Question

7．水稻的高秆对矮秆为完全显性，由一对等位基因A、a控制，抗病对易感病为完全显性，由另一对等位基因B、b控制，现有纯合高秆抗病和纯合矮秆易感病的两种亲本杂交，所得F₁自交，多次重复实验，统计F₂的表现型及比例都近似有如下结果：高秆抗病：高秆易感病：矮秆抗病：矮秆易感病=66：9：9：16．据实验结果回答问题：
（1）控制抗病和易感病的等位基因遵循（填“遵循”或“不遵循”）基因的分离定律．
（2）上述两对等位基因之间不遵循（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律．
（3）F₂中出现了亲本所没有的新的性状组合，产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中，控制不同性状的基因进行了重新组合（基因重组），具体发生在减数分裂的四分体（减Ⅰ前期）时期．
（4）有人针对上述实验结果提出了假说：
①控制上述性状的两对等位基因位于一对同源染色体上．
②F₁通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=4：1：1：4．
③雌雄配子随机结合．
为验证上述假说，请设计一个实验并预期实验结果：
实验设计：将两纯合亲本杂交得到的F₁与纯合矮秆易感病的水稻杂交，观察并统计子代的表现型及比例．
预期结果：所得子代出现四种表现型，其比例为：高秆抗病：高秆易感病：矮秆抗病：矮秆易感病=4：1：1：4．

Answer 1

分析 分析每一对性状，在F₂代都符合3：1，因此控制抗病和易感病的等位基因都符合基因分离定律．但分析两对等位基因之间关系，即不符9：3：3：1，也不属于它的变形，因此它们不遵循基因自由组合定律．因此最可能原因是两对基因位于一对同源染色体上，在减数分裂时发生四分体的交叉互换造成的．

解答 解：（1）在F₂的表现型中，抗病：易感病=（66+9）：（9+16）=3：1；说明控制抗病和易感病的等位基因遵循基因的分离定律．
（2）由于F₂的表现型及比例是高杆抗病：高杆易感病：矮杆抗病：矮杆易感病=66：9：9：16，不符9：3：3：1，也不属于它的变形，因此它们不遵循基因自由组合定律．
（3）F₂代中出现了亲本所没有的新的性状组合，产生这种现象的根本原因是有性生殖过程中，在减数第一次分裂的四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体发生了交叉互换，进行了基因重组．
（4）由于遵循基因的分离定律而不遵循基因自由组合定律，可实验假设两对等位基因位于一对同源染色体上，并且题中已假设了F₁通过减数分裂产生的雌雄配子的比例都是AB：Ab：aB：ab=4：1：1：4，如果假设成立，那么通过测交的方式后代也应该会出现这一结果．
故答案为：
（1）遵循
（2）不遵循
（3）重新组合（基因重组）　减数分裂的四分体（减Ⅰ前期）
（4）一       
   将两纯合亲本杂交得到的F₁与纯合矮秆易感病的水稻杂交，观察并统计子代的表现型及比例
   所得子代出现四种表现型，其比例为：高秆抗病：高秆易感病：矮秆抗病：矮秆易感病=4：1：1：4

点评 本题考查基因分离定律和基因连锁交换定律的相关知识，意在考查学生对孟德尔定律的理解能力，同时考查学生对生物学数据的分析抽象能力及设计实验的能力．