Question

4．玉米是进行遗传学实验的良好材料，其宽叶基因T与窄叶基因t是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用．现有基因型为Tt的宽叶植株A，其细胞中9号染色体如图一．请分析回答下列问题．

（1）该宽叶植株的变异类型属于缺失（染色体结构变异）
（2）以植株A为父本，正常的窄叶植株为母本进行杂交，若产生的F₁中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因组成如图二．分析该植株出现的原因是由于父本减数第一次分裂过程中同源染色体未分离．
（3）若（2）中得到的植株B在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含l条和2条9号染色体的配子，那么以植株B为父本进行测交，后代的表现型及比例是宽叶：窄叶=2：3，其中得到的染色体异常植株占$\frac{3}{5}$．
（4）为了探究植株A的T基因是位于正常染色体还是异常染色体上，请设计一个简便的杂交实验：
实验步骤：让植株A进行自交产生F₁，观察统计F₁的表现型及比例结果预测：若F_l中宽叶：窄叶=1：1（或出现窄叶），则说明T基因位于异常染色体上若F_l中宽叶：窄叶=1：0（或只有宽叶或未出现窄叶），则说明T基因位于正常染色体上
（5）研究者发现玉米体细胞内2号染色体上存在两个纯合致死基因E、F，从而得到“平衡致死系”的玉米，其基因与染色体关系如图2所示．该品系的玉米随机自由交配（不考虑交叉互换和基因突变），其子代中杂合子的概率是100%；子代与亲代相比，子代中F基因的频率不变（上升/下降/不变）．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：9号染色体中的一条染色体缺失了某一片段，属于染色体结构变异中的缺失．以宽叶植株A（Tt）为父本，正常的窄叶植株（tt）为母本杂交产生的F₁中，发现了一株宽叶植株B，其染色体及基因组成如图二．由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，即含有T的精子不能参与受精作用，所以宽叶植株B（Ttt）中有一个t来自母本，还有T和t都来自父本，由此可见，该植株出现的原因是由于父本减数分裂过程中同源染色体未分离．

解答 解：（1）染色体变异是指染色体结构和数目的改变，染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型．根据图一细胞中9号染色体的异常情况可知：宽叶植株的变异类型属于染色体结构变异中的缺失．
（2）以植株A为父本，正常的窄叶植株为母本进行杂交，需在花期进行套袋和人工授粉等操作．由于无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用，即含有T的精子不能参与受精作用，所以宽叶植株B（Ttt）中有一个t来自母本，还有T和t都来自父本，由此可见，该植株出现的原因是由于父本减数第一次分裂过程中同源染色体未分离．
（3）若杂交得到的植株B（Ttt）在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，则该植株能形成3种可育配子，基因型及比例为Tt：t：tt=2：2：1．以植株B为父本进行测交，即与tt个体进行杂交，后代的表现型及比例宽叶（2Ttt）：窄叶（2tt、1ttt）=2：3，其中异常植株（Ttt、ttt）占$\frac{3}{5}$．
（4）为了确定植株A的T基因位于正常染色体上还是异常染色体上，可以通过实验来判断，让植株A进行自交产生F₁，观察统计F₁的表现型及比例．
若F_l中宽叶：窄叶=1：0（或只有宽叶或未出现窄叶），说明T基因位于正常染色体上；若F_l中宽叶：窄叶=1：1（或出现窄叶），说明T基因位于异常染色体上．
（5）由图2可知等位基因Ee和Ff位于一对同源染色体上，该玉米EeFf会产生Ef和eF两种比值相等的配子，则有

由于E、F是两个纯合致死基因，则后代只有EeFf一种基因型，故其子代中全为杂合子，子代中F基因的频率不变．
故答案为：
（1）缺失（染色体结构变异）
（2）父本减数第一次分裂过程中同源染色体未分离
（3）宽叶：窄叶=2：3     $\frac{3}{5}$
（4）若F_l中宽叶：窄叶=1：1（或出现窄叶）      若F_l中宽叶：窄叶=1：0（或只有宽叶或未出现窄叶）
（5）100%     不变

点评 本题考查基因的分离定律及应用、染色体变异等相关知识．解答本题的关键是扣住题干信息“无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用”结合题图答题，难度适中．