Question

16．玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因（N，n）控制，正常情况下紫株与绿株杂交，子代均为紫株．某科学家用X射线照射紫株A后再与绿株杂交，发现子代有紫株732株、绿株2株（绿株B）．为研究绿株B出现的原因，她让绿株B与正常纯合的紫株C杂交，F₁再严格自交得F₂，观察F₂的表现型及比例，并做相关分析．
（1）假设一：X射线照射紫株A导致其发生了基因突变．基因突变的实质是碱基对的增添、替换和缺失．
如果此假设正确，则F₁的基因型为Nn；F₁自交得到的F₂中，紫株所占的比例应为$\frac{3}{4}$．
（2）假设二：X射线照射紫株A导致其6号染色体断裂，含有基因N在内的片段丢失（注：一条染色体片段缺失不影响个体生存，两条染色体缺失相同的片段个体死亡）．如果此假设正确，则绿株B能产生2种配子，F₁自交得到的F₂中，紫株所占比例应为$\frac{6}{7}$．
（3）利用细胞学方法可以验证假设二是否正确．操作时可以选择如图中的绿株B植株，在显微镜下对其减数第一次分裂四分体时期细胞的染色体进行观察和比较．

Answer 1

分析 正常情况下，玉米的紫株与绿株杂交所得到的子代均为紫株，说明紫株相对于绿株为显性性状，且亲本中紫株的基因型为NN，绿株的基因型为nn．绿株B可能是基因突变产生的，也可能是染色体变异后产生的，答题的关键是扣住基因突变和染色体变异的区别．

解答 解：（1）假设一是基因突变，基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换等，其实质是基因结构的改变．紫株A变异后与绿株（nn）杂交，后代有绿株出现，说明紫株A的基因型为Nn，绿株B的基因型为nn．绿株B（nn）与正常纯合的紫株C（NN）杂交，F₁的基因型为Nn；F₁自交得到F₂，F₂中紫株（N_）所占的比例应为$\frac{3}{4}$．
（2）假设二是染色体变异，即绿株B的一条染色体缺失含有基因N的片段，因此其能产生2种配子，一种配子含有基因n，另一种配子6号染色体断裂缺失含N的片段．绿株B与正常纯合的紫株C（NN）杂交，F₁有2种基因型（比例相等）：Nn和缺失一条染色体片段的紫株，均表现为紫株；F₁自交得到的F₂，由于两条染色体缺失相同的片段的个体死亡，所以F₂中紫株所占比例应为$\frac{6}{7}$．
（3）基因突变是点突变，在显微镜下无法观察到，而染色体变异可在显微镜下观察到，所以假设二可以通过细胞学的方法来验证，即在显微镜下观察绿株B细胞减数分裂过程中的染色体．如果观察减数分裂时的细胞，可以在显微镜下对其减数第一次分裂四分体时期细胞的进行观察，即观察联会的6号染色体是否相同．
故答案为：
（1）碱基对的增添、替换和缺失      Nn    $\frac{3}{4}$
（2）2            $\frac{6}{7}$
（3）二             四分体时

点评 本题考查基因分离规律、基因突变和染色体变异的应用，意在考查考生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；能理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界中的一些生物学问题的能力．