Question

某雌雄异株的植物(2n=16)，性别决定方式为XY型。该植物有高茎和矮茎(由基因A、a控制)、抗病和感病(由基因B、b控制)两对相对性状，用高茎感病植株和矮茎抗病植株为亲本进行正交和反交实验，F₁均为高茎抗病：F₁的雌雄植株进行杂交，F₂的表现型及比例为高茎抗病：高茎感病：矮茎抗病：矮茎感病=5：3：3：1(不考虑基因位于X、Y染色体同源区段)。回答下列问题：

(1)与豌豆相比，该植物进行杂交实验操作时，可以省去的步骤是___________。

(2)欲对该植物的基因组DNA进行测序，需测定___________条染色体上的DNA序列。

(3)控制上述两对相对性状的基因___________(填“遵循”或“不遵循”)自由组合定律。根据正、反交实验结果可判断上述两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传，判断的依据是：______________________。根据正、反交实验结果还能够排除这两对性状的遗传方式是______________________的可能性。

(4)上述杂交结果是由于某种花粉不育导致的，可推测是含___________基因的花粉不育，F₂高茎抗病植株中双杂合个体占___________。

(5)科研人员将某抗虫蛋白基因M导入该植物某雄株中的某条染色体上，使之具备抗虫性状。为了确定基因M所在的染色体，让该植株与雌株杂交，测定后代的抗虫性。

①若后代中仅雄株具备抗虫性，则基因M最可能位于___________染色体上。

②若后代中仅雌株具备抗虫性，则基因M最可能位于___________染色体上；

③若后代中______________________，则基因M位于常染色体上。

Answer

去雄 9 遵循 正交、 反交结果相同（子代形状表现与性别无关） 细胞质遗传 AB 3/5 Y X 不论雌雄均有抗虫和不抗虫

【解析】

基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

(1)由于该植物为雌雄异株，与豌豆相比，该植物进行杂交实验操作时，可以省去的步骤是去雄。

(2) 某雌雄异株的植物(2n=16)，该植物性别决定方式为XY型，欲对该植物的基因组DNA进行测序，需测定7条常染色，X、Y两条性染色体，共9条染色体上的DNA序列。

(3) 由于F2的表现型及比例为高茎抗病：高茎感病：矮茎抗病：矮茎感病=5：3：3：1，属于9:3:3:1的变式，因此，控制上述两对相对性状的基因遵循自由组合定律。根据正、反交实验结果可判断上述两对相对性状的遗传都不属于伴性遗传，判断的依据是：正、反交结果相同。根据正、反交实验结果还能够排除这两对性状的遗传方式是细胞质遗传的可能性。

(4) 由于F2的表现型及比例为高茎抗病：高茎感病：矮茎抗病：矮茎感病=5：3：3：1，即A_B_:A_bb:aaB_:aabb=5:3:3:1,上述杂交结果是由于某种花粉不育导致的，可推测致死的是A_B_中的基因型，而A_bb、aaB_、aabb中不存在致死基因型，进一步推测纯合子AAbb、aaBB、aabb都不致死，因此，Ab、aB、ab的花粉都可育，那么只可能是含AB基因的花粉不育，A_B_中致死的基因型及比例是1/16AABB，1/16AaBb，1/16AABb，1/16AaBB，则A_B_中存活的基因型及比例是3/16AaBb，1/16AABb，1/16AaBB，则 F2高茎抗病植株中双杂合个体占3/5。

(5)据分析可知，科研人员将某抗虫蛋白基因M导入该植物某雄株中的某条染色体上，使之具备抗虫性状。为了确定基因M所在的染色体，让该植株与雌株杂交，测定后代的抗虫性。

①若后代中仅雄株具备抗虫性，则基因M最可能位于Y染色体上。

②若后代中仅雌株具备抗虫性，则基因M最可能位于X色体上；

③若后代中不论雌雄均有抗虫和不抗虫，则基因M位于常染色体上。