Question

某二倍体植物的高秆对矮秆为完全显性，由等位基因A、a控制，抗病对易感病为完全显性，由等位基因B、b控制，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：

（1）上述两对等位基因之间_____________（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律。

（2）F₂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的_________（时期），控制不同性状的基因进行了__________________________。

（3）有人针对上述实验结果提出了假说：

①控制上述性状的2对等位基因位于1对同源染色体上。

②F₁通过减数分裂产生的雌（或雄）配子的种类及比例是_____________。

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：

实验方案：_____________，观察并统计子代的表现型及比例。

预期结果：_________________________________________。

Answer

不遵循 减数第一次分裂前期 基因重组（交叉互换） AB：aB：Ab：ab=4:1:1:4 将F1与纯合矮秆易感病水稻进行测交 若子代表现型及比例为高秆抗病：高秆易感病：矮秆抗病：矮秆易感病=1:1:4，则假设成立，否则不成立

【解析】试题分析：由题意知，纯合高杆抗病和纯合矮杆易感病的基因型是AABB、aabb，子一代的基因型是AaBb，子一代自交后代的四种表现型不是9：3：3：1，因此两对等位基因在遗传时不遵循自由组合定律，2对等位基因位于一对同源染色体上，A、B基因连锁，a、b基因连锁；出现四种表现型是两多、两少，是由于杂合子在进行减数分裂产生配子时，减数第一次分裂前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，产生基因重组导致的。

（1）由分析可知，两对等位基因不遵循自由组合定律。
（2）由分析可知，子二代出现新的性状组合是由于减数第一次分裂的前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换。
（3）如果2对等位基因位于1对同源染色体上，子二代中aabb=16%，子一代产生的ab的配子的比例是40%，因此F1通过减数分裂产生的雌（或雄）配子的种类及比例是AB：aB：Ab：ab=4：1：1：4，将F1与纯合矮杆易感锈病水稻（aabb）进行测交，测交后代的基因型是AaBb：aaBb：Aabb：aabb=4：1：1：4，即子代表现型及比例为高杆抗病：高杆易感病：矮杆抗病：矮杆易感病=4：1：1：4。