Question

请分析回答下列有关生物遗传、变异、进化和细胞增殖问题：

（1）野茉莉是一种雌雄同花的植物，其花色形成的生化途径如下图所示，5对等位基因独立遗传，显性基因控制图示相应的生化途径，若为隐性基因，相应的生化途径不能进行，且C基因与D基因间的相互影响不考虑。（注：红色和蓝色色素均存在时表现为紫色，黄色和蓝色色素均存在时表现为绿色，三种色素均不存在时表现为白色。）

①野茉莉花共有________种基因型。

②若要验证基因自由组合定律，能否利用基因型为AabbccDdee的个体自交来验证，为什么？____________________________________________________

③将基因型为AaBbccDDEE的植株与隐性纯合体测交，后代的表现型及比例为___________。

（2）某二倍体植物的花色有红花和白花两种，由位于常染色体上的等位基因B和b控制。已知白花植株不育。现利用红花植株进行系列实验，结果如表。请回答：

实验1：红花植株自交，结果：F₁红花:白花=1:1

实验2：F₁红花植株的花粉离体培养→秋水仙素处理所获得的幼苗，结果：全为白花

①让红花植株自交，子一代中基因B的频率为             %。

②科研人员发现实验2中用秋水仙素处理幼苗获得的二倍体植株中，存在“嵌合体”的问题，即植株中有的细胞中有1个染色体组，有的细胞中有2个染色体组，造成此问题的原因最可能是                    。

（3）动物体细胞中某对同源染色体多出 1条的个体称为“三体”。研究发现，该种动物产生的多1条染色体的雌配子可育，而多1条染色体的雄配子不可育。该种动物的尾形由常染色体上的等位基因 R、r 控制，正常尾对卷曲尾为显性。有人在一个种群中偶然发现了一只卷曲尾的雌性个体，其10号常染色体多出 1 条，其余染色体均正常。（注：“三体”细胞在减数分裂过程中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极。）

①该雌性“三体”形成的原因是参与受精作用过程的_______配子异常所致，这种变异属于可遗传变异中的___________。

②欲判断基因 R、r 是否位于 10 号常染色体上，可让这只卷曲尾的雌性“三体”与纯合的正常尾雄性个体杂交得F₁ ， 再让F₁雌雄个体自由交配得F₂。 若F₂正常尾个体与卷曲尾个体的比例为_______，则基因 R、r 位于 10 号常染色体上；若F₂正常尾个体与卷曲尾个体的比例为_______，则基因 R、r 位于其他常染色体上。

（4）用显微镜观察二倍体动物初级精母细胞分裂中期，若从细胞一极观察，则可见染色体的排列情况是下面图中的__________（从A-D中选择填写）

Answer

（1）①243 ②不能 因为D和d这对等位基因对性状分离无影响。

③紫色：绿色：蓝色=1：1：2

（2）①25% ②细胞分裂不同步

（3）①雌 染色体（数目）变异 ②13:5 3:1

（4）D

【解析】（1）①野茉莉的花色由5对独立遗传的等位基因控制，说明遵循基因的自由组合定律，每一对等位基因共涉及3种基因型，因此野茉莉花共有35＝243种基因型；题图显示出野茉莉的花色的4种表现型，再结合题意“红色和蓝色色素均存在时表现为紫色、黄色和蓝色色素均存在时表现为绿色”可进一步推知：野茉莉花共有6种表现型。

②分析图示可知，D和d这对等位基因对性状分离无影响，而基因型为AabbccDdee的蓝花个体自交，后代的表现型及其分离比为蓝色:白色＝3:1，因此不能利用基因型为AabbccDdee的个体自交来验证基因自由组合定律。

③将基因型为AaBbccDDEE的植株与隐性纯合体（aabbccddee）测交，后代的基因型及其比例为AaBbccDdEe: AabbccDdEe: aaBbccDdEe: aabbccDdEe＝1:1:1:1，依题意并结合图示分析可知：AaBbccDdEe表现为紫色， AabbccDdEe表现为绿色，aaBbccDdEe和aabbccDdEe均表现为蓝色，所以表现型及比例为紫色：绿色：蓝色＝1:1:2。

（2）①实验1：红花植株自交，其后代出现了白花，说明红花对白花是显性性状，且亲本的基因型为Bb，由“后代性状分离比是1:1”可推知：亲本产生的基因型为B的雌配子或者雄配子不能成活，所以后代基因型及其比例为Bb:bb＝1:1，进而推知B的基因频率为25%。

②实验2：F1红花植株（二倍体）的花粉离体培养得到的幼苗为单倍体，含有1个染色体组，用秋水仙素处理幼苗获得的二倍体植株中，出现了“嵌合体”，即植株中有的细胞中有1个染色体组，有的细胞中有2个染色体组，这是由于细胞分裂不同步造成的。

（3）①由题意“该种动物产生的多1条染色体的雌配子可育，而多1条染色体的雄配子不可育”可知：该雌性“三体”形成的原因是参与受精作用过程的雌配子异常所致，属于染色体数目变异。

②依题意可知：若基因 R、r 位于 10 号常染色体上，则卷曲尾的雌性“三体”与纯合的正常尾雄性个体的基因型分别为rrr和RR，二者杂交所得F1的基因型及其所占比例为1/2Rr和1/2 Rrr，所产生的雌配子和雄配子各有4/12R、2/12Rr、5/12r、1/12rr。因多1条染色体的雄配子即2/12Rr和1/12rr不育，所以F1产生的可育的雄配子是4/9R和5/9r；所以F1雌雄个体自由交配所得F2中，卷尾的概率是：5/12 r×5/9 r ＋1/12rr×5/9r＝5/18，正常尾＝1－5/18＝13/18，即正常尾：卷尾＝13:5。

若基因 R、r不是位于10号染色体上，而是位于其他常染色体上，而且10号染色体用“0”表示，则卷曲尾的雌性“三体”与纯合的正常尾雄性个体的基因型分别为000rr和00RR，二者杂交所得F1的基因型为00Rr、000Rr，依次占F1的1/2、1/2，所产生的雌配子有OR、Or、OOR和OOr，所占比例依次为3/8、3/8、1/8和1/8，所产生的可育的雄配子有OR和Or，依次占1/2、1/2，所以让F1雌雄个体自由交配所得F2中，卷尾的概率是：3/8×1/2 ＋1/8×1/2＝4/16＝1/4，正常尾＝1－1/4＝3/4，即正常尾：卷尾＝3:1。

（4）二倍体动物初级精母细胞分裂中期，同源染色体对称地排列在赤道板的两侧，若从细胞一极观察，则只能看到每对同源染色体中的一条，且散乱的分布，如图D所示。

【考点定位】基因的自由组合定律、生物的变异