Question

15．某种雌雄同株植物（2n=18）的叶片宽度由等位基因（D与d）控制，花色由两对等位基因（A与a、B与b）控制．图是花瓣细胞中色素形成的代谢途径示意图．某科学家将一株紫花宽叶植株和一株白花窄叶植株进行杂交，F₁均表现为紫花宽叶，F₁自交得到的F₂植株中有315株为紫花宽叶、140株为白花窄叶、105株为粉花宽叶．请回答下列问题：

（1）若只考虑花色的遗传，让F₂中全部紫花植株自花传粉，在每株紫花植株产生的子代数量相等且足够多的情况下，其子代植株的基因型共有9种，其中粉花植株占的比例为$\frac{5}{36}$．控制花色与叶片宽度的基因一共在2对染色体上．
（2）为了获得这种植物的四倍体，科学家低温处理它正在有丝分裂的细胞，导致其染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株．推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是低温抑制纺锤体形成．该四倍体植株和二倍体植株杂交后代体细胞的染色体数为27，该后代是否可育？否（“是”或“否”）．
（3）A基因和B基因分别编码酶1和酶2参与花色的控制．该事例说明基因通过控制酶的合成，进而控制生物的性状．

Answer 1

分析 根据花瓣细胞中色素形成的代谢途径示意图可以判断：紫花基因型为A_B_、白花基因型为aa__、粉花基因型为A_bb．并且9：4：3是9：3：3：1的变式，即遵循基因的自由组合定律，亲本均为纯合子．而通过后代窄叶始终与白花平行可以得出，窄叶基因和白化基因属于完全连锁基因．

解答 解：（1）根据基因的自由组合定律，F₂中的紫花植株的基因型有$\frac{1}{16}$AABB、$\frac{2}{16}$AABb、$\frac{2}{16}$AaBB、$\frac{4}{16}$AaBb四种，即各占$\frac{1}{9}$、$\frac{2}{9}$、$\frac{2}{9}$、$\frac{4}{9}$，其中AaBb自交就能产生=3×3=9种基因型的后代．紫花植株的基因型为A_bb，因此$\frac{2}{9}$AABb自交产生=1×$\frac{1}{4}$×$\frac{2}{9}$=$\frac{2}{36}$的粉花，$\frac{4}{9}$AaBb自交产生=$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{4}$×$\frac{4}{9}$=$\frac{3}{36}$，即粉花植株有$\frac{2}{36}+\frac{3}{36}=\frac{5}{36}$．F₂植株中紫花：白花：粉花=9：4：3，该比例是两对位于非同源染色体上的基因自由组合的结果，属于9：3：3：1比例的变式．
（2）低温抑制纺锤体形成，导致细胞染色体不分离．该株植物染色体数为2n=18，则四倍体植株体细胞中染色体数为4n=36，二倍体植株体细胞中染色体数为2n=18，两者杂交，后代体细胞的染色体数为2n+n=3n=27，该后代是三倍体，不可育．
（3）由图示可以看出，AB基因通过控制酶1和酶2的合成，再由酶来控制代谢过程，进而控制生物体的形状，属于基因间接控制生物形状的类型．
故答案为：
（1）9  $\frac{5}{36}$  2
（2）低温抑制纺锤体形成　27 否
（3）酶的合成

点评 本题考查了基因的分离定律和自由组合定律的应用，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力；能用数学方式准确地描述生物学方面的内容、以及数据处理能力．