Question

11．某生物兴趣小组同学以某多年生二倍体植物花的颜色为研究对象，重复孟德尔豌豆杂交实验时发现：将该植物开黄花植株与开白花植株杂交，F₁全开黄花；F₁自交且将每株自交产生的F₂种植在一个单独区域，发现其中一个区域中黄花植株：白花植株=35：1，而其他区域比例均接近3：1．已知该植物每株产生的后代数量足够多，能够体现遗传学规律．
（1）小组成员甲推测，该植物花的颜色受一对等位基因（A、a）控制．实验中出现35：1的原因是相应的F₁植株受环境影响变成了四倍体（AAaa）．请帮他完成下列推理分析．
①甲所认为的环境影响最可能是温度．
②四倍体（AAaa）可以产生的3种配子基因组成种类及比例为AA：Aa：aa=1：4：1．由于受精时雌雄配子间的结合是随机的，因而F₂白花植株所占比例为$\frac{1}{36}$．
（2）小组成员乙推测，该植物花的颜色受一对等位基因（A、a）控制．实验中出现35：1的原因是相应的F1植株受环境影响变成了杂合的三体（AAa）．请帮他完成下列推理分析．
①已知三体的生殖细胞在减数分裂同源染色体联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会．减数第一次分裂后期，联会的同源染色体正常分离，另1条染色体随机移向细胞的任何一极．由此推测该三体植株AAa可以产生正常配子和异常配子的数量比为1：1，其中基因型只有a的配子所占比例为$\frac{1}{6}$．
②若该假设成立，则将该F₁植株与正常的二倍体白花植株杂交，后代黄花植株与白花植株之比为5：1．
（3）甲乙两同学共同设计了如下验证方案：将上述F₁植株的花药进行离体培养，并将其中的单倍体白花植株自交．如果该单倍体植株不能自交产生后代，则证明同学乙的观点正确．
（4）综上所述两同学所用科学思考方法叫假说-演绎法．请你从细胞学角度设计一种方案，以判断那位成员的观点正确（写出简要思路即可）：选取F1黄花植株的分生组织制成临时装片，显微镜下观察有丝分裂中期细胞中同源染色体的数目．

Answer 1

分析 本题主要考查单倍体、二倍体、多倍体的概念和在育种中的应用．
1、单倍体是具有体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体．凡是由配子发育而来的个体，均称为单倍体．体细胞中可以含有1个或几个染色体组，花药离体培养得到的是单倍体，雄蜂也是单倍体，仅有一个染色体组的生物是单倍体．
2、凡是由受精卵发育而来，且体细胞中含有两个染色体组的生物个体，均称为二倍体．几乎全部动物和过半数的高等植物都属于二倍体．
3、凡是由受精卵发育而来，且体细胞中含有三个或三个以上染色体组的生物个体，均称为多倍体．如香蕉是三倍体，马铃薯是四倍体，普通小麦是六倍体．

解答 解：（1）①由于低温可导致染色体数目加倍，故甲所认为的环境影响最可能是温度．
②四倍体（AAaa）可以产生的3种类型的配子，基因组成种类及比例为AA：Aa：aa=1：4：1．由于受精时雌雄配子间的结合是随机的，因而F₂白花植株aa所占比例为$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$=$\frac{1}{36}$．
（2）①该三体植株AAa可以产生正常配子A、a和异常配子AA、Aa，比例为AA、Aa、A、a=1：2：2：1，故正常配子和异常配子的数量比为1：1，其中基因型只有a的配子所占比例为$\frac{1}{6}$．
②若该假设成立，则将该F₁植株与正常的二倍体白花植株杂交，后代中白花的比例为aa=$\frac{1}{6}$，故黄花植株与白花植株之比为 5：1．
（3）甲乙两同学共同设计了如下验证方案：将上述F₁植株的花药进行离体培养，并将其中的单倍体白花植株自交．如果为四倍体产生的，则基因型为aa，如果为三倍体产生的，则基因型为a，故该单倍体植株不能自交产生后代，则证明同学乙的观点正确．
（4）综上所述两同学所用科学思考方法叫假说演绎法．可选取F₁黄花植株的分生组织制成临时装片，显微镜下观察有丝分裂中期细胞中同源染色体的数目，若为三倍体，则有3个染色体组，若为四倍体，则有四个染色体组．
故选：
（1）①温度         
②AA：Aa：aa=1：4：1       随机的       
（2）①1：1      $\frac{1}{6}$      ②5：1      
（3）乙    
（4）假说-演绎法        选取F1黄花植株的分生组织制成临时装片，显微镜下观察有丝分裂中期细胞中同源染色体的数目

点评 本题主要考查学生对知识的理解和分析能力．单倍体生物是指未经受精作用，由生殖细胞发育而来的生物．如果亲代是多倍体生物，则单倍体生物也可能含有多个染色体组．仅当亲代是二倍体生物时，单倍体生物是只含一个染色体组的．