Question

射线诱变可使同一基因向不同方向突变，也可使不同基因发生突变。某雌雄异株植物的花色有红花和白花两种 ，现将纯合红花植株（野生型）用X射线诱变处理，得到两种单基因隐性突变品系，均表现为白花，两突变品系杂交，子一代雌均表现为红花，雄株均表现为白花。若让子一代自由交配，子二代性状表现型如下表所示。回答下列问题：

F2	红花	白花
雄性	3/16	5/16
雌性	3/16	5/16

（1）利用射线诱变可使同一基因向不同方向突变，体现了基因突变具有多方向的特点，其结果往往是产生__________。
 

（2）两突变品系最可能由_____（填“同一”或“不同”）基因突变产生，推测基因在染色体上的分布情况是_____ 。

（3）F₂中白花雄株的基因型有______种。F₂雌雄植株自由交配产生F₃，F₃雄株中红花与白花植株的比例为____。

（4）请利用上述相关材料设计新的一次杂交实验，从而进一步验证控制该植物花色的基因的遗传遵循自由组合定律，简要写出实验思路、预期实验结果及结论。______。

Answer

多种（多个）等位基因 不同 一对等位基因位于常染色体上，另一对等位基因位于X染色体上 4 3:13 实验思路：可选择F1红花雌株和双隐性纯合白花雄株杂交，观察子代的表现型及比例。预期实验结果及结论：若子雌株与雄株中表现型比例均为红花:白花=1:3，则控制该植物花色的基因的遗传遵循自由组合定律

【解析】

根据题意“将纯合红花植株（野生型）用X射线诱变处理，得到两种单基因隐性突变品系，均表现为白花，两突变品系杂交，子一代雌均表现为红花，雄株均表现为白花”，说明两种突变品系是两对不同基因分别突变的结果，且与性别有关，至少有一对基因位于X染色体上。

（1）利用射线诱变可使同一基因向不同方向突变，体现了基因突变具有多方向的特点，其结果往往是产生多种（多个）等位基因。

（2）两突变品系若为同一基因突变，则两突变体杂交的后代应全为白花，而实际是子一代雌均表现为红花，雄株均表现为白花，所以可推测两突变品系是不同基因突变产生的。由于子一代的表现型雌雄有差异，且子二代中红花∶白花=6∶10，符合自由组合定律，故可推测一对等位基因位于常染色体上，另一对等位基因位于X染色体上。

（3）根据（2）分析，假设控制红花和白花的基因由A/a，B/b控制，可推测纯合红花植株的基因型为AAXBXB和AAXBY，在X射线诱变下变成AAXbXb和aaXBY，两突变品系杂交，子一代雌株均表现为红花（AaXBXb），雄株均表现为白花（AaXbY），子一代自由交配，F2中白花雄株的基因型有AAXbY、AaXbY、aaXBY、aaXbY共四种。F2雌雄植株自由交配产生F3，由于F2代AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，XBXb、XbXb∶XBY∶XbY=1∶1∶1∶1，所以F2代产生配子A∶a=1∶1，雌配子XB∶Xb=1∶3，雄配子XB∶Xb∶Y=1∶1∶2，所以F3雄株中红花与白花植株的比例为（3/4×1/4）∶（1-3/4×1/4）=3∶13。

（4）若要进一步验证控制该植物花色的基因的遗传遵循自由组合定律，可选择F1红花雌株和双隐性纯合白花雄株杂交，观察子代的表现型及比例。

预期实验结果及结论：若子雌株与雄株中表现型比例均为红花∶白花=1∶3，则控制该植物花色的基因的遗传遵循自由组合定律。