Question

14．玉米非糯性基因（A）对糯性基因（a）是显性，植株紫色基因（B）对植株绿色基因（b）是显性，这两对等位基因分别位于第9号和第6号染色体上．玉米非糯性子粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性子粒及花粉遇碘液变棕色．现有非糯性紫株、非糯性绿株和糯性紫株三个纯种品系供实验选择．请回答：
（1）若采用花粉鉴定法验证基因的分离定律，应选择表现型为非糯性紫株与糯性紫株杂交．如果用碘液处理子代所有花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为蓝色：棕色=1：1．
（2）若验证基因的自由组合定律，则两亲本基因型为AAbb、aaBB，并且在花期进行套袋和人工授粉等操作．
（3）当用X射线照射亲本中非糯性紫株玉米花粉并授于非糯性绿株的个体上，发现在F₁的734株中有2株为绿色．经细胞学的检查表明，这是由于第6号染色体上载有的紫色基因（B）区段缺失导致的．已知第6号染色体区段缺失的雌、雄配子可育，而缺失纯合子（两条同源染色体均缺失相同片段）致死．
①请在图中选择恰当的基因位点标出F₁绿株的基因组成．
若在幼嫩花药中观察图中染色体，最好选择处于减数第一次分裂前（联会、四分体）期细胞．
②在做细胞学的检查之前，有人认为F₁出现绿株的原因是经X射线照射的少数花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），导致产生F₁中绿株．某同学设计了以下杂交实验，探究X射线照射花粉产生的变异类型．
实验步骤：
第一步：选F₁绿色植株与亲本中的紫株杂交，得到种子（F₂）；
第二步：F₂植株自交，得到种子（F₃）；
第三步：观察并记录F₃植株颜色及比例．
结果预测及结论：
若F₃植株的紫色：绿色为3：1，说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6号染色体上载有的紫色基因（B）的区段缺失．
若F₃植株的紫色：绿色为6：1，说明花粉中第6号染色体上载有的紫色基因（B）的区段缺失．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：验证基因的分离定律时，只能考虑一对等位基因，所以用非糯性紫株与糯性紫株杂交．F₂代所有花粉中，非糯性基因（A）和糯性基因（a）为1：1，所以用碘液处理F₂代所有花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为蓝色：棕色=1：1．
由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致F₁代出现2株绿色玉米，所以F₁代绿株的基因组成bb．同源染色体配对发生在减数第一次分裂的联会时期，即前期，所以要在幼嫩花药中观察上图染色体现象，应选择处于减数第一次分裂的前期细胞进行观察．

解答 解：（1）由于玉米非糯性籽粒及花粉遇碘液变蓝色，糯性籽粒及花粉遇碘液变棕色，所以采用花粉鉴定法验证基因分离定律，只能选择非糯性紫株与糯性紫株杂交．F₂代所有花粉中，非糯性基因（A）和糯性基因（a）为1：1，所以用碘液处理F₂代所有花粉，则显微镜下观察到花粉颜色及比例为蓝色：棕色=1：1．
（2）若验证基因的自由组合定律，则应选择非糯性绿株和糯性紫株两个纯种品系进行杂交，其基因型为AAbb和aaBB．在杂交实验过程中，要在花期进行套袋和人工授粉．
（3）①由于第6号染色体载有紫色基因（B）区段缺失导致F₁代出现2株绿色玉米，所以F₁代绿株的基因组成bb，如答案图所示．同源染色体配对发生在减数第一次分裂的联会时期，即前期，所以要在幼嫩花药中观察上图染色体现象，应选择处于减数第一次分裂的前期细胞进行观察．
②要探究X射线照射花粉产生的变异类型，需要选F₁代绿色植株与亲本中的非糯性紫株或糯性紫株杂交，得到种子（F₂代）；将F₂代植株的自交，得到种子（F₃代）．
如果F₃代植株的紫色：绿色为3：1，则说明花粉中紫色基因（B）突变为绿色基因（b），没有发生第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失；
如果F₃代植株的紫色：绿色为6：1，则说明花粉中第6染色体载有紫色基因（B）的区段缺失．BB×bO→Bb、BO，让其分别自交BO的后代为：BB、2BO、OO（致死），Bb的后代为：BB、2Bb、bb，所以紫色：绿色为6：1．
故答案为：
（1）糯性紫株　　　　蓝色：棕色=1：1
（2）AAbb、aaBB　　　人工授粉
（3）①如右图      　
一 　　　   前（联会、四分体）
②紫株　　   　 3：1　　    　6：1

点评 本题考查基因自由组合定律和染色体变异的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．