Question

玉米叶片叶绿素的合成受其7号染色体上一对等位基因（A、a）的控制，同时也受光照的影响。在玉米植株中，体细胞含2个A的植株叶片呈深绿色，含一个A的植株叶片呈浅绿色；体细胞没有A的植株叶片呈黄色，会在幼苗期后死亡。

（1）在正常光照下，AA植株叶片呈深绿色．而在遮光条件下却呈黄色，从基因与性状的关系角度分析其原因是___________________________________________。

（2）在浅绿色植株体内某些正常细胞中含有两个A基因，原因是____________________，有一批浅绿色植株（P），如果让它们相互授粉得到F₁，F₁植株随机交配得到F₂，……逐代随机交配得到F_n，那么在F_n代成熟植株中a基因频率为_________（用繁殖代数n的表达式表示）。

（3）现有一浅绿色突变体成熟植株甲，其体细胞（如图）中一条7号染色体的片段m发生缺失，记为q；另一条正常的7号染色体记为P。片段m缺失的花粉会失去受精活力，且胚囊中卵细胞若无A或a基因则不能完成受精作用。有人推测植株甲的A或a基因不会在片段m上，你认为他的推测正确吗?请作出判断并说明理由：______________________。为了进一步确定植株甲的基因A、a在染色体p、q上的分布，现将植株甲进行自交得到F₁，待F₁长成成熟植株后，观察并统计F₁表现型及比例。请预测结果并得出结论：

Ⅰ、若F₁全为浅绿色植株，则_________________________________________________。

Ⅱ、若F₁__________________，则植株甲体细胞中基因A位于p上，基因a位于q上。

Answer

（1）光照的有无会影响到与叶绿素代谢（合成或分解）自关酶的基因（A）的表达，进而影响叶片颜

（2）这些细胞正在进行细胞分裂，基因已完成复制但还未平分到两子细胞（答出处于有丝分裂某一时期不给分） 1／（n+2） （3）正确，若基因A或a在缺失片段m上，则q染色体上没有基因A或a，又因为含有这样的q染色体的花粉或卵细胞都不能完成受精作用，则植株甲不能产生。（合理给分）

I、植株甲体细胞中基因A位于q上，基因a位于p上 Ⅱ、深绿色植株：浅绿色植株=1：1

【解析】（1）性状不仅受基因的影响还受环境的影响，光照的有无会影响到与叶绿素代谢（合成或分解）有关酶的基因（A）的表达，进而影响叶片颜色。（2）基因型为Aa的植株，有的细胞中含有两个A基因，说明这些细胞正在进行细胞分裂，基因已完成了复制但还未平分到两子细胞；浅绿色植株基因型为Aa，因此a的基因频率=1/2、A的基因频率=1/2，Aa自交产生的后代应有1/4AA、1/2Aa、1/4aa，由于后代中aa（黄色植株）在幼苗阶段死亡，所以F1中AA占1/3、Aa占2/3，其中a的基因频率=1/3、A的基因频率=2/3，F1随机交配得到的F2中应有4/9AA、4/9Aa、1/9aa，除去aa后得1/2AA、1/2Aa，成熟植株中浅绿色植株所占比例是1/2；F2中a的基因频率=1/4、A的基因频率=3/4，随机交配得F3，AA占9/16、Aa占6/16、1/16aa，除去aa后，AA占9/15、Aa占6/15，成熟植株中a的基因频率是1/5，以此类推可知a的基因频率为1/（n+2）。（3）若基因A或a在缺失片段m上，则q染色体上没有基因A或a，又因为含有这样的q染色体的花粉或卵细胞都不能完成受精作用，则植株甲不能产生；I、甲植株自交即Aa自交，后代有三种基因型，即AA、Aa和aa，aa个体死亡，剩下AA和Aa两种基因型，若后代中全为浅绿色个体，说明A的配子位于缺失的染色体上（q），花粉不育，a位于P上。Ⅱ、基因A位于P上，基因a位于cl上，雄性植株产生的配子A可育，a配子不育，雌性植株产生A和a两种配子，后代产生两种基因型即AA和Aa，并且比例相等。

【考点定位】染色体变异、基因频率的计算、基因分离定律的应用

【名师点睛】注意：本题中计算的各代种群的基因频率由于存在致死的情况，需要淘汰后重新表示各种基因型频率才能计算。