Question

豌豆的高度由两对等位基因A－a与B－b共同决定，显性基因的增高效应相同并可以累加，即显性基因的个数与植株的高度呈正相关。现有高度为50cm和30cm的植株，基因型分别为AABB和aabb。

（1）请以上述植株为实验材料，探究基因A－a与B－b的遗传是否符合自由组合定律，写出实验思路、预期结果及结论。

实验思路：_________________________________________________。

预期结果及结论：_________________________________________________。

（2）若基因A－a与B－b的遗传符合自由组合定律，请回答：

①基因A与基因a的主要区别是____________________。

②若F₁的基因型为AaBb，F₁自交产生F₂。F₂植株高度呈现多样性，主要原因是__________。F₂高度为40cm的植株中，杂合子的比例为__________。F₂中全部高度为40cm的植株产生的配子种类及比例为__________。

Answer

将上述亲本杂交得F1,F1自交得F2，统计F2的性状分离比（将上述亲本杂交得F1,再将F1测交，统计测交后代的株高及比例） 若F2中植株高度及比例为50cm:45cm:40cm:35cm:30cm:=1:4:6:4:1，则符合自由组合定律；若F2中植株高度及比例为50cm:40cm:30cm=1:2:1，则不符合自由组合定律（子代中植株高度及比例为40cm:35cm:30cm:=1:2:1，则符合自由组合定律；若子代中植株高度及比例为40cm:30cm=1:1，则不符合自由组合定律（否则不符合）） 碱基对的排列顺序不同 基因重组及受精时雌雄配子随机结合 2/3 AB:Ab:aB:ab=1:2:2:1

【解析】

探究基因的遗传是否遵循基因的自由组合定律，可采用杂合子自交（或测交）方式。所以实验方案可设计为：纯合豌豆种子种植获得子一代，让子一代自交（或测交），观察二代的豌豆高度性状分离比。预期结果与结论，如子二代出现5种高度，且高度且比例接近于1：4：6：4:1（测交为3种，比例为1:2:1），则控制豌豆高度的基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。若出现3种表现型，比例为1:2；1（测交为2种表现型，比例为1:1），则控制豌豆高度性状的基因位于同一对染色体上，不遵循基因的自由组合定律。

（1）如果豌豆高度性状的遗传符合基因自由组合定律，则控制性状的两对基因分别位于两对同源染色体上，亲本杂交，产生子一代。子一代的两对等位基因会随着同源染色体的分开而彼此分离，产生4种配子，子一代自交，雌雄配子结合有16种结合方式，子二代有9种基因型，5种表现型。基因型为AABB（高50cm），基因型为aabb（高30cm），显性基因具有增高效应，且增高效应都相同，还可以累加，即显性基因的个数与植株高度呈正相关，可以计算出每一个显性基因植株增高50÷4=12.5cm，每一个隐性基因增高30÷4=7.5。F1的基因型为AaBb，含有2个显性基因，所以高度是40cm。AaBb自交后代分别含4个显性基因、3个显性基因、2个显性基因、1个显性基因、0个显性基因，50cm、45cm、40cm，35cm、30cm，比例为1：4:6:4:1。（AaBb测交后代分别含有2个、1个、1个和0个显性基因，高度分别是40cm、35cm、35cm、30cm，比例为1:2:1）。

如果控制性状的基因位于一对同源染色体上，子一代产生2种配子，雌雄配子有4种结合方式，子一代自交，后代有3种表现型，比例为1:2:1。（子一代测交，后代2种表现型，比例为1：1），符合基因的分离定律。

（2）①基因A与基因a为等位基因，是基因突变产生的，等位基因A与a的本质区别在于基因片段中脱氧核苷酸的排列顺序的差别，即碱基序列的不同。

②同一双亲后代呈现多样性，说明减数分裂产生了种类多样的配子，同时受精时，雌雄配子的结合是随机的。F1的基因型为AaBb，F1自交产生F2，F2高度为40cm的植株基因型有三种，分别为AaBb，AAbb，aaBB，比例为4:1:1，所以杂合子的比例为2/3，产生的配子及比例为AB:Ab:aB:ab=1:2:2:1。