Question

【題目】玉米是單性花、雌雄同株的農(nóng)作物。現(xiàn)利用玉米進(jìn)行以下研究

Ⅰ．下表為玉米 5 個(gè)純系的表現(xiàn)型、相應(yīng)的基因型（字母表示）及所在的染色體。品系②～⑤均只有一個(gè)性狀是隱性純合的，其他性狀均為顯性純合。

品系	①	②果皮	③節(jié)長(zhǎng)	④胚乳味道	⑤高度
性狀	顯性純合子	白色　pp	短節(jié) ee	甜 ss	矮莖 dd
相應(yīng)基因所在染色體		Ⅰ	Ⅰ	Ⅳ	Ⅵ

（1）某同學(xué)想驗(yàn)證基因分離定律，選擇品系①作父本和③作母本。請(qǐng)補(bǔ)全以下實(shí)驗(yàn)步驟： 先對(duì)③的雌花進(jìn)行套袋，待花成熟后收集①的花粉并給③授粉，然后應(yīng)對(duì)③作____處理，以后收獲_____所結(jié)的種子即為 F1 種子。播種讓其自然生長(zhǎng)收獲 F2 種子，再播種，觀察和記錄后代植株_____并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

（2）若選擇品系③和⑤作親本雜交得 F1，F1 再自交得 F2。則 F2 中表現(xiàn)為長(zhǎng)節(jié)高莖的植株占_________ ， 其中純合子的概率為_______________________________。

（3）能用②③作親本研究基因的自由組合定律嗎？_____________________（能或不能），理由是_________。

Ⅱ高莖與矮莖由一對(duì)等位基因（D、d）控制。現(xiàn)有高莖玉米和矮莖玉米植株若干，某研究小組依次進(jìn)行 了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：隨機(jī)選取一株高莖植株，讓其自交，F1 中高莖：矮莖約為 3∶1

實(shí)驗(yàn)二：隨機(jī)選取 30 株高莖植株，讓其分別自交，F1 中高莖：矮莖約為 7∶1

（4）實(shí)驗(yàn)一中選取的高莖植株的基因型是____，其 F1 中出現(xiàn)矮莖植株的現(xiàn)象可稱為________________________。

（5）實(shí)驗(yàn)二中 F1 性狀分離比不為 3∶1，其原因可能是________；對(duì)實(shí)驗(yàn)二 F1 中高莖植株進(jìn)行測(cè)交，得到 F2，理論上 F2 中矮莖植株所占比例為____。

Ⅲ.玉米種子的顏色由三對(duì)等位基因共同控制，其中顯性基因B、M、R同時(shí)存在時(shí)，表現(xiàn)為有色；其他情況都為無色。現(xiàn)用一種有色種子植株分別與三種無色種子植株雜交，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示（不考慮突變和交叉互換）。回答下列問題：

（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，判斷該有色種子植株的基因型是___________，請(qǐng)?jiān)趫D標(biāo)注出其基因的分布情況。________

Answer 1

【答案】套袋 ③ 節(jié)的長(zhǎng)短（節(jié)長(zhǎng)） 9/16 1/9 不能 這兩對(duì)基因位于同一對(duì)同源染色體上（兩對(duì)基因連鎖） Dd 性狀分離 30株高莖植株中既有純合子（占 1/2），又有雜合子（占 1/2） 1/7 BbMmRr

【解析】

1、基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)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，同時(shí)位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合。

2、由題意知，玉米種子的基因型為B_M_R_表現(xiàn)為有色，其他基因表現(xiàn)為無色，B_M_R_與BBmmrr雜交，子代都表現(xiàn)為無色，不能可能出現(xiàn)B_M_R_，基因型為B_M_R_個(gè)體不可能產(chǎn)生含有MR的配子，因此M（m）、R（r）不遵循自由組合定律，M、r連鎖，mR連鎖；B_M_R_與bbmmRR雜交，子代有色種子是25%，因此B_M_R_個(gè)體產(chǎn)生含有BM的配子的比例是25%，因此M（m）、B（b）遵循自由組合定律；B_M_R_×bbMMrr，子代25%的有色種子，說明B_M_R_產(chǎn)生含有BR的配子占25%，因此B（b）、R（r）遵循自由組合定律。

Ⅰ、（1）在雜交試驗(yàn)中，需要對(duì)③母本去雄，然后收集父本①的花粉，涂在母本的柱頭上，并套袋．產(chǎn)生的子一代再自交，收獲種子，再播種，觀察和記錄后代中節(jié)的長(zhǎng)短并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

（2）只考慮節(jié)長(zhǎng)和莖的高度，則品系③和⑤的基因型分別是eeDD和EEdd，雜交得F1（EeDd），自交得F2，F2中長(zhǎng)節(jié)高莖（E_D_）占3/4×3/4=9/16，其中四種基因型分別為1/16EEDD、2/16EEDd、2/16EeDD、1/16EEDD，在長(zhǎng)節(jié)高莖中純合子占1/9。

（3）根據(jù)自由組合定律的實(shí)質(zhì)可知，由于控制果皮和節(jié)長(zhǎng)的基因位于同一對(duì)同源染色體Ⅰ上，不能在產(chǎn)生配子時(shí)自由組合，因此不能選擇品系②③作親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證基因的自由組合定律。

Ⅱ、（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)一中“高莖植株自交，F1 中高莖：矮莖約為 3∶1”可知，高莖對(duì)矮莖為顯性，受一對(duì)等位基因控制，親本的基因型為Dd，F1出現(xiàn)高莖和矮莖現(xiàn)象稱為性狀分離。

（5）由于高莖為顯性性狀，實(shí)驗(yàn)二中選取的30株高莖可能存在兩種基因型DD和Dd，這樣導(dǎo)致F1 性狀分離比不為 3∶1；對(duì)實(shí)驗(yàn)二 F1 中高莖：矮莖=7:1分析，由于矮莖（dd）占1/8（=1/2×1/4），說明親本中Dd占兩種基因型的總株數(shù)的1/2。由此可計(jì)算F1高莖植株中，（1/2+1/2×1/4=5/8）DD：（1/2×1/2=1/4）Dd=5:2，它們進(jìn)行測(cè)交，得到 F2，理論上 F2 中矮莖植株所占比例為2/7×1/2=1/7。

Ⅲ、（6）①根據(jù)有色植株×aaBBrr→全為無色種子，不能出現(xiàn)B_M_R_，可判斷出M(m)和R(r)位于一對(duì)同源染色體上，且Mr位于一條染色體上，mR位于其同源染色體上，且有色植株基因型為B_MmRr，②根據(jù)有色植株×bbmmRR→25%有色種子（B_M_R_），分別考慮每一對(duì)基因，并結(jié)合前一雜交結(jié)論，則有色植株的基因型是BbMmRr，且B在另一對(duì)染色體上。③假設(shè)三對(duì)基因自由組合，該有色植株×bbMMrr后代應(yīng)該25%有色種子（B_M_R_），與結(jié)果不符，可推知三對(duì)基因存在連鎖關(guān)系。因此控制花色的三對(duì)等位基因位于2對(duì)同源染色體上，其中M(m)和R(r)位于一對(duì)同源染色體上，且Mr位于一條染色體上，mR位于其同源染色體上，B(b)位于另一對(duì)同源染色體上，圖示如下：