Question

某药用植物是雌雄异株的二倍体植物，其性别决定方式为XY型。请回答下列问题。

(1)某海岛上一大型该药用植物的窄叶种群中，偶然发现一株雌性宽叶植株，若已知该变异由一个基因突变引起，则该宽叶性状为___________(填“显性性状”或“隐性性状”)，请设计实验探究该突变基因是位于常染色体上还是位于X染色体上(请写出实验思路、预期结果与结论)。

实验思路：_________________________________

结果及结论：

若___________，则该突变基因位于常染色体上；

若___________，则该突变基因位于X染色体上。

(2)若控制其宽叶和窄叶的基因(用A、a表示)位于X和Y染色体同源区段，现利用人工诱变的方法使其窄叶雄株的一个基因发生突变获得一株宽叶雄株，现利用该种群中宽叶或窄叶雌株与上述雄株进行杂交，若杂交的基因型组合为___________，可根据其子代幼苗叶的宽窄区分雌雄。

Answer

显性性状 让该宽叶雌株与窄叶雄株杂交，得到F1，选F1中窄叶植株作母本，宽叶植株作父本杂交得F2，统计F2的叶型 后代雌雄株皆有宽叶和窄叶 后代雌株全为宽叶，雄株全为窄叶 XAYa与XaXa或XaXa与XaYA

【解析】

显性突变只要出现突变基因即表现显性性状，而隐性突变需要出现隐性的纯合子才能表现为隐性性状。判断基因的位置是在常染色体上还是位于X染色体上，在已知显隐性的条件下，对于XY型的生物可选用隐性雌性与显性雄性杂交，通过统计杂交子代的表现型和比例即可判断。若不知道显隐性，可采用正反交的方法。正反交实验结果相同的，基因位于常染色体上；正反交实验结果不同的，基因位于X染色体上。

（1）由于只有一个基因突变，所以该突变宽叶植株是杂合子，表现出来的宽叶为显性，即宽叶是显性性状。在已知显隐性的情况下，判断基因是常染色体遗传还是伴X遗传的方法是用隐性雌性与显性雄性杂交，即宽叶植株父本与窄叶植株母本杂交。而题干中只有宽叶的雌株，所以先让该宽叶雌株与窄叶雄株杂交，得到F1，选F1中窄叶植株作母本，宽叶植株作父本杂交得F2，统计F2的叶型。如基因在常染色体上，则宽叶父本的基因型为Aa，窄叶母本的基因型为bb，杂交后代的基因型为Bb、bb，雌雄株表现为既有宽叶又有窄叶。如基因位于X染色体上，则宽叶雄株的基因型为XAY，窄叶雌株的基因型为XaXa，杂交后代的基因型为XaY、XAXa，雌株全表现为宽叶，雄株全表现为窄叶。根据上述分析可知，若后代雌雄株皆有宽叶和窄叶，则该突变基因位于常染色体上；若后代雌株全为宽叶，雄株全为窄叶，则该突变基因位于X染色体上。

（2）若控制其宽叶和窄叶的基因(用A、a表示)位于X和Y染色体同源区段，用人工诱变的方法使其窄叶雄株的一个基因发生突变获得一株宽叶雄株，则宽叶雄株的基因型为XAYa或XaYA，若要通过一次杂交实验，可通过幼苗的叶形来区分雌株和雄株，可用该宽叶突变雄株与窄叶雌株杂交，即杂交的组合为XAYa与XaXa或XaXa与XaYA，若雄株突变的基因型为XAYa，则与XaXa杂交的后代雌株均为宽叶，雄株均为窄叶。若雄株突变的基因型为XaYA，则与XaXa杂交的后代雌株均为窄叶，雄株均为宽叶。所以让突变的雄株与窄叶的雌株杂交即可通过子代的叶形区分雌雄。