Question

15．某植物花瓣细胞中色素的产生由3对等位基因A和a、B和b、D和d控制，基因A、B、D对花瓣颜色的控制过程如图所示，色素前体物质为白色．该植物花瓣的大小受一对等位基因E、e控制，基因型 EE的植株表现为大花瓣，Ee的为小花瓣，ee的为无花瓣（无繁殖能力）．这4对基因分别位于4对同源染色体上，请回答下列问题：

（1）根据显性现象的表现形式，基因E和基因e之间的关系是不完全显性．
（2）现有某一紫色小花瓣的植株M自交，所产生的子代植株既有大花瓣也有小花瓣，且在大花瓣植株中花的颜色的分离比为紫花：红花：白花=9：3：4．
①M植株的基因型为AaBBDdEe．该植株在产生配子的过程中，基因A和A的分离发生在减数分裂II后期时期（什么分裂什么时期）．
②M植株自交后代共有7种表现型，其中有花瓣植株中，白色大花瓣所占的比例为$\frac{1}{12}$．
③M植株自交产生的紫花植株中，E的基因频率为$\frac{2}{3}$．随着自交代数的增加，E的基因频率会升高，这说明自然选择 （或“选择”）会使基因频率发生定向改变．
（3）现有一杂合的红色植株与基因型为aabbdd的白色植株杂交，子代植株中花的颜色及比例是红花：粉花=1：1，请用遗传图解表示该杂交过程（不考虑E，e基因）．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：植物的花色受三对独立基因控制，遵循基因的自由组合定律．只要有A和B基因，白色前体物质就可合成红色素；有D基因，红色素就可合成紫色素．所以紫花植株的基因型为A_B_D_；粉花植株的基因型为A_bb__；红花植株的基因型为A_B_dd；白花植株的基因型为aa____．据此答题．

解答 解：（1）该植物花瓣的大小受一对等位基因E、e控制，基因型 EE的植株表现为大花瓣，Ee的为小花瓣，ee的为无花瓣（无繁殖能力）．基因E对基因e不完全显性，否则Ee的为大花瓣．
（2）现有某一紫色小花瓣的植株M，基因型可能为A_B_D_Ee；
①根据题意分析可知：紫花植株自交，其子代中开紫花、红花、白花植株的比例为9：3：4，为9：3：3：1的变式，故花的颜色由两对独立的基因控制，没有粉色，说明基因B为纯合的．即紫色小花瓣的植株M，基因型可能为AaBBDdEe．该植株在产生配子的过程中，基因A和A是结果复制而来的，分别位于姐妹染色单体的相同位置，它们分离发生在减数分裂II后期，随着姐妹染色单体分离而分离．
②M植株AaBBDdEe，自交后代花色的表现型有3种，花瓣有3种类型，因此理论上自交后代共有3×3=9种表现型，但是无花瓣中没有颜色之分，因此后代中只有3+3+1种，即紫花大花瓣、粉花大花瓣、白花大花瓣、紫花小花瓣、粉花小花瓣、白花小花瓣、无花瓣．其中有花瓣植株中，大花瓣所占的比例为$\frac{1}{3}$，白色为$\frac{4}{9+3+4}=\frac{4}{16}$，即有花瓣植株中白色大花瓣所占的比例为$\frac{1}{3}×\frac{4}{16}=\frac{1}{12}$．
③ee的为无花瓣是无繁殖能力的．M植株自交产生的紫花植株中，对于花瓣基因存在$\frac{1}{3}$EE、$\frac{2}{3}$Ee，则E的基因频率为$\frac{E}{E+e}$=$\frac{2+2}{（2+2）+2}=\frac{2}{3}$．由于自然对生物的进化具有定向选择的作用，因此随着自交代数的增加，E的基因频率会升高．
（3）现有一杂合的红色植株，可以预推测基因型为A_B_dd．与基因型为aabbdd的白色植株杂交，子代植株中花的颜色及比例是红花：粉花=1：1，可看出属于测交现象，由于无白色出现，可推测出杂合的红色植株无a基因，其基因型为AABbdd．可推导出遗传图解如下：

故答案为：
（1）不完全显性 
（2）①AaBBDdEe     减数分裂后期II 
   ②7  $\frac{1}{12}$     
   ③$\frac{2}{3}$    自然选择 （或“选择”）   
 （3）

点评 本题综合考查基因的自由组合规律的实质及应用的相关知识，意在考查学生的分析能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．