Question

（18分）根据以下材料回答有关遗传问题：

Ⅰ．豌豆的表现型有高茎和矮茎、紫花和白花，其中紫花和白花这对相对性状由两对等位基因控制，这两对等位基因中任意一对为隐性纯合则表现为白花。用纯合的高茎白花个体与纯合的矮茎白花个体杂交，F1表现为高茎紫花，F1自交产生F2，F2有4种表现型：高茎紫花162株，高茎白花126株，矮茎紫花54株，矮茎白花42株。请回答：

⑴根据此杂交实验结果可推测，株高受      对等位基因控制，依据是            。在F2中矮茎紫花植株的基因型有     种，矮茎白花植株的基因型有       种。

⑵如果上述两对相对性状自由组合，则理论上F2中高茎紫花、高茎白花、矮茎紫花和矮茎白花这4种表现型的数量比为            。

Ⅱ．水稻的高杆对矮杆为完全显性，由一对等位基因控制（A、a），抗病对易感病为完全显性，由另一对等位基因控制（B、b），现有纯合高杆抗病和纯合矮杆易感病的两种亲本杂交，所得F₁代自交，多次重复实验，统计F₂的表现型及比例都近似得到如下结果：高杆抗病：高杆易感病：矮杆抗病：矮杆易感病=66：9：9：16。据实验结果回答下列问题：

（3）控制抗病和易感病的等位基因           （遵循/不遵循）基因的分离定律。

（4）上述两对等位基因之间              （遵循/不遵循）基因的自由组合定律。

（5）F₂代中出现了亲本所没有的新的性状组合，产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中，控制不同性状的基因进行了               ，具体发生在           时期。

（6）有人针对上述实验结果提出了假说：

①控制上述性状的两对等位基因位于         对同源染色体上

②F₁通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=4:1:1:4

③雌雄配子随机结合

为验证上述假说，请设计一个简单的实验并预期实验结果：

实验设计：                                                                。

预期结果：                                                                。

Answer

Ⅰ．（1）一 F2中高茎：矮茎=3：1（2分） 4 （2分） 5 （2分）

（2）27：21：9：7（2分）

Ⅱ．（3）遵循 （4）不遵循 （5）重新组合（基因重组）、 减数分裂的四分体（减Ⅰ前期）

（6） （同）一对

实验设计：将两纯合亲本杂交得到的F1代与纯合矮杆易感病的水稻杂交（1分），观察并统计子代的表现型及比例（1分）。（共2分）

预测结果：所得子代出现四种表现型，比例为：高杆抗病：高杆易感病：矮杆抗病：矮杆易感病=4：1：1：4 （表现型与比例各得1分，共2分）

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）根据F2中，高茎：矮茎=（162＋126）：（54＋42）=3:1，可知株高是受一对等位基因控制。假设紫花和白花受A、a和B、b两对基因控制，高茎和矮茎受基因D、d控制，根据题干可知，紫花基因型为A＿B＿；白花的基因型为A＿bb、aaB＿、aabb。根据纯合白花和纯合白花杂交出现全部为紫花（A＿B＿），可知亲本纯合白花的基因型是AAbb和aaBB，故F1的基因型为AaBbDd，因此F2的矮茎紫花植株基因型有：AABBdd、AABbdd、AaBBdd、AaBbdd四种基因型，矮茎白花植株的基因型有： AAbbdd、Aabbdd、aaBbdd、aaBBdd和aabbdd5种基因型。

（2）F1的基因型是AaBbDd，A和B一起考虑，D和d基因单独考虑分别求出相应的表现型比例，然后相乘即可。即AaBb自交，后代紫花（A＿B＿ ）：白花（A＿bb、aaB＿、aabb）=9:7，Dd自交，后代高茎：矮茎=3:1，因此理论上F2中高茎紫花、高茎白花、矮茎紫花和矮茎白花=27:21:9:7。

Ⅱ．（3）分析每一对性状，在F2代都符合3∶1，因此控制抗病和易感病的等位基因都符合基因分离定律。（4）分析两对等位基因之间关系，即不符9∶3∶3∶1，也不属于它的变型，因此它们不遵循基因自由组合定律。

（5）因此最可能原因是两对基因位于一对同源染色体上，在减数分裂时发生四分体的交叉互换造成的。

（6）根据以上分析，可实验假设两对等位基因位于一对同源染色体上，并且题中已假设了F1通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=4:1:1:4，如果假设成立，那么通过测交的方式后代也应该会出现这一结果。

考点：本题考查了孟德尔定律，同时还考查了减数分裂的有关知识。意在考查学生对孟德尔定律的理解能力，同时考查学生对生物学数据的抽象分析能力及设计实验的能力。通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。