Question

11．四季豆是一种自花传粉的作物，其种皮的颜色是由两对非等位基因A（a）和B（b）控制的，而且两对基因传递给子代遵循孟德尔定律．种皮细胞中有A基因，便可产生足量的黑色素；a基因不能控制色素的产生．种皮细胞中的B基因为修饰基因，可淡化黑色素的显色程度；其中，BB可使黑色素颜色完全消失，Bb使色素颜色淡化，bb不影响黑色素的显色效果．选择能产生白色种皮的一棵植株（P₁）和能产生黑色种皮的一棵植株（P₂）为亲本材料，实验如图所示，回答下列问题．
（1）据上述图解分析，P₁和P₂的基因型依次是aaBB和Abb．
（2）在F₂中，产生黄褐色种皮的植株基因型为AaBb、AABb，产生白色种皮的植株基因型有5种．
（3）F₂中杂合体植株（Bb）在减数分裂过程中，如果没有发生交叉互换，基因B与B之间的分离、基因B与b之间的分离分别发生在后期Ⅱ期和后期Ⅰ期（要求具体到前、中、后、末等时期）．在有性生殖过程中，F₁基因B或b以染色体为载体传递给F₂．
（4）如果手头上有四种材料aaBB、AABB、aabb和Aabb，需要在最短的时间内培育出黑色可稳定遗传的新品种，可以利用Aabb为材料进行单倍体育种（指育种方式）．

Answer 1

分析 种皮细胞中有A基因，便可产生足量的黑色素；a基因不能控制色素的产生．种皮细胞中的B基因为修饰基因，可淡化黑色素的显色程度；其中，BB可使黑色素颜色完全消失，Bb使色素颜色淡化，bb不影响黑色素的显色效果，可推测A_BB、aaB_、aabb为白色；A_bb为黑色、A_Bb为黄褐色．

解答 解：（1）根据F₂中黑色：黄褐色：白色=3：6：7，是9：3：3：1的变式，可推断F₁的基因型为AaBb．根据分析可知：A_BB、aaB_、aabb为白色；A_bb为黑色、A_Bb为黄褐色．亲本中的黑色种皮的基因型为A_bb，白色种皮的基因型可能为A_BB、aaB_、aabb，进一步推测P₁和P₂的基因型依次是aaBB和AAbb．
（2）F₁的基因型为AaBb．自交后代A_Bb为黄褐色，可推测产生黄褐色种皮的植株基因型为AaBb、AABb．产生白色种皮的植株的基因型为AABB、AaBB、aaBB、aaBb、aabb共5种．
（3）F₂中杂合体植株Bb，B和b是一对等位基因，位于同源染色体的相同位置，会在减数第一次分裂后期，随着同源染色体的分离而分离．B和B是通过染色体复制而形成的，位于姐妹染色体上，在减数第二次分离后期，因着丝点分裂导致姐妹染色单体分离而分离．在有性生殖过程中，F₁中基因B或b位于同源染色体的相同位置，在形成配子的时候，成对的染色体分开，每对染色体中的一条进入到精子或卵细胞．基因也随着染色体进入到不同的生殖细胞中，从而传递给F₂．
（4）题干中需要在“最短的时间内培育出黑色可稳定遗传的新品种”，建议用单倍体育种的方法育种．可选用四种材料aaBB、AABB、aabb和Aabb中的Aabb为实验材料．进行花药离体培养，获得Ab和ab两种单倍体植株，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得AAbb和aabb植株．
故答案为：
（1）aaBB    AAbb
（2）AaBb、AABb    5
（3）后期Ⅱ后期Ⅰ染色体
（4）Aabb   单倍体

点评 本题考查基因的自由组合定律的相关知识，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．