Question

小麦的染色体数为42条。下图表示小麦的三个纯种品系的部分染色体及基因组成：Ⅰ、Ⅱ表示染色体，A为矮杆基因，B为抗矮黄病基因，E为抗条斑病基因，均为显性。乙品系和丙品系由普通小麦与近缘种偃麦草杂交后，经多代选育而来（图中黑色部分是来自偃麦草的染色体片段）。

（1）乙、丙系在培育过程中发生了________变异。该现象如在自然条件下发生，可为________提供原材料。

（2）甲和乙杂交所得到的F₁自交，所有染色体正常联会，则在细胞减数分裂    期基因A与a可随________的分开而分离。F₁自交所得F₂中仅表现抗矮黄病的基因型为        。基因型为AaB的个体所占比例为      。该过程      （符合/不符合）基因的自由组合定律。

（3）甲和丙杂交所得到的F₁自交，减数分裂中Ⅰ_甲与Ⅰ_丙因差异较大不能正常配对，而其他染色体正常配对，则在细胞减数分裂    期形成  个四分体；该减数分裂正常完成，可产生________种基因型的配子，配子中最多含有________条染色体。

（4）让（2）中F₁与（3）中F₁杂交，若各种配子的形成机会和可育性相等，产生的种子均发育正常，则后代植株同时表现三种性状的概率为________。

Answer

（15分）（1）染色体结构 生物进化 （2）   MⅠ后   同源染色体 aaBB aaB 1/4  符合 （3） MⅠ前20 4 22 （4） 3/16

【解析】这道题综合考查了遗传的基本规律、染色体变异、减数分裂以及进化等相关知识，考查了学生的理解能力、获取信息能力和综合运用能力。乙细胞中，普通小麦的Ⅱ号染色体上，B基因所在的打阴影部分的染色体片段来自于偃麦草，偃麦草与普通小麦属于两个不同的物种，没有同源染色体，所以乙在培育的过程中发生了染色体片段由偃麦草的染色体转移到了它的非同源染色体即普通小麦的Ⅱ号染色体上，这属于染色体结构变异，同理，丙系在培育的过程中也发生了染色体结构变异。依据现代生物进化理论，染色体变异能为生物进化提供原材料。甲和乙杂交所得到的F1，其细胞内染色体组成如右图,F1的基因型为ⅠAⅠaⅡBⅡO,A与a是位于一对同源染色体上的等位基因，在减数第一次分裂的后期，会随着同源染色体的分离而分离。F1所有染色体正常联会，且A、B两基因独立遗传，所以F1自交所得F2有9种基因型，即ⅠAⅠAⅡBⅡB、ⅠAⅠAⅡBⅡO、ⅠAⅠaⅡBⅡB、ⅠAⅠaⅡBⅡO、ⅠaⅠaⅡBⅡB、ⅠaⅠaⅡBⅡO、ⅠAⅠAⅡOⅡO、ⅠAⅠaⅡOⅡO和ⅠaⅠaⅡOⅡO。其中仅表现抗矮黄病的只有ⅠaⅠaⅡBⅡB和ⅠaⅠaⅡBⅡO两种基因型。甲和丙杂交所得到的F1，其细胞内染色体组成如右图,F1的基因型为ⅠAOⅠaEⅡ0ⅡO,除了I甲与I丙因差异较大不能正常配对形成四分体外，其余20对同源染色体的正常配对，各形成1个四分体，所以可观察到20个四分体。在减数分裂形成配子的过程中，有可能I甲与I丙没有平均分配到两个次级性母细胞中，而是进入到了同一个次级性母细胞中，这样就会形成ⅠAOⅠaEⅡ0与Ⅱ0两种基因型的配子；也有可能I甲与I丙平均分配到两个次级性母细胞中，这样就会形成ⅠAOⅡ0与ⅠaEⅡ0两种基因型的配子。因此，最终可以形成4种基因型的配子。其中，基因型为ⅠAOⅠaEⅡ0的配子中既含有I甲又含有I丙，染色体数目最多，为22条。

（2）中的F1能产生基因型为ⅠaOⅡO、ⅠAOⅡO、ⅠaOⅡB和ⅠAOⅡB的四种配子，如下图所示，四种配子的比例为1/4：1/4：1/4：1/4；（3）中的F1能产生基因型为ⅠAOⅠaEⅡO、ⅡO、ⅠAOⅡO和 ⅠaEⅡO的四种配子，如下图所示，由于各种配子的形成机会与可育性相等，所以四种配子的比例为1/4：1/4：1/4：1/4。列出P方阵如下：

1/4ⅠaOⅡO

1/4ⅠAOⅡO

1/4ⅠaOⅡB

1/4ⅠAOⅡB

1/4ⅠAOⅠaEⅡO

1/16ⅠAOⅠaEⅠaOⅡOⅡO

1/16ⅠAOⅠAOⅠaEⅡOⅡO

1/16ⅠAOⅠaOⅠaEⅡOⅡB

1/16ⅠAOⅠAOⅠaEⅡBⅡO

1/4ⅡO

1/16ⅠaOⅡOⅡO

1/16ⅠAOⅡOⅡO

1/16ⅠaOⅡBⅡO

1/16ⅠAOⅡBⅡO

1/4ⅠAOⅡO

1/16ⅠAOⅠaOⅡOⅡO

1/16ⅠAOⅠAOⅡOⅡO

1/16ⅠAOⅠaOⅡBⅡO

1/16ⅠAOⅠAOⅡBⅡO

1/4ⅠaEⅡO

1/16ⅠaEⅠaOⅡOⅡO

1/16ⅠAOⅠaEⅡOⅡO

1/16ⅠaEⅠaOⅡBⅡO

1/16ⅠAOⅠaEⅡBⅡO

可见，后代植株同时表现三种性状的几率为1/16ⅠAOⅠaOⅠaEⅡOⅡB +1/16ⅠAOⅠAOⅠaEⅡBⅡO +1/16ⅠAOⅠaEⅡBⅡO =3/16。