Question

15．豌豆植株有高茎和矮茎、花顶生和花腋生，两对相对性状分别由位于两对染色体上的等位基因控制．现用纯种的高茎花顶生植株与纯种的矮茎花腋生植株杂交，F₁表现型为高茎花顶生植株．F₂自交，播种所有的F₂．假定所有的F₂植株都能成活，且每株F₂自交收获的种子数量相等．
（1）F₂的表现型及比例为高茎花顶生：高茎花腋生：矮茎花顶生：矮茎花腋生=9：3：3：1．
（2）若F₂植株开花时，拔掉全部的高茎植株，从理论上讲F₃中花腋生植株的比例为$\frac{3}{8}$．
（3）以F₁高茎花顶生植株为材料，写出通过杂交育种获得稳定遗传的矮茎花顶生品种的思路：①让F₁高茎花顶生植株自交：从F₂中选出矮茎花顶生的植株，让矮茎花顶生植株逐代自交
直至不发生性状分离．
（4）图为豌豆细胞的两对同源染色体上三对基因的分布，其一个初级精母细胞所产生的花粉的基因型为AbD、abd或Abd、abD，其在减数第二次分裂后期的一个次级精母细胞中有2个染色体组．

Answer 1

分析 解答本题需知：假设高茎与矮茎这对等位基因用A、a表示，花顶生和花腋生用B、b表示，由于两对相对性状分别由位于两对染色体上的等位基因控制，说明两对等位基因遵循基因的自由组合定律，同时用纯种的高茎花顶生植株（AABB）与纯种的矮茎花腋生植株（aabb）杂交，F₁表现型为高茎花顶生植株，说明高茎和顶生都为显性性状，F1的基因型为AaBb．F₂自交，播种所有的F₂．AaBb的个体自交，后代的表现型及比例高茎花顶生：高茎花腋生：矮茎花顶生：矮茎花腋生=9：3：3：1．

解答 解：（1）依题意可知：豌豆植株的高茎和矮茎、花顶生和花腋生这两对相对性状的遗传遵循基因的自由组合定律．纯种的高茎花顶生植株与纯种的矮茎花腋生植株杂交，F₁表现型为高茎花顶生植株，说明高茎和花顶生均为显性性状，F₁为双杂合子，F₁自交所得F₂的表现型及比例为高茎花顶生：高茎花腋生：矮茎花顶生：矮茎花腋生=9：3：3：1．
（2）若F₂植株开花时，拔掉全部的高茎植株，则所剩植株中，花顶生杂合子植株占$\frac{1}{2}$，花腋生植株占$\frac{1}{4}$；因豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，所以从理论上讲F₃中花腋生植株的比例为$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}+\frac{1}{4}=\frac{3}{8}$．
（3）以F₁高茎花顶生植株为材料，通过杂交育种获得稳定遗传的矮茎花顶生品种的思路为：①让F₁高茎花顶生植株自交；②从F₂中选出矮茎花顶生的植株，让其逐代自交；③直至不发生性状分离为止．
（4）分析图示可知：一个精原细胞含有2个染色体组，其基因组成为AabbDd，该精原细胞经过染色体复制所形成的初级精母细胞含有的染色体组数不变，其基因组成为AAaabbbbDDdd，在减数第一次分裂后期，同源染色体分离、非同源染色体自由组合，而分离的同源染色体在减数第一次分裂结束后分别进入到2个子细胞中去，因此所产生的次级精母细胞中含有1个染色体组，该次级精母细胞处于减数第二次分裂后期，因着丝点分裂导致细胞中的染色体数目加倍，染色体组数也随之加倍，即处于减数第二次分裂后期的一个次级精母细胞中含有2个染色体组；减数第二次分裂结束后，由一个初级精母细胞所产生的4个花粉的基因型两两相同，为AbD、abd或Abd、abD．
故答案为：
（1）高茎花顶生：高茎花腋生：矮茎花顶生：矮茎花腋生=9：3：3：1
（2）$\frac{3}{8}$
（3）②从F₂中选出矮茎花顶生的植株，让矮茎花顶生植株逐代自交，直至不发生性状分离
（4）AbD、abd或Abd、abD  　2

点评 本题以图文结合的形式综合考查学生对基因的自由组合定律、减数分裂的知识的掌握情况．若要正确解答本题，需要熟记与基因的自由组合定律相关的遗传实验、并且把握其实质，尽可能与减数分裂过程建立联系．本题的易错点在于：①忽略了豌豆是自花传粉、闭花受粉植物而错解（2）小题；②没有掌握减数分裂过程，不清楚一个初级精母细胞所产生的4个精子的基因型两两相同而将花粉的基因型错写．