Question

20．油菜物种Ⅰ（2n=20）与Ⅱ（2n=18）杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后，得到一个油菜新品系（注：Ⅰ的染色体和Ⅱ的染色体在减数分裂中不会相互配对）
（1）观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂，应观察分生区的细胞，处于分裂后期的细胞中含有76条染色体．
（2）该油菜新品系经多代种植后出现不同颜色的种子，已知种子颜色由一对等位基因A/a控制，并受另一对基因R/r影响．用产黑色种子植株（甲）、产黄色种子植株（乙和丙）进行以下实验：

组别	亲代	F1表现型	F1自交所得F2的表现型及比例
实验一	甲×乙	全为产黑色种子植株	产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：1
实验二	乙×丙	全为产黄色种子植株	产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：13

①由实验一得出，种子颜色性状中黄色对黑色为隐性．
②分析以上试验可知，当R基因存在时会抑制A基因的表达．实验二中丙的基因型为AARR，F₂代产黄色种子植株中杂合子的比例为$\frac{10}{13}$．
③有人重复实验二，发现某一F₁植株，其体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条（其中两条含R基因），请解释该变异产生的原因：植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离（或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开）．让该植株自交，理论上后代中产黑色种子的植株所占比例为$\frac{1}{48}$．

Answer 1

分析 根据题意和图表分析可知：油菜物种Ⅰ与Ⅱ杂交产生的幼苗经秋水仙素处理，得到的是异源多倍体，属于染色体数目变异．油菜新品系种子颜色由一对基因A/a控制，并受另一对基因R/r影响，F₁自交所得F₂的表现型及比例为产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：13，是9：3：3：1的变式，所以其遗传遵循基因的自由组合定律．

解答 解：（1）由于油菜新品系是油菜物种Ⅰ（2n=20）与Ⅱ（2n=18）杂交产生的幼苗经秋水仙素处理后获得，所以细胞中含有（10+9）×2=38条染色体．观察油菜新品系根尖细胞有丝分裂，应观察分裂旺盛的分生区细胞，处于分裂后期的细胞中着丝点分裂，染色体数目暂时加倍，所以含有76条染色体．
（2）①由实验一可判断种子颜色性状中黄色对黑色为隐性．
②由实验二的F ₁自交所得F ₂的表现型及比例为产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：13，可判断F₁黄色种子植株的基因型为AaRr；子代黑色种子植株基因型为A_rr，黄色种子植株基因型为A_R_、aaR_、aarr，可判断当R基因存在时，抑制A基因的表达；实验一中，由于F₁全为产黑色种子植株，则乙黄色种子植株的基因型为aarr；实验二中，由于F₁全为产黄色种子植株（AaRr），则丙黄色种子植株的基因型为AARR；F₂中产黄色种子植株中纯合子的基因型为AARR、aaRR、aarr，占$\frac{3}{13}$，所以F₂代产黄色种子植株中杂合子的比例为1-$\frac{3}{13}=\frac{10}{13}$．
③就R/r基因而言，实验二亲本基因型为RR和rr，F₁体细胞基因型为Rr，而该植株体细胞中含R基因的染色体多了一条，可能是植株丙在产生配子时，减数第一次分裂过程中含R/r基因的同源染色体没有分离或减数第二次分裂中姐妹染色单体没有分离，产生的配子为RR：Rr：R：r=1：2：2：1．因此，该植株自交，理论上后代中产黑色种子（A_rr）的植株所占比例为$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{6}×\frac{1}{6}=\frac{1}{48}$．
故答案为：
（1）分生  76
（2）①隐  ②R  AARR     $\frac{10}{13}$
③植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离（或植株丙在减数第二次分裂后期含 R基因的姐妹染色单体未分开）    $\frac{1}{48}$

点评 本题考查染色体变异和基因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．