Question

4．?dāng)M南芥的A基因位于1號(hào)染色體上，影響減數(shù)分裂時(shí)染色體交換頻率，a基因無此功能；B基因位于5號(hào)染色體上，使來自同一個(gè)花粉母細(xì)胞的4個(gè)花粉粒分離，b基因無此功能．用植株甲（AaBB）和植株乙（AAbb）作為親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)．
在F₂中獲得了所需的植株丙（aabb）．
（1）花粉在人工培養(yǎng)條件下，以細(xì)胞分裂素和生長素誘導(dǎo)，可以發(fā)育成單倍體幼苗，經(jīng)染色體加倍后，既能得到純合子，用于雜交育種，可使雜交后代形狀穩(wěn)定并且明顯縮短育種年限，為植物育種提供了新的途徑．
（2）就上述兩對(duì)等位基因而言，F(xiàn)₂中有9種基因型的植株．F₂中表現(xiàn)型為花粉粒不分離的植株的概率為$\frac{1}{4}$．
（3）雜交前，乙的1號(hào)染色體上整合了熒光蛋白基因C、R．兩代后，丙獲得C、R基因（如圖）．帶有C、R基因的花粉粒能分別呈現(xiàn)出藍(lán)色、紅色熒光．

①丙獲得了C、R基因是由于它的親代中的父本和母本在減數(shù)分裂形成配子時(shí)發(fā)生了染色體交換．
②丙的花粉母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，若染色體在C和R基因位點(diǎn)間只發(fā)生一次交換，產(chǎn)生的四個(gè)2種顏色的花粉粒，排列在一個(gè)平面上，形成左右對(duì)稱型，說明交換的位點(diǎn)在C基因以上．
③本實(shí)驗(yàn)選用b基因純合突變體是因?yàn)椋豪�用花粉粒不分離的性狀，便于判斷染色體在C和R基因位點(diǎn)間交換與否和交換次數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出交換頻率．

Answer 1

分析 在減數(shù)第一次分裂的四分體時(shí)期，同源染色體的非姐妹染色單體之間能發(fā)生交叉互換．在減數(shù)第一次分裂的后期，同源染色體分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合．

解答 解：（1）花粉在人工培養(yǎng)條件下，以細(xì)胞分裂素和生長素誘導(dǎo)，可以發(fā)育成單倍體幼苗，經(jīng)染色體加倍后，既能得到純合子，用于雜交育種，可使雜交后代形狀穩(wěn)定并且明顯縮短育種年限，為植物育種提供了新的途徑．
（2）由于P代基因型為AaBB和AAbb，因此子一代基因型為AABb、AaBb，由于兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳，因此根據(jù)基因的自由組合定律，F(xiàn)₂中有9種基因型的植株．單獨(dú)考慮B、b基因，F(xiàn)₁基因型為Bb，自交得F2相關(guān)基因分離比為BB：Bb：bb（花粉粒不分離）=1：2：1，故花粉粒不分離植株所占比例為$\frac{1}{4}$．
（3）①甲（AaBB）和乙（AC ARbb）雜交得F₁代，其基因型為AACBb、AARBb、ACaBb、ARaBb，丙1號(hào)染色體組成為aR aC，故其親代基因型為ACaBb、ARaBb，可見其父母本都發(fā)生了交叉互換．
②丙的花粉母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)，若染色體在C和R基因位點(diǎn)只發(fā)生一次交換，并且要求排列在一個(gè)平面上，形成左右對(duì)稱型，則產(chǎn)生的花粉1號(hào)染色體基因組成為aR、aC、aC、aR，即分別為藍(lán)色、紅色、紅色、藍(lán)色，說明交換的位點(diǎn)在C基因以上．
③本實(shí)驗(yàn)選用b基因純合突變體是因?yàn)椋豪�用花粉粒不分離的性狀，便于判斷染色體在C和R基因位點(diǎn)間交換與否和交換次數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出交換頻率．
故答案為：
（1）細(xì)胞分裂素和生長素     單倍體幼苗     明顯縮短育種年限
（2）9     $\frac{1}{4}$
（3）①父本和母本
②2    交換的位點(diǎn)在C基因以上
③交換與否和交換次數(shù)

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查育種和基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識(shí)記單倍體育種的原理及過程，掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查，有一定難度．