Question

某中学生物兴趣小组于野外考察中发现一片野生大麻中出现了一些矮化突变品系。兴趣小组同学对此进行了一系列的查询、思考、分析、讨论与探究活动。

（1）矮化植株是因为基因突变形成的，正常株高基因（D）与矮化基因（d）的本质区别是_____________________。

（2）查询得知植株矮化的原因是由于体内赤霉素（是一种双萜类酸，化学结构比较复杂）含量明显降低导致的，由此说明矮化基因控制性状的最可能的方式是_________________。

（3）大麻制品有毒，是XY型雌雄异株植物。控制大麻植株高矮的基因（D、d）可能位于常染色体上或X染色体非同源区段或XY的同源区段，现以纯合的各种大麻植株为实验材料（X^DY、X^dY均为纯合），请补充完成以下实验设计以确定相关基因的位置。

①选择__________为亲本进行杂交得F₁代，若F₁雌株均正常，雄株均矮化，则相关基因位于__________染色体上；若F₁ __________，则相关基因位于常染色体或X、Y染色体同源区段上。

②实验证明控制大麻植株高矮的基因（D、d）位于XY的同源区段，请在上述实验的基础上利用亲代或F₁植株给出两种实验方案进行验证。（写出杂交亲本组合即可）

方案一：________________________。

方案二：____________________________。

Answer

碱基对/脱氧核糖核酸/核苷酸的排列顺序不同 基因通过控制酶的合成来控制代谢从而控制生物体的性状 矮化雌株与正常雄株 X 都为正常株 F1雌雄株之间进行杂交 F1雄株与矮化雌株杂交

【解析】

基因与性状的关系：基因对性状的控制有2条途径，一是通过控制蛋白质的结构直接控制性状，二是通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物的性状；基因与性状的关系不是简单的线性关系，存在一基因多效应和多基因一效应的现象。依据伴性遗传的特点进行杂交亲本的实验设计，进而预测实验结果得出实验结论。

（1）基因是有遗传效应的DNA片段，正常株高基因（D）与矮化基因（d）的本质区别是碱基对的排列顺序不同。

（2）矮化植株是由于体内赤霉素（是一种双萜类酸，化学结构比较复杂）含量明显降低导致的，由此说明矮化基因控制性状的最可能的方式是基因通过控制酶的合成来控制代谢从而控制生物体的性状。

（3）①根据伴性遗传的特点——交叉遗传，区分控制大麻植株高矮的基因（D、d）可能位于何种染色体上，可让雌性矮化植株与雄性正常植株进行杂交，统计后代性状表现型。若该等位基因位于X染色体上，则亲本基因型为：XdXd×XDY，则F1雌株均正常，雄株均矮化；若该等位基因位于常染色体上，则亲本基因型为：dd×DD，则F1均为正常株；若该等位基因位于XY同源区段上，则亲本基因型可表示为：XdXd×XDYD，则F1均为正常株，因此若F1均为正常株，则相关基因位于常染色体或X、Y染色体同源区段上。

②根据题意，实验证明控制大麻植株高矮的基因（D、d）位于XY的同源区段，因此在①的杂交关系中，F1的基因型为XDXd、XdYD，由于Y染色体上存在D（正常）基因，所以若要验证相关基因位于X、Y染色体的同源区段上，只需让①杂交亲本的F1雌雄株之间进行杂交或F1雄株与矮化雌株杂交，两种杂交关系中的子代雄性均表现为正常植株。