Question

已知某植物的胚乳非糯（H）对糯（h）为显性，植株抗病（R）对感病（r）为显性。某同学以纯合的非糯感病品种为母本，纯合的糯性抗病品种为父本进行杂交实验，在母本植株上获得的F₁种子都表现为非糯。在无相应病原体的生长环境中，播种所有的F₁种子，长出许多F₁植株，然后严格自交得到F₂种子，以株为单位保存F₂种子，发现绝大多数F₁植株所结的F₂种子都出现糯与非糯的分离，而只有一株F₁植株（A）所结的F₂种子全部表现为非糯，可见，这株F₁植株（A）控制非糯的基因是纯合的。

请回答：

（1）从理论上说，在考虑两对相对性状的情况下，上述绝大多数F₁正常自交得到的F₂植株的基因型有　　 种，表现型有　　　 种。

（2）据分析，导致A植株非糯基因纯合的原因有两个：一是母本自交，二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因，可以分析F₂植株的抗病性状，因此需要对F₂植株进行处理，这种处理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。如果是由于母本自交，F₂植株的表现型为　　　　　 ，其基因型是　　　　　 ；如果是由于父本控制糯的一对等位基因中有一个基因发生突变，F₂植株的表现型为　　　　　 ，其基因型是　　　　　　　　　　　 ；

（3）如果该同学以纯合的糯性抗病品种为母本，纯合的非糯感病品种为父本，进行同样的实验，出现同样的结果，即F₁中有一株植株所结的F₂种子全部表现为非糯，则这株植株非糯基因纯合的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，其最可能的基因型为　　　　　　　　 。

 

Answer 1

（1）9 4 （2）接种相应的病原体 全部感病（或非糯感病） HHrr 非糯抗病和非糯感病 HHRR、HHRr和HHrr （3）基因突变 HHRr

 

本题采取常规考查和特例考查的方式，考查基因自由组合定律。（1）根据孟德尔关于两对相对性状遗传学实验的结果可知，具有相对性状的纯合亲本杂交，F₁正常自交得到的F₂植株的基因型有9种，表现型有4种；（2）根据题干信息提示“可以分析F₂植株的抗病性状”，则很容易想到要对F₂植株进行接种相应的病原体的处理；如果是由于母本自交，由题干信息“这株F₁植株（A）控制非糯的基因是纯合的” 可知F1在糯性上的基因型为HH，由于母本为感病纯合品种，自交后的F1的基因型为rr；则F2的表现型为全部是非糯感病，基因型为HHrr；如果是由于父本控制糯的一对等位基因中有一个基因发生突变，则亲本在抗性性状上表现为杂交，则F1植株的基因型是HHRr，F1自交得到的F₂植株的表现型为非糯抗病和非糯感病，其基因型是HHRR、HHRr和HHrr；（3）依据题意亲本正常杂交F₁应为Hh，但F₁植株的A植株控制非糯的基因却是纯合的（HH）；也就是说应该提供基因h的母本，提供了基因H，其最可能的原因是在DNA复制的过程中，发生了基因突变。