則說明花粉中紫色基因（B）突變為綠色基因（b），沒有發生第6染色體載有紫色基因（B）的區段缺失；
如果F₃代植株的紫色：綠色為6：1，則說明花粉中第6染色體載有紫色基因（B）的區段缺失．BB×bO→Bb、BO，讓其分別自交BO的后代為：BB、2BO、OO（致死），Bb的后代為：BB、2Bb、bb，所以紫色：綠色為6：1．
故答案為：
（1）糯性紫株　　　　藍色：棕色=1：1
（2）AAbb、aaBB　　　人工授粉
（3）①如右圖      　
一 　　　   前（聯會、四分體）
②紫株　　   　 3：1　　    　6：1

點評 本題考查基因自由組合定律和染色體變異的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力．