Question

15．紫罗兰花瓣的单瓣与重瓣是由常染色体上一对等位基因（D、d）控制的相对性状；叶形宽叶（B）对窄叶（b）是显性，B、b基因仅位于X染色体上，已知含X^b的花粉粒有50%会死亡．
（1）研究人员进行以下实验：
实验一：让单瓣紫罗兰自交得F₁，再从F₁中选择单瓣紫罗兰继续自变得F₂，一直自交多代，但发现每一代中总会出现约50%的单瓣紫罗兰和50%的重瓣紫罗兰，且所有的重瓣紫罗
兰都不育（雌蕊、雄蕊发育不完善）．
实验二：取实验一 F₁中单瓣紫罗兰的花粉进行离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得的植株表现为50%的单瓣紫罗兰和50%的重瓣紫罗兰．请回答：
①根据实验结果可知，紫罗兰的花瓣中单瓣为显性性状，F₁中重瓣紫罗兰的基因型为dd．
②查阅资料得知：出现上述实验现象的原因是等位基因（D、d）所在染色体发生部分缺失，染色体缺失仅导致雌配子（填“花粉”、“雌配子”）致死．如图是F₁中单瓣紫罗兰减数第一次分裂前期细胞中四分体的构象，请在下面的染色体上标出基因组成．

（2）将紫罗兰体细胞分裂中期染色体加温或用蛋白水解酶稍加处理，用吉姆萨氏染色，染色体上即出现横带，称为G带（富含A-T序列的核苷酸片段）；如将染色体用热碱溶液处理，再做吉姆萨氏染色，染色体上就出现另一套横带，称为R带（富含G-C序列的核苷酸片段）．一般情况下，对于碱基对数量相同的两条染色体而言，具G带更丰富的那条染色体热稳定性更低．基因突变一般不会（填“会”、“不会”）改变染色体的带型．
（3）若只研究紫罗兰叶形这上相对性状，现选用杂合的宽叶雌株与窄叶雄株进行杂交获得F₁，F₁随机传粉获得F₂，则F₂中阔叶植株的比例为$\frac{13}{28}$．

Answer 1

分析 分析实验一可知，单瓣紫罗兰自交，后代会发生性状分离，出现单瓣和重瓣两种性状，说明单瓣对重瓣是显性，单瓣紫罗兰是杂合子（Dd），由于每一代总会出现约50%的单瓣紫罗兰和50%的重瓣紫罗兰，相当于测交实验；又知实验二F₁中单瓣紫罗兰（Dd）的花粉进行离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得的植株表现为50%的单瓣紫罗兰和50%的重瓣紫罗兰，说明单瓣紫罗兰含有D的雌配子致死；杂交子一代单瓣紫罗兰的基因型为Dd，由于含有D的雌配子致死，因此产生的可育雌配子只有一种是d，产生的雄配子的基因型是D：d=1：1，精子与卵细胞结合后形成的受精卵的基因型是Dd：dd=1：1．

解答 解：（1）①由分析可知，紫罗兰的单瓣对重瓣是显性性状；重瓣紫罗兰的基因型是dd．
②由实验一和二的结果，推测可能是等位基因所在染色体发生部分缺失，那么染色体缺失的雌配子致死，而花粉可育．染色体上的基因组成为：

（2）A和T之间是二个氢键连接，C和G之间是三个氢键连接，对于碱基对数量相同的两条染色体而言，G-C序列的核苷酸片段越多，染色体热稳定性越高．因此G带（富含A-T序列的核苷酸片段）热稳定性更低．基因突变产生新的等位基因，一般不会改变染色体的带型．
（3）根据题意可知，亲本为杂合的宽叶雌株（X^BX^b）与窄叶雄株（X^bY）进行杂交，亲本中母本产生的配子有$\frac{1}{2}$X^B、$\frac{1}{2}$X^b，而由于“含X^b的花粉粒有50%会死亡”，因此父本产生的配子有$\frac{1}{3}$X^b，$\frac{2}{3}$Y，因此获得F₁的基因型有$\frac{1}{6}$X^BX^b、$\frac{1}{6}$X^bX^b、$\frac{1}{3}$X^BY、$\frac{1}{3}$X^bY．F₁随机传粉获得F₂，即F₁的亲本中母本为$\frac{1}{2}$X^BX^b、$\frac{1}{2}$X^bX^b，父本为$\frac{1}{2}$X^BY、$\frac{1}{2}$X^bY；母本产生的配子有$\frac{1}{4}$X^B、$\frac{3}{4}$X^b，而由于“含X^b的花粉粒有50%会死亡”，因此父本产生的配子有$\frac{2}{7}$X^B、$\frac{1}{7}$X^b、$\frac{4}{7}$Y，雌雄配子随机结合，产生的后代中阔叶植株的比例为$\frac{1}{4}$×1+$\frac{3}{4}$×$\frac{2}{7}$=$\frac{13}{28}$．
故答案为：
（1）①单瓣     dd
②雌配子

（2）G     不会    
（3）$\frac{13}{28}$

点评 本题的知识点是基因分离定律，染色体结构变异和基因突变，减数分裂过程中染色体的行为变化，本题旨在考查学生分析题干获取信息，并根据相关信息进行推理的能力，理解所学知识的要点，把握知识的内在联系并学会进行图文转换，以及相应的计算能力，难度较大．