Question

【题目】科学工作者用荧光标记法对某品系二倍体植物AA(2n=24)的花色基因(A-红花、a-白花)进行研究，A被标记为红色荧光点。

(1)正常个体一个细胞的红色荧光点数量最多为___________________个，这表明该细胞完成了__________________________过程。

(2)在该品系中，偶然发现有一棵植株的绝大多数体细胞中有三个红色荧光点，进一步研究发现该植株育性正常。取该植株的体细胞进行观察，发现染色体数量为24条，但染色体的结构异常。A基因在染色体上的分布情况如图所示。

请分析下列实验：

①让该植株与白色品系植株杂交得F1；

②任取两株F1植株杂交，得到F2(假设F2的数量足够多)；

③统计F2中各花色的比例：

若后代红花∶白花＝_______________________，则能确定属于第二种情况。

若后代红花∶白花＝3：1，则____________(填“能”或“不能”)确定属于第一种情况

Answer 1

【答案】4 DNA复制（染色体复制） 7 ∶1或15∶1 不能

【解析】

基因是有遗传效应的DNA片段，因此当DNA复制时，相关基因的数量加倍；在减数分裂过程中，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，第一种情况的个体减数分裂产生AA（2个A基因位于一条染色体上）和A两种配子，与aa杂交，F1的基因型为AAa（2个A基因位于一条染色体上）和Aa两种，其中前者产生的配子为AA和a，比例为1：1，后者产生A和a两种配子比例为1：1；无论从F1中选择哪两个个体杂交，后代的表现型及比例均为红花：白花=3：1；第二种情况的个体减数分裂产生AA（2个A基因位于两条染色体上）和A两种配子，其与aa杂交，F1的基因型为AAa（2个A基因位于两条条染色体上）和Aa两种，其中前者产生的配子为AA、A、Aa和a四种配子，比例为1：1：1：1，后者产生A和a两种配子比例为1：1，若从F1选择的两个个体都是AAa，则杂交后代红花：白花=15：1，若从F1选择的两个个体都是Aa，则杂交后代红花：白花=3：1，若从F1选择的两个个体是AAa和Aa，则杂交后代红花：白花=7：1。

（1）根据题干信息可知，A被标记为红色荧光，正常AA的个体中含有2个荧光，该细胞在细胞分裂过程中，由于分裂间期完成DNA分子复制，因此细胞中最多含有红色荧光的个数为4个。
（2）第一种情况的个体减数分裂产生AA（2个A基因位于一条染色体上）和A两种配子，与aa杂交，F1的基因型为AAa（2个A基因位于一条染色体上）和Aa两种，其中前者产生的配子为AA和a，比例为1：1，后者产生A和a两种配子比例为1：1；无论从F1中选择哪两个个体杂交，后代的表现型及比例均为红花：白花=3：1．第二种情况的个体减数分裂产生AA（2个A基因位于两条染色体上）和A两种配子，其与aa杂交，F1的基因型为AAa（2个A基因位于两条条染色体上）和Aa两种，其中前者产生的配子为AA、A、Aa和a四种配子，比例为1：1：1：1，后者产生A和a两种配子比例为1：1，若从F1选择的两个个体都是AAa，则杂交后代红花：白花=15：1，若从F1选择的两个个体都是Aa，则杂交后代红花：白花=3：1，若从F1选择的两个个体是AAa和Aa，则杂交后代红花：白花=7：1，因此当F2出现红花：白花=7：1或15：1时，能确定是第二种情况。若是第一种情况，F1的基因型为AAa（2个A基因位于一条染色体上）和Aa两种，基因和染色体的关系如图1和图2，若是第二种情况，F1的基因型为AAa（2个A基因位于两条染色体上）和Aa两种，基因和染色体的关系如图3和图4，根据（2）的解析可知，其中图1图2杂交，图1图2图3自交结果均为红花：白花=3：1，所以不能确定属于第一种情况。