Question

某植物是一种雌雄同花的二倍体生物，其有红色、橙色和白色3种花色，且有的花上出现紫斑，有的无花斑。实验发现，红花无斑植株自交，子代中最多出现红花紫斑、红花无斑、橙花紫斑、橙花无斑、白花紫斑和白花无斑6种类型，对应的比例接近27∶117∶9∶39∶12∶52，相关基因完全显性。请回答:

(1)该植物种群中，花色的遗传受______对等位基因的控制；只研究花色与花斑的遗传时，白花紫斑植株的基因型共有______种。

(2)在只研究花色遗传的情况下，橙花植株和白花植株杂交，产生大量的子代(F₁)。若F₁未出现性状分离，则F₁的花色为_______；若F₁出现了性状分离，则F₁的花色类型及相应的分离比为__________。

(3)纯种橙花紫斑植株自交，将其产生的大量的种子用射线和化学物质进行处理，种植后，发现了极少量的变异植株，其中有一株开橙黄花深紫斑的植株(甲)。甲的育性很低，显微观察发现细胞内有4对染色体呈现异常的配对状态，如下图所示：

①图示中，染色体的配对发生在细胞的_______过程中，该配对状态是由______引起的，属于可遗传的变异。

②用射线和化学物质处理种子，仅出现极少量的变异植株，体现了突变具有_______的特点。研究发现，甲与纯种橙花紫斑植株的基因型完全相同，且控制花色的1对基因位于图A的染色体上、控制花斑的1对基因位于图D染色体上。在不考虑环境因素影响表现型的情况下，对甲的花色、花斑颜色的变化最合理的解释是_____________________。

Answer

2 6 红花或橙花 红花与橙花为1：1、或红花与白花为1：1、或白花与橙花为1：1、或红花、橙花与白花为1：1：2 减数分裂（减数第一次分裂） 染色体结构变异（易位、倒位、缺失或重复等） 突变率低 基因在染色体上的位置发生改变，会影响生物性状（基因具有位置效应，在染色体上位置的变化会影响其表达）

【解析】

由题文描述和图示分析可知，该题考查学生对基因自由组合定律、染色体结构变异等相关知识的识记和理解能力，以及获取信息、分析问题的能力。

(1) 红花无斑植株自交，子代中红花∶橙花∶白花＝（27＋117）∶（9＋39）∶（12＋52）＝9∶3∶4，紫斑∶无斑（27＋9＋12）∶（117＋39＋52）＝3∶13，说明花色的遗传受2对等位基因的控制，遵循基因的自由组合规律，同时也说明紫斑和无斑的遗传也受2对等位基因的控制，也遵循基因的自由组合规律，进而推知：白花有3种基因型、紫斑有2种基因型，所以白花紫斑植株的基因型有6种。

(2) 假设花色受A和a、B和b两对等位基因控制。若橙花植株为A_bb，则白花植株为aaB_、aabb。橙花植株和白花植株杂交有六种情况，即AAbb×aaBB、AAbb×aabb、AAbb×aaBb、Aabb×aaBB、Aabb×aabb、Aabb×aaBb，产生的子代分别是：全为红花、全为橙花、红花∶橙花＝1∶1、红花∶白花＝1∶1、白花∶橙花＝1∶1、红花∶橙花∶白花＝1∶1∶2。综上分析，若F1未出现性状分离，则F1的花色为红花或橙花；若F1出现了性状分离，则F1的花色类型及相应的分离比为：红花与橙花为1∶1，或红花与白花为1∶1，或白花与橙花为1∶1，或红花、橙花与白花为1∶1∶2。

(3) ①图示中，染色体的配对（即同源染色体的联会）发生在细胞的减数分裂（减数第一次分裂）过程中。图示中的4种异常配对状态都是由染色体结构变异引起的。

②用射线和化学物质处理种子，仅出现极少量的变异植株，体现了突变具有突变率低的特点。甲与纯种橙花紫斑植株的基因型完全相同，但表现型为橙黄花深紫斑，而且育性很低，这与甲细胞内有4对染色体呈现异常配对状态有关。已知甲控制花色的1对基因位于图A的染色体上、控制花斑的1对基因位于图D染色体上，所以在不考虑环境因素影响表现型的情况下，甲的花色、花斑颜色与纯种橙花紫斑植株不同的原因可能是：基因在染色体上的位置发生改变，会影响生物性状，或者是基因具有位置效应，在染色体上位置的变化会影响其表达。