Question

1．某育种工作者在一次重复孟德尔的杂交实验时，偶然发现了一个罕见现象：选取的高茎（DD）豌豆植株与矮茎（dd）豌豆植株杂交，得到的F₁全为高茎，其中一颗F₁植株自交得到的F₂出现了高茎：矮茎=35：1的性状分离比．请分析回答以下相关问题．
（1）对题干中“分离现象”的解释：
①由于环境骤变如降温的影响，该F₁植株可能发生了染色体（数目）变异，幼苗发育成为基因型是DDdd的植株
②该发生变异的F₁自交，产生的F₂的基因型及其比例为DDDD：DDDd：DDdd：Dddd：dddd=1：8：18：8：1
（2）对上述解释的验证：
为验证以上的解释，理论上需要通过测交实验来测定F₁的基因型，即选择表现型为矮茎的豌豆对其进行异花授粉．预期子代表现型及其比例为高茎：矮茎=5：1．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：正常情况下，F₂出现高茎：矮茎=3：1的性状分离比．但实际出现了高茎：矮茎=35：1的性状分离比，是因为F₁植株的染色体发生了变异，数目加倍，其基因型变为DDdd．四倍体DDdd在减数分裂产生配子时，配子中的基因只有体细胞一半的，同时4个等位基因间的分离是随机的，进入同一个配子的是4个等位基因中的任意2个，故产生配子的基因型及比例为DD：Dd：dd=1：4：1．

解答 解：（1）①根据题意分析可知：四倍体DDdd产生的配子基因型及比例为DD：Dd：dd=1：4：1．由于受精时，雌雄配子的结合是随机的，所以子二代出现了9种基因型，2种表现型，矮茎dddd占$\frac{1}{6}×\frac{1}{6}=\frac{1}{36}$，因此，表现型的比值为高茎：矮茎=35：1．所以可以推测：由于环境骤变如降温的影响，该F₁植株可能发生了染色体数目变异，幼苗发育成为基因型是DDdd的植株．
②该F₁自交，产生的F₂基因型有DDDD、DDDd、DDdd、Dddd、dddd，共5种，其比例为$\frac{1}{6}×\frac{1}{6}$：$\frac{1}{6}×\frac{4}{6}×2$：（$\frac{1}{6}×\frac{1}{6}×2$+$\frac{4}{6}×\frac{4}{6}$）：$\frac{4}{6}×\frac{1}{6}×2$：$\frac{1}{6}×\frac{1}{6}$=1：8：18：8：1．
（2）进行测交实验时，是子一代豌豆（DDdd）和矮茎豌豆（dd）杂交，矮茎豌豆只产生d一种配子，故测交后代均为三倍体，基因型为DDd：Ddd：ddd=1：4：1，表现型的比值为高茎：矮茎=5：1．
故答案为：
（1）①染色体（数目）  DDdd  
②DDDD：DDDd：DDdd：Dddd：dddd=1：8：18：8：1 
（2）测交   高茎：矮茎=5：1

点评 本题考查基因的分离定律和染色体变异的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．解此题的关键是写出四倍体DDdd所产生的配子的种类及比值．