Question

【題目】薺菜的果實形狀有三角形和卵圓形兩種，該性狀的遺傳涉及兩對等位基因，分別是A、a和B、b表示。為探究薺菜果實形狀的遺傳規律，進行了雜交實驗（如圖）。

（1）圖中親本基因型為_________。根據F2表現型比例判斷，薺菜果實形狀的遺傳遵循_______。F1測交后代的表現型及比例為_______________________。另選兩種基因型的親本雜交，F1和F2的性狀表現及比例與圖中結果相同，推斷親本基因型為_______________。

（2）圖中F2三角形果實薺菜中，部分個體無論自交多少代，其后代表現型仍然為F2三角形果實薺菜中的比例_________；還有部分個體自交后發生性狀分離，它們的基因型是___________。

（3）薺菜果實形狀的相關基因a，b分別由基因A、B突變形成，基因A、B也可以突變成其他多種形式的等位基因，這體現了基因突變具有_______________的特點。自然選擇可積累適應環境的突變，使種群的基因頻率______ ，導致生物進化。

（4）現有3包基因型分別為AABB、AaBB、和aaBB的薺菜種子，由于標簽丟失而無法區分。根據以上遺傳規律，請設計實驗方案確定每包種子的基因型。有已知性狀（三角形果實和卵形果實）的薺菜種子可供選用。

實驗步驟：

①___________________：

②___________________；

③___________________。

結果預測：

Ⅰ如果______________________ 則包內種子基因型為AABB；

Ⅱ如果_______________________則包內種子基因型為AaBB；

Ⅲ如果________________________ 則包內種子基因型為aaBB

Answer 1

【答案】AABB和aabb 基因的自由組合定律 三角形果實：卵圓形果實=3:1 AAbb 和aaBB 7/15 AaBb、aaBb和Aabb 不定向性（或：多方向性） 定向改變 用三包種子長成的植株分別與卵圓形果實種子長成的植株雜交，得F1種子（用三包種子長成的植株分別于卵圓形果實種子長成的植株雜交，得F1種子） F1種子長成的植株自交，得F2種子（F1種子長成的植株分別與卵圓形果實種子長成的植株雜交，得F2種子） F2種子長成植株后，按果實形狀的表現型統計植株的比例（F2種子長成植株后，按果實形狀的表現型統計植株的比例） F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為15: 1（F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為3: 1） F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為27: 5（F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為5:3） F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為3: 1（F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為1: 1）

【解析】

本題考查基因的自由組合規律，解題的關鍵是本題中的F2的301三角形果實和20卵圓形果實，符合比例為15：1，找到這個突破口，逆向思維從而推出親本F1的基因型AaBb，親本的基因型也會迎刃而解。

（1）由F2的性狀分離比為301：20≈15：1，是9:3:3:1的變式，可以推知果實形狀是由兩對非同源染色體上的非等位基因控制的，遵循基因的自由組合定律。F2中A-B-9；A-bb3；aaB-3共計15/16，且占1/16的肯定是雙隱性的aabb個體，故卵圓形的基因型為aabb，由15：1這個比例還可推知F1肯定是雙雜合體AaBb，所以親本基因型為AABB和aabb。F1（AaBb）與aabb測交后代的基因型有四種AaBb、Aabb、aaBb、aabb，其中雙隱性為卵圓形aabb的占1/4，其他3份的表現型都是三角形。故F1測交后代的表現型及比例為三角形果實：卵圓形果實=3:1。另選兩種基因型的親本雜交，所選的親本雜交子代F1也應為雙雜合體AaBb，否則F2不會出現15：1，所以雙親的基因型為AAbb和aaBB，都是三角形的。

（2）F2三角形果實薺菜中，部分個體無論自交多少代，其后代表現型仍然為三角形果實，這樣的個體的基因型特點是不同時具有a和b的個體自交的子代都是三角形的，有以下基因型：AABB1/16、AABb1/8、AaBB1/8、aaBB1/16、AAbb1/16，它們總共占總數的7/16，但是占15份三角形中的7份即7/15。個體自交后發生性狀分離，也就是自交后代會出現三角形和卵圓形，這樣的個體基因型應同時具有a和b，即AaBb、Aabb和aaBb。

（3）薺菜果實形狀的相關基因a，b分別由基因A、B突變形成，基因A、B也可以突變成其他多種形式的等位基因，這體現了基因突變具有不定向性的特點。自然選擇可積累適應環境的突變，使種群的基因頻率定向改變，導致生物進化。

（4）基因型分別為AABB、AaBB和aaBB的三角形個體與基因型為aabb的卵圓形個體雜交獲得F1，F1自交的F2代的表現型情況是有所不同的，據此進行實驗設計。

實驗步驟：①用3包種子長成植株分別與卵圓形果實種子長成植株雜交，得F1種子；

②F1種子長成的植株自交，得到F2種子；

③F2種子長成植株后，按果實形狀的表現型統計植株的比例。

若包內種子基因型為AABB，與卵圓形即aabb雜交結果即F1為AaBb，F1種子長成的植株（基因型為AaBb）自交得F2種子，F2種子長成植株后，F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為15：1。若包內種子基因型為AaBB，與卵圓形即aabb雜交結果有：AaBb和aaBb，兩者各占一半，F1種子長成的植株自交得F2種子，F2種子長成植株后，F2卵圓形果實植株為1/2×1/16+1/2×1/4=5/32，所以F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為27: 5。若包內種子基因型為aaBB，與卵圓形即aabb雜交結果即F1為aaBb，F1種子長成的植株（基因型為aaBb）自交得F2種子，F2種子長成植株后，F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為3：1。故結果預測及結論為：

Ⅰ.如果F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為15∶1，則包內種子基因型為AABB；

Ⅱ.如果F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為27∶5，則包內種子基因型為AaBB；

Ⅲ.如果F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為3∶1，則包內種子基因型為aaBB。

當然也可用測交的方案進行實驗設計。

實驗步驟：①用3包種子長成植株分別與卵圓形果實種子長成植株雜交，得F1種子；

②F1種子長成的植株分別與卵圓形果實種子長成的植株雜交，得到F2種子；

③F2種子長成植株后，按果實形狀的表現型統計植株的比例。

若包內種子基因型為AABB，與卵圓形即aabb雜交結果即F1為AaBb，F1種子長成的植株（基因型為AaBb）與卵圓形果實種子（基因型為aabb）長成的植株雜交得F2種子，F2種子長成植株后，F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為3：1。若包內種子基因型為AaBB，與卵圓形即aabb雜交結果有：AaBb和aaBb，兩者各占一半，F1種子長成的植株與卵圓形果實種子（基因型為aabb）長成的植株雜交得F2種子，F2種子長成植株后，F2卵圓形果實植株為1/2×1/4+1/2×1/2=3/8，所以F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為5:3。若包內種子基因型為aaBB，與卵圓形即aabb雜交結果即F1為aaBb，F1種子長成的植株（基因型為aaBb）與卵圓形果實種子（基因型為aabb）長成的植株雜交得F2種子，F2種子長成植株后，F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為1：1。故結果預測及結論為：

Ⅰ.如果F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為3∶1，則包內種子基因型為AABB；

Ⅱ.如果F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為5∶3，則包內種子基因型為AaBB；

Ⅲ.如果F2三角形與卵圓形果實植株的比例約為1∶1，則包內種子基因型為aaBB。