Question

(实验探究)荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种，该性状的遗传涉及两对等位基因，分别用A、a和B、b表示。为探究荠菜果实形状的遗传规律，进行了杂交实验(如下图)。

(1)图中亲本基因型为________________。根据F₂表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵循________________。F₁测交后代的表现型及比例为________________________。另选两种基因型的亲本杂交，F₁和F₂的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为________________。

(2)图中F₂三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体在F₂三角形果实荠菜中的比例为________；还有部分个体自交后发生性状分离，它们的基因型是________________。

(3)现有3包基因型分别为AABB、AaBB和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分。根据以上遗传规律，请设计实验方案确定每包种子的基因型。有已知性状(三角形果实和卵圆形果实)的荠菜种子可供选用。

实验步骤：

①________________________________________________________________________；

②____________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

结果预测：

Ⅰ.如果______________________________________，则包内种子基因型为AABB；

Ⅱ.如果______________________________________，则包内种子基因型为AaBB；

Ⅲ.如果______________________________________，则包内种子基因型为aaBB。

Answer

AABB和aabb 基因自由组合定律 三角形果实∶卵圆形果实＝3∶1 AAbb和aaBB 7/15 AaBb 、Aabb和aaBb 用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子（用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子） F1种子长成的植株自交，得F2种子 （F1种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F2种子） F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例（F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例） F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为15∶1（F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1） F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为27∶5（F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为5∶3） F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1（F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为1∶1）

【解析】试题分析：运用统计学的方法分析F2中三角形果实与卵圆形果实的性状分离比（约为15∶1），由此准确定位该性状的遗传遵循基因的自由组合定律，卵圆形果实为双隐性纯合子（aabb），F1为双杂合子（AaBb），双亲中的三角形果实为双显性纯合子（AABB）。在此基础上结合题意，围绕基因的自由组合定律的知识进行相关问题的解答。

(1) 杂交实验结果显示：F2中三角形果实∶卵圆形果实＝301∶20≈15∶1，为9∶3∶3∶1的变式，说明荠菜的果实形状是由位于两对同源染色体上的两对等位基因决定，其遗传遵循孟德尔的自由组合定律，只要有显性基因存在就表现为三角形，F1的基因型为AaBb，进而推知亲本基因型为AABB和aabb。F1与卵圆形果实测交，其后代的表现型及比例为三角形果实（AaBb＋aaBb＋Aabb）∶卵圆形果实（aabb）＝3∶1。另选两种基因型的亲本杂交，F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为AAbb和aaBB。

(2) 图中F2三角形果实荠菜中，如果一对等位基因为显性纯合，则无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体在F2三角形果实荠菜中的比例为7/15；每对等位基因都存在隐性基因，个体自交后会发生性状分离，它们的基因型是AaBb、aaBb、Aabb。

(3) 现有3包基因型分别为AABB、AaBB、和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分。欲确定每包种子的基因型，可设计如下的杂交实验：

①用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实（aabb）种子长成的植株杂交，得F1种子；

②F1种子长成的植株自交，得F2种子（或F1种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F2种子）；

③F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例。

预测结果如下：

Ⅰ.若包内种子基因型为AABB，则F1的基因型为AaBb，F1自交所得F2的表现型及其比例为：三角形与卵圆形果实植株的比例约为15∶1；如果F1与卵圆形果实种子长成的植株杂交，所得F2的表现型及其比例为：三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1。

Ⅱ.若包内种子基因型为AaBB，则F1的基因型为1/2AaBb、1/2aaBb，F1自交所得F2的表现型及其比例为：三角形与卵圆形果实植株的比例约为27∶5；如果F1与卵圆形果实种子长成的植株杂交，所得F2的表现型及其比例为：三角形与卵圆形果实植株的比例约为5∶3。

Ⅲ.若包内种子基因型为aaBB，则F1的基因型为aaBb，F1自交所得F2的表现型及其比例为：三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1；如果F1与卵圆形果实种子长成的植株杂交，所得F2的表现型及其比例为三角形与卵圆形果实植株的比例约为1∶1。