Question

4．科学家在研究玉米的粒色、糯性、甜性性状的遗传规律时，做了如下杂交试验．以紫冠、非糯质、非甜质（CCWWSS）为母本，非紫冠、糯质、甜质（ccwwss）为父本，F₁表现出紫冠、非糯质、非甜质（CcWwSs），F₁自交产生F₂，F₂代分离出6种粒型，具体表现如表．请分析回答：
F₂代籽粒性状分离实测值及数量表（统计8个穗）

F2代分离出的性状	自交后代粒型数								合计
	1	2	3	4	5	6	7	8
紫冠、非糯质、非甜质	186	162	160	150	145	140	132	105	1180
紫冠、糯质、非甜质	29	27	27	27	24	24	23	16	197
紫冠、非糯质、甜质	75	67	67	59	61	54	61	42	486
非紫冠、非糯质、非甜质	31	29	26	25	24	23	23	18	199
非紫冠、糯质、非甜质	41	37	36	36	33	32	30	24	269
非紫冠、糯质、甜质	27	21	19	20	21	21	18	13	160

（1）研究过程中发现，玉米种植区有些玉米比常见玉米早熟、生长整齐而高大、果穗大、籽粒多．由此分析，这些植株最可能是D．
A．单倍体       B．三倍体         C．四倍体          D．杂交种
（2）已知籽粒颜色是由细胞中的色素决定的，但该色素不是蛋白质，那么从基因控制性状的角度分析，好粒的紫色是通过控制酶的合成途径实现的．
（3）根据上表，玉米的粒色和甜性的遗传符合（填“符合”或“不符合”）基因的自由组合定律，判断的依据是≈子二代的表现型及比例是紫冠非甜：紫冠甜：非紫冠非甜：非紫冠甜≈9：3：3：1．让F₂中紫冠、非甜质性状的个体间自由交配，后代中紫冠、甜质性状个体所占的比例为$\frac{8}{81}$．
（4）请在如图指定位置标出F₁另两对等位基因在染色体上的位置情况．

Answer 1

分析 1、在生物界，两种遗传基础不同的植物或动物进行杂交，其杂交后代所表现出的各种性状均优于杂交双亲，比如抗逆性强、早熟高产、品质优良等，这称之为杂种优势．
2、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的同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合．
3、基因对性状的控制途径：基因通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而间接控制生物的性状，基因还可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状．

解答 解：（1）A、玉米是二倍体植株，其单倍体高度不育，不会产生籽粒，A错误；
B、三倍体植株一般不能产生籽粒，B错误；
C、四倍体植物虽然果穗大，但发育迟缓，与题干中“早熟”一词不符，C错误；
D、杂交种具有早熟、生长整齐而健壮，果穗大、籽粒多等优势，D正确．
故选：D．
（2）基因控制性状的途径有2种：基因通过控制酶的合成来控制生物的性状，基因还可以直接合成蛋白质来控制生物的性状；本题中色素不是蛋白质，则基因是通过控制酶的合成来控制生物的性状．
（3）由表格信息可知，子二代中玉米的粒色和甜性表现型及比例是紫冠非甜：紫冠甜：非紫冠非甜：非紫冠甜=（1180+197）：486：（199+269）：160≈9：3：3：1，因此两对相对性状的遗传符合自由组合定律，即C、c与W、w位于非同源染色体上；F₂中紫冠、非甜质性状的个体（C_S_），其中紫冠基因型是CC和Cc的比例为1：2，非甜质基因型是SS和Ss的比例为1：2．因此C的基因频率为$\frac{2}{3}$，c的基因频率为$\frac{1}{3}$；S的基因频率为$\frac{2}{3}$，s的基因频率为$\frac{1}{3}$．所以F₂表现型为紫冠、非甜质性状的个体进行自由交配，则后代中紫冠与非紫冠性状之比为（$\frac{2}{3}×\frac{2}{3}+\frac{2}{3}×\frac{1}{3}×2$）：（$\frac{1}{3}×\frac{1}{3}$）=8：1．同理可得非甜质性状与甜质性状之比为8：1．后代中紫冠、甜质性状个体所占的比例为$\frac{8}{9}×\frac{1}{9}=\frac{8}{81}$．
（4）由表格信息可知，子二代非糯性非甜：糯性非甜：非糯性甜：糯性甜=（1180+119）：（197+269）：486：160≈9：3：3：1，说明两对相对性状的遗传遵循自由组合定律，即W、w与S、s位于非同源染色体上；由给出的题图可知，三对等位基因位于2对同源染色体上，因此基因在染色体上的位置是．
故答案为：
（1）D
（2）控制酶的合成
（3）符合    粒色和甜性独立遗传，互不干扰，并子二代中性状分离比都符合3：1     $\frac{8}{81}$
（4）

点评 本题旨在考查学生理解基因分离定律和自由组合定律的实质和使用条件，学会根据子代的表现型及比例关系推测遵循的遗传规律在在染色体上的位置关系，并应用模式图解答问题．