Question

已知某自花传粉植物的紫花与白花、高茎与矮茎为两对相对性状，各由一对等位基因控制并且这两对等位基因分别位于两对同源染色体上。现选用紫花矮茎纯种与白花高茎纯种杂交，结果F₁都表现为紫花高茎。请回答下列问题:

（1）控制紫花与白花、高茎与矮茎的两对基因的遗传符合自由组合定律，自由组合定律的实质是____。

（2）将F₁自交，收获并播种F₁植株所结的全部种子后，长出的全部植株（F₂）____（填“是”或“不是”）都表现为紫花高茎，为什么?______。

（3）若题中两个纯合亲本杂交后代F₁群体中出现一株紫花矮茎的植物甲，为弄清楚植株甲表现为矮茎是由基因突变造成的，还是由生长发育过程中环境中个别偶然因素影响造成的，请设计一个实验进行探究（要求写出实验方案，预期实验结果，得出实验结论）:_______。

Answer

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 不是 因为F1中两对等位基因都是杂合子，自交后代会发生性状分离 让植物甲自交，若其后代全为矮茎，则植株甲表现矮茎是由基因突变造成的，若其后代出现高茎和矮茎的性状分离，且分离比接近3∶1，则植株甲表现矮基是由环境因素造成的。

【解析】

根据题干信息“紫花矮茎纯种与白花高茎纯种杂交，结果F1都表现为紫花高茎”说明紫花高茎为显性性状，同时这两对等位基因分别位于两对同源染色体上，所以两对基因遵循自由组合定律，用Aa和Bb表示这两对基因。

（1）自由组合定律的实质是：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

（2）亲本基因型是AAbb和aaBB，F1基因型是AaBb，因为F1中两对等位基因都是杂合子，自交后代会发生性状分离，所以长出的全部植株不是都表现为紫花高茎（A_B_）。

（3）如果矮茎植株是基因突变产生，则其基因型是bb，如果是由于环境改变造成，则其基因型不变，为Bb，所以实验方案：让植物甲自交，观察子代表现型及比例；结果及结论：若其后代全为矮茎，则植株甲表现矮茎是由基因突变造成的，若其后代出现高茎和矮茎的性状分离，且分离比接近3∶1，则植株甲表现矮基是由环境因素造成的。