Question

5．正常的水稻体细胞染色体数为2n=24．现有一种三体水稻，细胞中7号染色体的同源染色体有三条，即染色体数为2n+1=25．下图为该三体水稻细胞及其产生的配子类型和比例示意图（6、7为染色体标号；A为抗病基因，a为非抗病基因；①-④为四种类型配子）．已知染色体数异常的配子（如①、③）中雄配子不能参与受精作用，其他配子均能参与受精作用．请回答：

（1）若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换，且产生的配子均有正常活性，则配子②和③不可能（可能/不可能）来自一个初级精母细胞，配子④的7号染色体上的基因为A．
（2）某同学取该三体的幼嫩花药观察减数分裂过程，欲观察7号染色体的配对状况，应选择处于减数第一次分裂前期的细胞，若某次级精母细胞形成配子①，则该次级精母细胞中染色体数为13或26．
（3）现用非抗病水稻（aa）和该三体抗病水稻（AAa）杂交，已测得正交实验的F₁抗病水稻：非抗病=2：1．请预测反交实验的F₁中，非抗病水稻所占比例为$\frac{1}{6}$，抗病水稻中三体所占比例为$\frac{3}{5}$．
（4）水稻的香味由隐性基因（b）控制，普通稻的无香味由显性基因（B）控制，等位基因B、b可能位于6号染色体上，也可能位于7号染色体上．现有正常的香稻和普通稻，7号染色体三体的香稻和普通稻四种纯合子种子供选用，请你设计杂交实验并预测实验结果，从而定位等位基因B、b的染色体位置．
实验步骤：
a．选择正常的香稻为父本和三体的普通稻为母本杂交得F₁，
b．用正常的香味稻为母本与F₁中三体的普通稻为父本杂交，
c．统计子代中的香稻和普通稻的性状分离比．
实验结果：
d．若子代中的香稻和普通稻的性状分离比为香稻：普通稻=1：5，则等位基因（B、b）位于7号染色体上．
e．若子代中的香稻和普通稻的性状分离比为香稻：普通稻=1：1，则等位基因（B、b）位于6号染色体上．

Answer 1

分析 基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代；同时，位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生自由组合．

解答 解：（1）不考虑基因突变和染色体交叉互换，同一个初级精母细胞产生的两个精子的基因型相同或互补，②和③的精子基因型既不相同，也不互补，因此不是由同一个初级精母细胞形成；三体的染色体移向细胞两极是随机的，按照分离定律，三体产生的配子的基因型为AA：a：Aa：A=1：1：2：2，因此配子④的7号染色体上的基因为A．
（2）减数第一次分裂前期同源染色体联会形成四分体，因此如果观察染色体的配对情况，应该选择减数第一次分裂前期的细胞；某次级精母细胞形成配子①，该精子含有2条7号染色体，因此形成该精子的次级精母细胞的前期和中期染色体是13条，后期是26条．
（3）非抗病水稻（aa）产生的配子的类型是a，三体抗病水稻AAa产生的配子的类型及比例是AA：a：Aa：A=1：1：2：2，由于基因型为AA、Aa的雄配子不育，因此如果测得正交实验的F₁抗病水稻：非抗病=2：1，则aa是母本，AAa是父本，反交实验则是aa是父本，AAa是母本，则测交后代的基因型及比例是AAa：aa：Aaa：Aa=1：1：2：2，其中非抗病水稻的基因型是aa，比例占$\frac{1}{6}$；抗病水稻中三体是AAa、Aaa，所占比例为$\frac{3}{5}$．
（4）该实验的目的是探究等位基因B、b可能位于6号染色体上，还是位于7号染色体上；实验步骤如下：
a．选择正常的香稻为父本和三体的普通稻为母本杂交得F₁，
b．用正常的香味稻为母本与F₁中三体的普通稻为父本杂交，
c．统计子代中的香稻和普通稻的性状分离比．
实验结果及结论：
d、如果等位基因（B、b）位于7号染色体上，父本基因型是bb，母本基因型是BBB，杂交后代的基因型是Bb：BBb=1：1，BBb产生的配子的类型及比例是BB：Bb：B：b=1：2：2：1，与基因型为bb的母本杂交，后代香稻bb=，$\frac{1}{6}$，普通稻是$\frac{5}{6}$，香稻：普通稻=1：5；
e、如果等位基因（B、b）位于6号染色体上，父本基因型是bb，母本基因型是BB，杂交后代的基因型是Bb，与基因型为bb的母本杂交，子代香稻：普通稻=1：1．
故答案为：
（1）不可能   A
（2）减数第一次分裂前    13或26
（3）$\frac{1}{6}$       $\frac{3}{5}$
（4）a．香稻   普通稻   
d、香稻：普通稻=1：5
e、香稻：普通稻=1：1

点评 本题的知识点是减数分裂过程中染色体的行为变化，基因分离定律和自由组合定律的实质，染色体数目变异，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络，并应用相关知识结合题干信息进行推理、综合解答问题，并学会应用演绎推理的方法设计遗传实验、预期实验结果、获取结论．