Question

18．玉米（2n=20）是雌雄同株异花的植物．在通过基因工程培育抗虫转基因玉米的过程中，筛选出抗虫基因成功整合到染色体上的玉米（假设抗虫基因都能正常表达），某些玉米的体细胞中含两个抗虫基因，但这两个基因在染色体上的整合情况并不清楚，请设计一个最简便的实验，探究抗虫基因整合到玉米染色体上的具体情况，并将基因（用黑点表示抗虫基因）标注在如图方框中的染色体上．
（1）实验步骤：
①将该转基因玉米植株进行自交；
②统计该玉米植株自交后代的表现型及比例．
（2）实验分析及基因在染色体上的位置：
①若后代中的烟草全部表现为抗花叶病，则基因在染色体上的位置可表示为．
②若后代的玉米中抗虫：不抗虫=3：1，则基因在染色体上的位置可表示为．
③若后代的玉米中抗虫：不抗虫=15：1，则基因在染色体上的位置可表示为．

Answer 1

分析 1、基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合．
2、抗虫基因整合到玉米染色体上后有三种情况，即两个抗虫基因位于一对同源染色体的两条染色体上、两个抗虫基因位于一条染色体、两个抗虫基因位于两条非同源染色体上，再根据这三种情况进行逆推．

解答 解：（1）实验步骤：
①要探究抗虫基因整合到玉米染色体上的具体情况，最简便的方法是自交法，即将该转基因玉米植株进行自交；
②统计该玉米植株自交后代的表现型及比．
（2）抗虫基因整合到玉米染色体上后有三种情况，即两个抗虫基因位于一对同源染色体的两条染色体上、两个抗虫基因位于一条染色体、两个抗虫基因位于两条非同源染色体上：
①若为第一种情况，即两个抗虫基因位于一对同源染色体上，则该个体产生的配子均含有抗虫基因，其自交后代全部表现为抗花叶病．
②若为第二种情况，即两个抗虫基因位于一条染色体上，则该个体产生的配子含有抗虫基因的概率为$\frac{1}{2}$，其自交后代的玉米中抗虫：不抗虫=$\frac{3}{4}$：$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=3：1．
③若为第三种情况，即两个抗虫基因位于两条非同源染色体上，则该个体产生的配子含有抗虫基因的概率为$\frac{3}{4}$，其自交后代的玉米中抗虫：不抗虫=（1-$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$）：$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$=15：1．
故答案为：
（1）①将该转基因玉米植株进行自交
②统计该玉米植株自交后代的表现型及比例
（2）①两个抗虫基因位于一对同源染色体上
②后代的玉米中抗虫：不抗虫=3：1     两个抗虫基因位于一条染色体上
③后代的玉米中抗虫：不抗虫=15：1

点评 本题考查基因自由组合定律的实质及应用、基因工程等知识，要求考生识记杂交法、自交法和测交法的应用，能紧扣题干“最简便”的要求选择合适的方法；掌握基因自由组合定律的实质，能根据“两个抗虫基因位于一对同源染色体的两条染色体上、两个抗虫基因位于一条染色体、两个抗虫基因位于两条非同源染色体上”这三种情况进行逆推．