Question

3．自然界的大麻（2N=20）为雌雄异株植物，性别决定方式为XY型．回答下列问题（以下研究的等位基因均为完全显性）：

（1）大麻雄株的染色体组成可表示为18+XY．
（2）大麻有蓝花和紫花两种表现型，由两对等位基因A和a（位于常染色体）、B和b（位于X染色体）共同控制，已知紫花形成的生物化学途径如图1．用蓝花雄株（aaX^BY）与某紫花雌株杂交，F₁中雌雄全为紫花，则亲本紫花雌株的基因型为AAX^bX^b，F₁中雌株的表现型为蓝花．让F₁中雌雄植株杂交，F₁雌株中紫花与蓝花植株之比为3：5．
（3）研究发现，大麻种群中的雌雄个体均有抗病和不抗病个体存在，已知该抗病性状受显性基因F控制，位于性染色体上，图2为其性染色体简图．（X和Y染色体的I片段是同源的，该部分基因互为等位；II-1、II-2片段是非同源的，该部分基因不互为等位）
①F、f基因不可能位于图中的II-1片段．
②现有抗病的雌、雄大麻若干株，其中雌株均为杂合子，请通过一代杂交实验，推测杂交子一代可能出现的性状及控制该性状的基因位于图2中的哪个片段．（只要求写出子一代的性状表现和相应的结论）
a．若子一代中雌株、雄株均有抗病和不抗病性状，则控制该性状的基因位于I片段．
b．若子一代中雌株全表现为抗病，雄株有抗病和不抗病性状，则控制该性状的基因位于II-2片段．

Answer 1

分析 根据图1形分析可知，A_X^bX^b、A_X^bY表现为紫色，其余基因型都是蓝色；
图2：Ⅰ表示XY的同源区，Ⅱ表示非同源区，其中Ⅱ-1是Y特有的，Ⅱ-2是X特有的，据此答题．

解答 解：（1）已知大麻（2N=20）为雌雄异株植物，性别决定方式为XY型，所以它又9对常染色体和1对性染色体，因此大麻的染色体组成可表示为18+XY．
（2）用蓝花雄株（aaX^BY）与某紫花雌株（A_X^bX^b）杂交，F₁中的雄株全为紫花（A_X^bY），则亲本紫花雌株的基因型为AAX^bX^b，则F₁中雌株的基因型为AaX^BX^b（蓝花），雄株全为紫花基因型为AaX^bY，让F₁中的雌雄植株杂交，F₂雌株中紫花（A_X^bX^b）的概率为$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{3}{8}$，则紫花与蓝花植株之比为3：5．
（3）①由于大麻种群中的雌雄个体均有抗病和不抗病个体存在，所以F、f不可能位于Y染色体特有的片段Ⅱ-1上．
②雌性不抗病大麻植株的基因型是X^fX^f，一株雌性不抗病和一株雄性抗病（不知是否为纯合子）的大麻杂交，如果基因位于如果子代全为抗病，则这对基因位于X、Y染色体的同源区段上，且雄性抗病大麻是纯合子；
若子一代中雌株均表现为抗病，雄株多数抗病、少数不抗病，则控制该性状的基因位于Ⅱ-2片段．
故答案为：
（1）18+XY     
（2）AAX^bX^b   蓝花    3：5
（3）①II-1
②a．子一代中雌株、雄株均有抗病和不抗病性状，则控制该性状的基因位于I片段
b．子一代中雌株全表现为抗病，雄株有抗病和不抗病性状，则控制该性状的基因位于II-2片段

点评 本题的知识点是XY型植物的性别决定和伴性遗传，先根据题图和题干信息判断出大麻抗性基因可能的位置，然后先假定某一假设成立，写出相关的遗传图解，判断子代的表现型和实验结果比较判断，即应用假说演绎法进行推理解答．