Question

玉米非糯性基因（A）对糯性基因（a）为显性，植株紫色基因（B） 对植株绿色基因（b）为显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上．玉米非糯性籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性籽粒及花粉遇碘液变棕色．现有非糯性紫株、非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择．
（1）若要采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应选择非糯性紫株品系与

 

品系杂交．
（2）当用X射线照射纯合非糯性紫株玉米花粉后，将其授于纯合非糯性绿株的个体上，发现在F₁代734株中有2株为绿色．经细胞学的检查表明，这2株绿色植株是由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致的．已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育，而缺失纯合体（两条同源染色体均缺失相同片段）致死．请回答：
①在上述F₁代绿株的幼嫩花药中观察到如图染色体图象，说明此时细胞处于

 

期．该细胞中b基因所在位点应该是图中基因位点

 

（填基因位点“1”或者“2”）．
②在做细胞学的检査之前，有人推测F₁代出现绿株的原因是经X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），导致F₁代少数绿苗产生．某同学设计了以下杂交实验，以探究X射线照射花粉后产生的变异类型．
实验步骤：
第一步：选上述F₁代绿色植株与

 

纯种品系杂交．得到种子（F₂代）；
第二步：让F₂代植株自交．得到种子（F₃代）；
第三步：观察并记录F₃代植株颜色及比例．
结果预测及结论：
若F₃代植株的紫色：绿色为

 

，说明X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b）．
若F₃代植株的紫色：绿色为

 

，说明X射线照射的少数花粉中第6号染色体载有紫色基因（B）的区段缺失．
（3）科研人员在雌雄同株的玉米自然种群中发现某种性状表现为胚囊发育不正常，不能产生正常的卵细胞，但能产生正常的花粉供其他植株授粉，进一步研究证明：该性状受基因d控制．在该种群中，DD的个体占90%，Dd的个体占9%，dd的个体占1%，问该种群自由交配一代后，具有正常繁殖能力的个体占

 

．

Answer 1

考点：基因的自由组合规律的实质及应用,基因的分离规律的实质及应用

专题：

分析：根据题意和图示分析可知：验证基因的分离定律时，只能考虑一对等位基因，所以用非糯性紫株与糯性紫株杂交．F₂代所有花粉中，非糯性基因（A）和糯性基因（a）为1：1，所以用碘液处理F₂代所有花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为蓝色：棕色=1：1．
由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致F₁代出现2株绿色玉米，所以F₁代绿株的基因组成bb．同源染色体配对发生在减数第一次分裂的联会时期，即前期，所以要在幼嫩花药中观察上图染色体现象，应选择处于减数第一次分裂的前期细胞进行观察．

解答： 解：（1）由于玉米非糯性籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性籽粒及花粉遇碘液变棕色，所以采用花粉鉴定法验证基因分离定律，只能选择非糯性紫株与糯性紫株杂交．
（2）①由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致F₁代出现2株绿色玉米，所以F₁代绿株的基因组成bb，b基因所在位点应该是图中基因位点1．同源染色体配对发生在减数第一次分裂的联会时期，即前期，所以要在幼嫩花药中观察上图染色体现象，应选择处于减数第一次分裂的前期细胞进行观察．
②要探究X射线照射花粉产生的变异类型，需要选F₁代绿色植株与亲本中的非糯性紫株杂交，得到种子（F₂代）；将F₂代植株的自交，得到种子（F₃代）．如果F₃代植株的紫色：绿色为3：1，则说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失；如果F₃代植株的紫色：绿色为6：1，则说明花粉中第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失．BB×bO→Bb、BO，让其分别自交BO的后代为：BB、2BO、OO（致死），Bb的后代为：BB、2Bb、bb，所以紫色：绿色为6：1．
（3）由于dd的玉米胚囊发育不正常，不能产生正常的卵细胞，所以雌配子中d的频率为：（9%×1）÷（90%×2+9%×2）=

1

22

；dd的玉米能产生正常的花粉，所以雄配子中d的频率为：（9%×2+1%×2）÷100%×2=

11

200

．所以该种群自由交配一代后，dd占

1

22

×

11

200

=

1

400

，因此具有正常繁殖能力的个体占1-

1

400

=

399

400

．
故答案为：
（1）糯性紫株
（2）①减数第一次分裂的前（或四分体）  1
②非糯性紫株（或糯性紫株）    3：1           6：1 
（3）

399

400

点评：本题考查基因的分离定律、基因的自由组合定律和染色体变异的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．