Question

某植物为雌雄异株植物，性别决定方式为XY型。在该植物中，等位基因A和a分别控制着黄花和白花两种花色，基因A和a均能被荧光标记为绿色。某课题小组对某雄株根尖分生区的细胞进行了荧光标记。随后用荧光显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞，观察到4个绿色荧光点，据此小组成员甲猜测控制花色的基因位于常染色体上，而成员乙不同意甲的观点，认为是另外一种可能。结合材料回答下列问题：

（1）若成员甲的猜测正确，请用曲线图表示不同有丝分裂时期_________________________________（不用表示间期）能观察到的荧光点数。

（2）成员乙猜测基因A和a位于__________________________。

（3）现有纯合的黄色雌、雄株若干，纯合的白色雌、雄株若干，请从中选择所需材料，求证花色基因所在的位置_________________________________（写出实验设计思路及相应结论）。

Answer

X染色体和Y染色体的同源区段 实验思路：选择纯合的黄花雄株和纯合的白花雌株杂交，得子一代，再让子一代的雌、雄株杂交，统计子二代的表现型及比例（合理即可）（结论：若子二代植株的花色与性别无关，不论雌、雄，黄花:白花，则A和a位于常染色体上（合理即可）；若子二代中，雄株全部开黄花，雌株中黄花:白花，则A和a位于X染色体和Y染色体的同源区段

【解析】

基因A和a均能被荧光标记为绿色，对某雄株根尖分生区的细胞进行荧光标记，用荧光显微镜观察处于有丝分裂中期的细胞，此时DNA已完成复制，可以观察到4个绿色荧光点，说明基因A和a位于常染色体或是X染色体和Y染色体的同源区段。

（1）若成员甲的猜测正确，则有丝分裂前、中、后、末期细胞中均有4个荧光点，有丝分裂末期结束后细胞中的荧光点变为2个，图示如答案。

（2）无论基因位于常染色体上，还是位于X染色体和Y染色体的同源区段，复制后，有丝分裂中期细胞中都会出现4个荧光点。

（3）根据提供的材料，一次杂交实验不能判断出基因在染色体上的位置，需要设置两次杂交实验，即可以选择纯合的黄花雄株和纯合的白花雌株为亲本进行杂交，再让子一代中的雌雄个体杂交，观察子二代的表现型及比例。若子二代植株的花色与性别无关，不论雌、雄，黄花:白花，则A和a位于常染色体上；若子二代中，雄株全部开黄花（XAYA、XaYA），雌株中黄花（XAXa）:白花（XaXa），则A和a位于X染色体和Y染色体的同源区段。也可以选择纯合的白花雄株和纯合的黄花雌株为亲本进行杂交，再让子一代雌雄个体杂交得子二代，若子二代植株的花色与性別无关，不论雌雄，黄花:白花=3∶1，则A和a位于常染色体上。若子二代中，雌株全开黄花（XAXA、XAXa），雄株中黄花（XAYa）∶白花（XaYa）=1∶1，则A和a位于X染色体和Y染色体的同源区段。