Question

8．某种自花传粉、闭花受粉的植物，其花的颜色为白色，茎有粗、中粗和细三种．请分析并回答下列问题：
Ⅰ．自然状态下该种植物一般都是纯合子（纯合子/杂合子）；若让两株相对性状不同的该种植物进行杂交时，应先除去母本未成熟花的全部雄蕊，其目的是防止自花受粉；然后在进行人工异花传粉的过程中，需要两次套上纸袋，其目的是避免外来花粉的干扰．
Ⅱ．已知该植物茎的性状由两对独立遗传的核基因（A、a，B、b）控制．只要b基因纯合时植株就表现为细茎，当只含有B一种显性基因时植株表现为中粗茎，其它表现为粗茎．若基因型为AaBb的植株自然状态下繁殖，则理论上子代的表现型及比例为粗茎：中粗茎：细茎=9：3：4．
Ⅲ．现发现这一白花植株种群中出现少量红花植株，但不清楚控制该植物花色性状的核基因情况，需进一步研究．
（1）若花色由一对等位基因D、d控制，且红花植株自交后代中红花植株均为杂合子，则红花植株自交后代的表现型及比例为红花：白花=2：1．
（2）若花色由D、d，E、e两对等位基因控制．现有一基因型为DdEe的植株，其体细胞中相应基因在DNA上的位置及控制花色的生物化学途径如图．

①该植株花色为红色，其体细胞内的DNA1和DNA2所在的染色体之间的关系是同源染色体．
②控制花色的两对基因遵循孟德尔的基因的分离定律定律．
③该植株自交时（不考虑基因突变和交叉互换现象）后代中纯合子的表现型为白色，红花植株占$\frac{1}{2}$．

Answer 1

分析 分析题图：图示为细胞中相应基因在DNA上的位置及控制花色的生化流程，基因D能控制酶D的合成，酶D能将前体物质合成白色中间产物；基因E能控制酶E的合成，酶E能中间产物转化为红色物质．因此红色的基因型为D_E_，其他基因型均表现为白色．

解答 解：Ⅰ．根据题干信息，自花受粉、闭花传粉的植物自然状态下一般都是纯合子；若让两株相对性状不同的该种植物进行杂交时，为防止自花授粉在花蕾期要进行去雄，需进行人工异花授粉；为防止外来花粉的干扰，在去雄后授粉前要进行套袋处理，在授粉后也要进行套袋处理．该过程中对母本操作流程为：花未成熟前去雄→套袋→授粉→套袋．
Ⅱ．当b基因纯合时植株表现为细茎，只含有B一种显性基因时植株表现为中粗茎，其他表现为粗茎．基因型为AaBb的植株自然状态下繁殖，后代为A_B_（粗茎）：A_bb（细茎）：aaB_（中粗茎）：aabb（细茎）=9：3：3：1，因此子代的表现型及比例为粗茎：中粗茎：细茎=9：3：4．
Ⅲ．（1）红花植株自交后代中红花植株均为杂合子，说明存在显性纯合致死现象．若该植物种群中红色植株均为杂合子，则红色植株自交后代的基因型及比例为DD（致死）：Dd：dd=1：2：1，因此后代表现型及比例为红色：白色=2：1．
（2）①由图可知，基因D和E同时存在时表现为红色，因此基因型为DdEe的植株的花色为红色；其体细胞内的DNA1和DNA2含有等位基因D和d、E和e，而等位基因位于同源染色体上，因此它们所在的染色体之间的关系是同源染色体．
②由图可知，控制花色的两对基因位于同一对同源染色体上，不遵循基因的自由组合定律，但符合孟德尔的分离定律．
③该植株（DdEe）自交时，后代基因型及比例为DDee（白色）：DdEe（红色）：ddEE（白色）=1：2：1，其中纯合子均表现为白色，红色植株占$\frac{1}{2}$．
故答案为：
Ⅰ．纯合子 防止自花受粉 避免外来花粉的干扰
Ⅱ．粗茎：中粗茎：细茎=9：3：4
Ⅲ． （1）红花：白花=2：1
（2）①红色 同源染色体
②基因的分离定律
③白花 $\frac{1}{2}$

点评 本题结合图解，考查孟德尔遗传实验、基因分离定律和基因自由组合定律，要求考生识记孟德尔遗传实验过程，能根据题干信息进行迁移应用；掌握基因分离定律和基因自由组合定律的实质，能根据题干和图中信息进行相关计算．