Question

5．玉米是一年生雌雄同株异花授粉植物，其籽粒的颜色受两对等位基因A、a和B、b控制．A基因存在时，能合成酶Ⅰ；B基因存在时，酶Ⅱ的合成受到抑制．籽粒颜色的转化关系为：白色$\stackrel{酶Ⅰ}{→}$黄色$\stackrel{酶Ⅱ}{→}$紫色．
研究发现纯合紫粒玉米的花粉完全败育，不具备受精能力，其它类型玉米的花粉正常．将杂合白粒玉米和纯合紫粒玉米进行间行种植，F₁中收获得到的玉米共有三种类型：白粒、黄粒和紫粒．回答下列问题：
（1）从F₁中随机选取一粒玉米，能否通过颜色直接判断其母本是白粒玉米还是紫粒玉米？并阐明理由．能，由于纯合紫粒玉米花粉完全败育，因此紫粒植株上收获到的玉米为杂交的结果，子代为黄粒或紫粒；白粒植株上收获到的玉米为自交的结果，子代均为白粒．所以F₁中白粒的母本为白粒玉米，紫粒或黄粒的母本为紫粒玉米．
（2）请用F₁为实验材料设计一代杂交实验，以验证A、a和B、b基因符合自由组合定律．（要求：写出实验方案，并预期实验结果．）
实验方案：选择F₁中黄粒玉米自交，统计后代籽粒表现型种类及比例
实验结果：后代黄粒：紫粒：白粒=9：3：4．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：玉米籽粒的颜色受两对等位基因A、a和B、b控制，A基因、B基因都存在时，只能合成酶Ⅰ，表现为黄色，基因型为A_B_；A基因存在时，B基因不存在时，能合成酶Ⅰ和酶Ⅱ，表现为紫色，基因型为A_bb；A基因不存在时，不能合成酶Ⅰ，表现为白色，基因型为aa__．

解答 解：（1）纯合紫粒玉米的基因型为AAbb，其花粉完全败育，不具备受精能力．杂合白粒玉米的基因型为aaBb．将杂合白粒玉米和纯合紫粒玉米进行间行种植，F₁中收获得到的玉米共有三种类型：白粒、黄粒和紫粒．由于纯合紫粒玉米花粉完全败育，因此紫粒植株上收获到的玉米为杂交的结果，子代为黄粒或紫粒；白粒植株上收获到的玉米为自交的结果，子代均为白粒．所以F₁中白粒的母本为白粒玉米，紫粒或黄粒的母本为紫粒玉米．
（2）实验方案：选择F₁中黄粒玉米（AaBb）自交，统计后代籽粒表现型种类及比例；
实验结果：如果后代出现黄粒：紫粒：白粒=9：3：4，符合9：3：3：1的变式，说明A、a和B、b基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律．
故答案为：
（1）能    由于纯合紫粒玉米花粉完全败育，因此紫粒植株上收获到的玉米为杂交的结果，子代为黄粒或紫粒；白粒植株上收获到的玉米为自交的结果，子代均为白粒．所以F₁中白粒的母本为白粒玉米，紫粒或黄粒的母本为紫粒玉米
（2）实验方案：选择F₁中黄粒玉米自交，统计后代籽粒表现型种类及比例
实验结果：后代黄粒：紫粒：白粒=9：3：4

点评 本题考查基因自由组合定律的相关知识，意在考查学生的实验设计能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．