Question

3．某水稻植株（体细胞染色体数为2n=24）自交，所得子一代表现型及比例是宽叶抗病：宽叶感病：窄叶抗病：窄叶感病=5：3：3：1．
（1）若子一代出现该比例的原因是亲本中某种基因型的花粉不育，则子一代宽叶抗病植株中基因型为双杂合个体所占的比例为$\frac{3}{5}$．
（2）若纯种宽叶感病植株与窄叶感病植株杂交的后代中，偶然发现一株窄叶感病个体，请你对此现象给出两种合理的解释：
 ①植株发生基因突变，宽叶基因突变为窄叶基因；
 ②植株发生染色体变异，含宽叶基因的染色体片段缺失．
（3）现有一种三体抗病水稻，细胞中7号染色体的同源染色体有三条（染色体数为2n+1=25）．图示①-④为其产生的配子类型图（7号染色体标号；A为抗病基因，a为非抗病基因），其中染色体数异常的雄配子不能参与受精作用，请回答：

①该减数分裂过程处于减数第一次分裂联会时期的细胞中可观察到12个四分体．
②现用非抗病水稻（aa）和该三体抗病水稻（AAa）杂交（不考虑基因突变和染色体交叉互换），已知正交实验的F₁抗病水稻：非抗病=5：1，则反交实验的F₁中非抗病水稻所占比例为$\frac{1}{3}$．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：二倍体植株自交，所得子一代中宽叶：窄叶=2：1，抗病：感病=2：1，说明双亲的基因型为双显性，且宽叶和抗病为显性．由所得子一代表现型可知，控制两对性状的基因能自由组合，因此这两对相对性状的基因遵循自由组合定律，亲本的表现型为宽叶抗病．
染色体变异是指染色体结构和数目的改变．染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型；染色体数目的变异有染色体组成倍增加或减少和染色体个别数目的增加或减少．

解答 解：（1）二倍体植株杂交，所得子一代中宽叶：窄叶=2：1，抗病：感病=2：1，说明双亲的基因型为双显性，且宽叶和抗病为显性．由所得子一代表现型可知，控制两对性状的基因能自由组合，因此这两对相对性状的基因遵循自由组合定律，亲本的表现型为宽叶抗病．正常情况下，双杂合个体自交后代的性状比为9：3：3：1，现在出现的比例为5：3：3：1，说明亲本中基因型为双显性的花粉不育，假设以上两对性状由A、a和B、b控制，因此花粉AB不育，因此宽叶抗病植株中基因型以及比例为AaBB：AABb：AaBb=1：1：3，因此双杂合个体所占的比例为$\frac{3}{5}$．纯种宽叶感病植株基因型为AAbb，窄叶感病基因型为aabb，后代基因型为Aabb，表现型为宽叶感病．偶然发现一株窄叶感病个体，基因型为aabb，①植株发生基因突变，宽叶基因突变为窄叶基因；②植株发生染色体变异，含宽叶基因的染色体片段缺失．
（3）①水稻植株体细胞染色体数为2n=24，由于三体在减数分裂过程中联会紊乱，所以该减数分裂过程处于减数第一次分裂联会时期的细胞中可观察到12个四分体．
②三体AAa产生的配子种类及比例为AA：a：Aa：A=1：1：2：2．正交实验的F₁抗病水稻：非抗病=5：1，可知正交实验为AAa做母本，aa做父本，三体AAa产生的雌配子种类及比例为AA：a：Aa：A=1：1：2：2，aa产生的精子为a，二者杂交，后代基因型及比例为：AAa：Aaa：Aa：aa=1：2：2：1，抗病：非抗病=5：1，则反交实验为AAa做父本，aa做母本，三体AAa产生的可参与受精的雄配子种类及比例为a：A=1：2，aa产生的卵细胞为a，后代Aa：aa=2：1，F₁中非抗病水稻所占比例为$\frac{1}{3}$．
故答案为：
（1）$\frac{3}{5}$      
（2）①植株发生基因突变，宽叶基因突变为窄叶基因 ②植株发生染色体变异，含宽叶基因的染色体片段缺失   
（3）①12           ②$\frac{1}{3}$

点评 本题的考点是基因的分离定律、自由组合定律及染色体变异，意在考查考生能理解所学知识的要点，并能用文字、图表及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学内容的能力．本题关键要理解三体减数分裂产生配子的方式，熟悉其产生配子的种类及其比例，如三体AAa产生的配子种类及比例为AA：a：Aa：A=1：1：2：2．