Question

18．玉米籽粒的颜色有紫色、黄色和白色三种，味道有甜味和非甜昧两种．某研究所科研人员做了一系列的杂交实验，结果如表．请分析回答有关问题：

	第一组	第二组	第三组	第四组	第五组	第六组
亲本 组合	纯合紫色× 纯合紫色	纯合紫色× 纯合黄色	纯合黄色× 纯合黄色	黄色×黄色	紫色×紫色	白色×白色
F1籽粒 颜色	紫色	紫色	黄色	黄色、白色	紫色、黄色、白色	白色

（1）若第五组实验的籽粒颜色及比例为紫色：黄色：白色=12：3：1，则F₁紫色籽粒的基因型有6种，F₁中所有黄色籽粒的玉米自交，后代中白色籽粒的比例应是$\frac{1}{6}$．
（2）若只研究黄色和白色玉米籽粒颜色的遗传，发现黄色基因T与白色基因t是位于9号染色体上的一对等位基因（含有异常9号染色体的花粉不能参与受精作用）．现有基因型为Tt的黄色籽粒植株A，其细胞中9号染色体有一条异常．
①为了确定植株A的T基因位于正常染色体还是异常染色体上，让其进行自交产生F₁．如果F₁表现型及比例为黄色：白色=1：1则说明T基因位于异常染色体上．
②以植株A为父本，正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F₁中，发现了一株黄色籽粒植株B，其9号染色体上基因组成为Ttt，且T位于异常染色体上．该植株的出现可能是由于母本tt基因突变成Tt，产生T配子；父本减数第二次分裂tt未移向两极，产生tt配子（或母本tt发生基因突变成Tt，减数分裂时，同源染色体未分离；父本正常产生t配子）造成的．
③若②中的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机地移向细胞两极并最终形成含l条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代中得到的含异常染色体的植株占$\frac{3}{5}$．
（3）科研人员将纯合甜昧和纯合非甜味玉米间行种植，如下图所示，且雌蕊接受同株和异株花粉的机会相等．请通过分析各行玉米的种子性状，判断甜味和非甜味的显隐性关系．
①若A、C行的植株种子是甜味，B、D行的植株种子是甜味和非甜味，则甜味是显性．
②若A、C行的植株种子是甜味和非甜味，B、D行的植株种子是非甜味，则非甜味是显性．

（4）若（3）中非甜昧是显性，现将B行植株的种子发育成的新个体（F₁）进行随机交配，则所得种子的甜味与非甜味比例是1：15．

Answer 1

分析 分析题意：第五组实验的籽粒颜色及比例为紫色：黄色：白色=12：3：1，该比例为9：3：3：1比例的变形，说明该性状是由两对等位基因控制．
根据题意和图示分析可知：9号染色体中的一条染色体缺失了某一片段，属于染色体结构变异中的缺失．以宽叶植株A（Tt）为父本，正常的窄叶植株（tt）为母本杂交产生的F₁中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因组成如图二．由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，即含有T的精子不能参与受精作用，所以宽叶植株B（Ttt）中有一个t来自母本，还有T和t都来自父本，由此可见，该植株出现的原因是由于父本减数分裂过程中同源染色体未分离．

解答 解：（1）若第五组实验的F₁籽粒颜色及比例为紫色：黄色：白色=12：3：1，则符合两对相对性状的杂交实验结果，即（9：3）：3：1，因此可据此推测F₁籽粒的颜色由2对等位基因控制，F₁代中紫色的基因型有6种．第四组的后代出现性状分离，说明亲本为杂合子，F₁籽粒黄色与白色的比例应是3：1．第五组F₁中黄色籽粒的玉米有两种，一种是纯合子，占$\frac{1}{3}$，另一种是单杂合子，占$\frac{2}{3}$，它们分别自交后，后代中白色籽粒所占的比例是$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{6}$．
（2）①为探究植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，最简单的方法是让该植株自交，观察统计F₁的表现型及比例．
若T基因位于异常染色体上，让植株A进行自交产生F₁，由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，即Tt个体产生的雄配子中只有t能参与受精作用，所以F₁表现型及比例为黄色（Tt）：白色（tt）=1：1，说明T基因位于异常染色体上．
若T基因位于正常染色体上，F₁全为黄色，说明T基因位于正常染色体上．
②根据题意父本基因型为Tt，母本基因型为tt，子代产生Ttt的基因型，可能由于亲本产生了Tt和tt的配子，原因可能是母本tt基因突变成Tt，产生T 配子；父本减数第二次分裂tt未移向两极，产生tt配子（或母本tt发生基因突变成Tt，减数分裂时，同源染色体未分离；父本正常产生t配子）
③若②中得到的植株B（Ttt）在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，则该植株能形成3种可育配子，基因型及比例为Tt：t：tt=2：2：1．那么以植株B为父本进行测交，即与tt个体进行杂交，后代的表现型及比例黄色（2Ttt）：白色（2tt、1ttt）=2：3，其中异常植株（Ttt、ttt）占$\frac{3}{5}$．
（3）根据题意和图示内容分析“亲本均是纯合子”，若甜味是显性，则若A、C行的植株种子是甜味，B、D行的植株种子是甜味和非甜味；同理分析非甜味是显性．
（4）B行植株的种子发育成的新个体（F₁）基因型设为$\frac{1}{2}$Aa，$\frac{1}{2}$AA，子代产生的配子A=$\frac{3}{4}$，a=$\frac{1}{4}$，进行随机交配．则后代AA=$\frac{9}{16}$，Aa=$\frac{6}{16}$，aa=$\frac{1}{16}$，即甜味与非甜味比例是1：15．
故答案为：
（1）6  $\frac{1}{6}$ 
（2）①F₁表现型及比例为黄色：白色=1：1     
②母本tt基因突变成Tt，产生T 配子；父本减数第二次分裂tt未移向两极，产生tt配子（或母本tt发生基因突变成Tt，减数分裂时，同源染色体未分离；父本正常产生t配子）   
③$\frac{3}{5}$
（3）①甜味　  甜味和非甜味    ②甜味和非甜味　 非甜味　  
（4）1：15

点评 本题考查了基因的分离定律和自由组合定律的应用，要求考生能够根据表格和题干信息确定基因型和表现型之间的关系，能够根据基因的分离定律分析有关染色体数目变异的有关知识，并利用基因的自由组合定律进行有关概率的计算．