Question

4．荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种，该形状的遗传涉及两对等位基因，分别是A、a和B、b表示．为探究荠菜果实形状的遗传规律，进行了杂交实验（如图）．
（1）图中亲本基因型为AABB和aabb．F₁测交后代的表现型及比例为三角形果实：卵圆形果实=3：1．另选两种基因型的亲本杂交，F₁和F₂的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为AAbb和aaBB．
（2）图中F₂三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体在F₂三角形果实荠菜中的比例为$\frac{7}{15}$；还有部分个体自交后发生性状分离，它们的基因型是AaBb、aaBb、Aabb．
（3）现有3包基因型分别为AABB、AaBB、和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分．拟采用杂交实验的方法，确定每包种子的基因型．实验时，选取待测种子和卵圆形果实种子作为亲本进行杂交得到F₁，将获得的子代再进行自交得到F₂，最后将F₂种子种下，植株成熟后分别观察统计F₂所有果实性状及比例．
结果预测：
Ⅰ．如果F₂植株上果实形状为三角形：卵圆形=15：1，则包内种子基因型为AABB；
Ⅱ．如果F₂植株上果实形状为三角形：卵圆形约=27：5，则包内种子基因型为AaBB；
Ⅲ．如果F₂植株上果实形状为三角形：卵圆形=3：1，则包内种子基因型为aaBB．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：三角形果实个体和卵圆形果实个体杂交，后代所结果实皆为三角形，可证明，三角形为显性；F2代三角形果实：卵圆形果实=15：1，符合孟德尔两对相对性状杂合子自交比例9：3：3：1的变形（9+3+3）：1，可知纯隐形为卵圆形，其余皆为三角形；所以荠菜果实的性状受两对等位基因控制，且位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律．

解答 解：（1）三角形果实个体和卵圆形果实个体（aabb）杂交，后代所结果实皆为三角形，则图中亲本基因型AABB和aabb．根据F₂表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵守基因的自由组合定律．F₁的基因型为AaBb，其测交后代的表现型及比例为三角形（A_-B_-、A_-bb和aaB_-）：卵圆形（aabb）=3：1．要使F₁和F₂的性状表现及比例与图中结果相同，则需要让F₁的基因型仍然是AaBb，亲本基因型可以为AAbb和aaBB．
（2）图中F₂三角形果实荠菜中，如果一对等位基因为显性纯合，则无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体基因型为：AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB．在F₂三角形果实荠菜中的比例为$\frac{1}{15}+\frac{2}{15}+\frac{2}{15}+\frac{1}{15}+\frac{1}{15}=\frac{7}{15}$；每对等位基因都存在隐性基因的个体自交后发生性状分离，它们的基因型是AaBb、aaBb和Aabb．
（3）基因型分别为AABB、AaBB、和aaBB的三角形个体与基因型为aabb的卵圆形个体杂交的F₂代的表现型情况是有所不同的，选取待测种子和卵圆形果实种子作为亲本进行杂交得到F₁，将获得的子代再进行自交得到F₂，最后将F₂种子种下，植株成熟后分别观察统计F₂所有果实性状及比例．
原理分析：
若包内种子基因型为AABB，与卵圆形即aabb杂交结果即F₁为AaBb，其自交后代中卵圆形即aabb占$\frac{1}{16}$，所以F₂中三角形与卵圆形果实植株的比例约为15：1；
若包内种子基因型为AaBB，与卵圆形即aabb杂交结果有：AaBb和aaBb，两者各占一半，两者分别自交，AaBb的自交后代中卵圆形即aabb占$\frac{1}{16}$，aaBb的自交后代中卵圆形即aabb占$\frac{1}{4}$，他们的后代中共有卵圆形：$\frac{1}{2}×\frac{1}{16}+\frac{1}{2}×\frac{1}{4}=\frac{5}{32}$，三角形占$1-\frac{5}{32}=\frac{27}{32}$，所以F₂中三角形与卵圆形果实植株的比例约为27：5；
若包内种子基因型为aaBB，与卵圆形即aabb杂交结果即F₁为aaBb，其自交后代中卵圆形即aabb占$\frac{1}{4}$，所以F₂中三角形与卵圆形果实植株的比例约3：1．
故答案为：
（1）AABB和aabb     三角形果实：卵圆形果实=3：1      AAbb和aaBB
（2）$\frac{7}{15}$    AaBb、aaBb、Aabb
（3）卵圆形果实     自交     F₂所有果实性状及比例
Ⅱ．三角形：卵圆形约=27：5
Ⅲ．三角形：卵圆形=3：1

点评 本题考查了基因自由组合定律，解题的关键是理解15：1是9：3：3：1的变形，掌握遗传实验的设计基本思路是自交或测交．