Question

17．某闭花授粉植物，茎的高度和花的颜色受三对等位基因控制且符合自由组合定律，现以矮茎紫花的纯合品种作母本，以高茎白花的纯合品种作父本进行杂交实验，在相同环境条件下，结果发现F₁中只有一株表现为矮茎紫花（记作植株A），其余表现为高茎紫花．让F₁中高茎紫花自交产生F2有高茎紫花：高茎白花：矮茎紫花：矮茎白花=27：21：9：7．请回答：
（1）由杂交实验结果可推测株高受一对等位基因控制，依据是F₂中高茎：矮茎=3：1．
（2）在F2中高茎白花植株的基因型有10种，其中纯合子比例占$\frac{1}{7}$．
（3）据分析，导致出现植株A的原因有两个：一是母本发生了自交，二是父本的某个花粉中有一个基因发生突变．为了确定是哪一种原因，让植株A自交，统计子代的表现型及比例．
若子代的性状为全为矮茎紫花，则是原因一：
若子代的性状为矮茎紫花：矮茎白花=9：7，则是原因二．

Answer 1

分析 分析题干可知，茎的高度和花的颜色受三对等位基因控制且符合自由组合定律，子一代是高茎紫花，子一代自交得到子二代既有高茎也有矮茎，既有紫花也有白花，说明高茎对矮茎、紫花对白花是显性性状；子二代中高茎：矮茎=3：1，符合一对相对性状的杂交实验，因此高茎和矮茎可能由一对等位基因控制，子一代的基因型用Aa表示；子二代中紫花：白花=9：7，可以改写成9：3：3：1，因此该植物花色由两对等位基因控制，子一代相关基因型用BbDd表示，B、D同时存在表现为紫花，其他表现为白花；子一代高茎紫花植株的基因型是AaBbDd，亲本矮茎紫花母本基因型是aaBBDD，高茎白花父本的基因型是AAbbdd．

解答 解：（1）由杂交实验结果F₂中高茎：矮茎=3：1可知符合分离定律，故可推测株高受一对等位基因控制．
（2）由分析可知，子一代高茎紫花的基因型是AaBbDd，子一代自交得到子二代，高茎的基因型是AA、Aa两种，白花基因型是BBdd、Bbdd、bbDd、bbDD、bbdd五种，因此高茎白花的基因型共有2×5=10种；子二代中高茎白花的比例是$\frac{3}{4}×\frac{7}{16}$=$\frac{21}{64}$，其中高茎白花纯合子的比例是AABBdd+AAbbDD+AAbbdd=$\frac{3}{64}$，占
高茎白花植株的$\frac{1}{7}$．
（3）据分析，导致出现植株A的原因有两个：一是母本发生了自交，二是父本的某个花粉中有一个基因发生突变．为了确定是哪一种原因，让植株A自交，统计子代的表现型及比例．
若子一代矮茎紫花植株A是由母本自交引起的，由于母本基因型是aaBBDD，则该矮茎紫花植株的基因型是aaBBDD，自交后代的性状为全为矮茎紫花．
若子一代矮茎紫花植株A是父本的某个花粉中有一个基因发生突变引起的，则该矮茎紫花植株的基因型是aaBbDd，自交后代aaB_D_：aabbD_：aaB_dd：aabbdd=9：3：3：1，其中aaB_D_表现为矮茎紫花，其他表现为矮茎白花．
故答案为：
（1）F₂中高茎：矮茎=3：1
（2）10    $\frac{1}{7}$
（3）全为矮茎紫花      矮茎紫花：矮茎白花=9：7

点评 本题的知识点是基因分离定律和自由组合定律的实质，旨在考查学生理解基因分离定律和自由组合定律、分离定律和自由组合定律之间的关系的知识要点，学会应用分离定律解决自由组合问题及应用演绎推理的方法预期实验结果、获取结论．