Question

某植物是常见的街道绿化植物，也是制作药膳的常见材料，有清热止血等功效。

（1）该植物原产温带，我国云南很多原始种为二倍体，新生的异源四倍体分布在二倍体区域内的高山上；三倍体和八倍体分布在更北的高山上，而十四倍体生长在极地。此现象说明_____________________________________；该植物多倍体发生的变异是细胞内染色体数目以___________的形式成倍增加而产生的。

（2）该植物原始物种的花色由位于2号染色体上的一对等位基因C₁、C₂决定，C₁控制红色色素形成，C₂控制黄色色素形成；两种色素同时存在时表现为橙色；若无色素形成，则表现为白色。回答下列问题：

①开橙色花的植株相互交配，子代出现三种花色，这种现象在遗传学上称为____________。

②该植物含C₁的花粉粒呈长形、含C₂的花粉粒呈圆形；另有一对等位基因A、a，含A的花粉粒遇碘变蓝色、含a的花粉粒遇碘变棕色。为探究这两对等位基因是否遵循自由组合定律，请补充完善下列实验思路。

a.选择基因型为____________的植株待开花后进行实验；

b.取该植株的花粉粒滴加碘液染色后制成临时装片进行显微观察。

c.预期结果并得出结论：若花粉出现______种类型，且比例为_________________，则这两对等位基因遵循自由组合定律；否则不遵循。

③研究发现，当2号染色体上存在D基因时该条染色体上色素基因的表达会被抑制，d基因不会对其产生影响。若某基因型为C₁C₂的植株开黄花，请推测该植株2号染色体上相关基因的分布情况并将它画在方框内。_________若该植物自交（不考虑交叉互换），子代的表现型及比例为_______________________。

Answer

多倍体具有更强的抗寒能力 染色体组 性状分离 AaC1C2 4 1:1:1:1 白：黄=1:3

【解析】

①由受精卵发育而来的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体叫二倍体，体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体为多倍体。多倍体中含有相同物种的染色体组为同源多倍体，含不同物种的染色体组的为异源多倍体。②位于同源染色体上基因的遗传，遵循分离定律，位于非同源染色体上的基因的遗传，遵循自由组合定律。

（1）根据题意可知，该植物原始种为二倍体，产自于温带，而在高山或其他寒冷地带多见多倍体。故此现象说明多倍体比二倍体具有更强的抗寒能力；该植物多倍体含有多个染色体组，故发生的变异是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍增加而产生的。

（2）该植物原始物种的花色由位于2号染色体上的一对等位基因C1、C2决定，C1控制红色色素形成，C2控制黄色色素形成；两种色素同时存在时表现为橙色；若无色素形成，则表现为白色。

①开橙色花的植株相互交配，子代出现三种花色，即相同性状的亲本在子代中出现了多种表现型，这种现象在遗传学上称为性状分离。

② 该植物含C1的花粉粒呈长形、含C2的花粉粒呈圆形；另有一对等位基因A、a，含A的花粉粒遇碘变蓝色、含a的花粉粒遇碘变棕色。为探究这两对等位基因是否遵循自由组合定律，一般最简单的方法为自交，而题意所给该植物的两种性状可以直接通过观察花粉粒区分，所以只需观察双杂合子产生配子（花粉粒）的性状及比例即可。若遵循自由组合定律，双杂合子的父本可以产生四种花粉，且比例为1:1:1:1，若不遵循，只能产生两种花粉。故实验步骤为：

a.选择基因型为AaC1C2（双杂合子）的植株待开花后进行实验；

b.取该植株的花粉粒（AC1、AC2、aC1、aC2）滴加碘液染色后制成临吋装片进行显微观察。

c.若花粉出现4种类型（蓝色长形、棕色长形、蓝色圆形、棕色圆形），且比例为1:1:1:1，则这两对等位基因遵循自由组合定律；否则不遵循。

③ 研究发现，当2号染色体上存在D基因时该条染色体上色素基因的表达会被抑制，d基因不会对其产生影响。基因型为C1C2的植株开黄花，说明控制红色色素形成的基因C1被抑制，控制黄色色素形成的C2基因正常表达，故该植株2号染色体上相关基因的分布情况如图：，若不考虑交叉互换，该植物可以产生两种配子（C1D和C2d），故该植物自交，后代基因型为1C1C1DD、2C1C2Dd、1C2C2dd，故子代的表现型及比例为白：黄=1:3。